国内水库泥沙治理研究现状及治理措施
国内水库泥沙治理研究现状及治理措施
1 引言
我国大多数河流都存在含沙量高、输沙量大的特点,其中七大江河的年输沙量高达 23 亿t;而长
江的含沙量虽然不算高,仅0.54kg/m3,但由于年径流量较大,年沙量也近 5亿t[1].在这些河流上修
建挡水建筑物形成水库后,导致库区水位抬高,流速减小,从而使水流携带的泥沙被淤积在库区,大
幅度减少有效库容量,增加水库运行难度,影响经济效益.为减少库区泥沙淤积的不利影响,国内相
关专家学者针对不同类型的水库,提出了具有建设性的治理措施.
2 水库泥沙淤积机制及影响
水库泥沙淤积主要是河水挟带的泥沙在水库回水末端至挡水建筑物之间库区的堆积.拦河筑坝后
抬高了河流的水位,形成了在建筑物前近似水平、在上游末端与天然河流原水面线相切的水面曲
线.水流进入库区后,由于水深沿流程而增加,水面坡度和流速沿流程减小,因而水流挟沙能力沿流
程而逐渐降低,出现泥沙淤积[2].水库淤积是水库设计和管理中的一个难题.在河道上兴建水库会
改变河流的水流条件和泥沙运动状态,使泥沙在水库库区内较快地淤积,占用水库的库容,从而降
低水库的使用效益,甚至导致水库失效报废.
其次,水库的回水变动区将由于泥沙淤积,很容易形成三角洲淤积,抬高河床河床高程,堵塞航道,使
得河流通航能力降低.回水区内的三角洲可能减少过河桥下的净高,甚至在枯水季时造成通航困
难.上游河段河水的含沙量越高,水库水位的变幅就越大,水库回水区内形成的三角洲也就越大,对
航运的影响也就越严重[3].所以,设计水库回水区内的新建桥梁时,应考虑水库的调度运行方式及
河道的可能淤高,减小泥沙淤积对航运条简单的影响.水库淤积还会减少水库的有效库容,从而使
水电站的发电能力降低.如果淤积形成的三角洲在大坝附近,还可能阻碍水流进入发电机,并增加
进入发电机的泥沙.当泥沙粒径大于零点二五毫米时,会磨损涡轮机叶片和阀门座槽,大大降低其
使用寿命[4].因此只有合理选择冲沙时机,制定和实施恰当的冲沙调度方案,才能较好地解决冲沙
与发电之间争水的矛盾,增加水库使用寿命,从而最大的发挥工程效益.所以对水库泥沙淤积及冲
沙调度的研究具有重要的现实意义.
3 国内水库泥沙治理研究现状
我国早期修建的水库,由于对水库排沙问题的考虑相对较少,造成的水库淤积现象特别严重.为了
减缓水库的淤积速度,延长水库的使用寿命，大部分水库都进行改造,对水库调度方式也进行改
进和优化.例如三门峡水库,由于泥沙淤积非常严重,为了扩大泄流排沙规模曾进行过两次大改建.
姜乃森等对红山水库淤积进行研究认为,即便采用泄空冲刷,效果也极为有限,主要原因就是现有
泄流设施 不能满足 排 沙 的 需要. 杨方社 等（2003）对新桥水库淤积的研究分析指出,水库泥
沙设计的关键是泄流排沙措施的布置.
由此可见,泄流排沙措施作为水库设计的重要内容,是不容忽视的.除了排沙设施外,合理的水库调
度和排沙方式对水库运行期间的淤积控制也是很有效的.张振秋等对以礼河水库冲刷的研究表
明,这种方式能有效的治理水库泥沙淤积,但却以消耗水库大量的清水为代价,严重影响了水库发
电效益.黄委会兰州总站等对巴嘴水库在不同运行调度方式下的排沙效果进行分析,得出在采用
蓄水运用、治洪运行和出现滩槽时排沙比分别为14.9%、52.0%和91.5%,说明在库区初步形成
高滩深槽对增加水库排沙比、减少淤积具有非常重要的意义.随着在对水库淤积研究的深入,我
国科研工作者利用水库淤积和排沙规律摸索出来的蓄清排浑的治理方式,可以使得水库淤积大大
减缓的有效运行模式,其中较为典型的主要有闹德海、红领巾、恒山等水库的研究[5].现阶段,我
国修建的大中型水库都汲取了以往水库运行的经验教训,从水库的长期使用出发,采用蓄清排浑
的治理方式.
为更好地发挥水库的经济效益和减少泥沙淤积,以及回水上延,在综合考虑了防洪、发电和航运
的影响的基础上,研究分析泥沙淤积对不同运行方式下对水库影响的侧重点,进一步优化蓄清排
浑方式,主要集中在对特征水位和特征水位部分变动的研究.例如童思陈采用一维不平衡泥沙数
学模型,以溪洛渡水库为例,从汛后蓄水时间和汛期限制水位两个方面对水库淤积过程、三角洲
推进、横断面发展和排沙比变化等淤积特性的影响进行分析,总结了其中表现出来的规律[6].
摘要：
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国内水库泥沙治理研究现状及治理措施 1 引言我国大多数河流都存在含沙量高、输沙量大的特点,其中七大江河的年输沙量高达23亿t;而长江的含沙量虽然不算高,仅0.54kg/m3,但由于年径流量较大,年沙量也近5亿t[1].在这些河流上修建挡水建筑物形成水库后,导致库区水位抬高,流速减小,从而使水流携带的泥沙被淤积在库区,大幅度减少有效库容量,增加水库运行难度,影响经济效益.为减少库区泥沙淤积的不利影响,国内相关专家学者针对不同类型的水库,提出了具有建设性的治理措施. 2 水库泥沙淤积机制及影响水库泥沙淤积主要是河水挟带的泥沙在水库回水末端至挡水建筑物之间库区的堆积.拦河筑坝后抬高了河流的水位,形成...
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作者：闻远设计
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