淺談山區(qū)水庫(kù)泥沙問題

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1、淺談山區(qū)水庫(kù)泥沙問題　　摘要：高臺(tái)縣全縣有水庫(kù)19座，其中平原洼地水庫(kù)13座，山區(qū)水庫(kù)6座。水庫(kù)均于上世紀(jì)建成。水庫(kù)自除險(xiǎn)加固以來，發(fā)揮著經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，不少山區(qū)水庫(kù)隨著進(jìn)庫(kù)泥沙的淤積，庫(kù)容不斷減小，大大降低了水庫(kù)正常發(fā)揮的經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：病險(xiǎn)水庫(kù)；除險(xiǎn)加固；泥沙問題；經(jīng)濟(jì)效益　　石灰關(guān)河地處高臺(tái)縣南部的祁連山區(qū)，上游河源區(qū)分布冰川，海拔4800m左右，河流至下游水庫(kù)壩址處，海拔2640m，河道長(zhǎng)10km左右，屬黑河水系，控制流域面積。石灰關(guān)水庫(kù)屬高寒半干旱氣候，平均年徑流量1360萬立方米，多年平均降水量160mm，多年平均蒸發(fā)量1633mm，平均凍土深

2、度，年平均最大風(fēng)速21m/s。石灰關(guān)河洪水主要由暴雨形成，洪水來勢(shì)猛，主峰歷時(shí)短，多為陡漲陡落，峰高量小的單峰洪水。　　石灰關(guān)水庫(kù)λ于肅南縣大河鄉(xiāng)石灰關(guān)河清水崖附近，距高臺(tái)縣城鄉(xiāng)約67km，距肅南縣大河鄉(xiāng)西河村約2km，是以灌溉為主的一座山谷水庫(kù)，自1971年開始建設(shè)，于1978年年底建成并正式投入運(yùn)行，石灰關(guān)水庫(kù)屬四等小型工程，原設(shè)計(jì)總庫(kù)容256萬立方米，興利庫(kù)容232萬立方米，灌溉面積萬畝，設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)按50年一遇洪水設(shè)計(jì)，100年一遇洪水校核。水庫(kù)除了攔蓄石灰關(guān)流域徑流外，尚在河源上游通過紅塘引水工程從馬營(yíng)河支流流域?年引水300-350萬立方米。多年

3、運(yùn)行以來，庫(kù)區(qū)淤積較為嚴(yán)重，已將原設(shè)計(jì)死庫(kù)容24萬立方米淤積滿后，又將興利庫(kù)容淤積了萬立方米，目前的有效庫(kù)容已由原來的232萬立方米淤積為萬立方米，灌溉面積由萬畝減少為萬畝。　　庫(kù)區(qū)兩岸谷坡大部分基巖裸?，植被發(fā)育較好，在壩前右岸有一淺層滑坡體，長(zhǎng)約120m，寬30-40m，滑坡體厚度1-2m。石灰關(guān)河壩址處多年平均徑流量1360萬立方米，50%保證率設(shè)計(jì)年徑流量1336萬立方米，75%保證率設(shè)計(jì)年徑流量1164萬立方米。石灰關(guān)河洪水主要由暴雨形成，暴雨歷時(shí)一般較短，但強(qiáng)度較大，因流域小，比降大，雨水集中匯流快，形成洪水來勢(shì)猛，主峰歷時(shí)短，多為陡漲陡落、峰高

4、量小的單峰洪水。　　石灰關(guān)河流域自產(chǎn)輸沙量萬噸，從馬營(yíng)河流域通過紅塘調(diào)水流經(jīng)本流域的2km黑砂槽，有溝槽水流切割較深，造成兩岸沖刷坍塌，形成泥石流十分嚴(yán)重，據(jù)初步估算?年約有5萬噸輸沙量進(jìn)入主河道，這一沙量的匯入，使得本流域輸沙量由萬噸增加到萬噸?！　∈谊P(guān)水庫(kù)的淤積現(xiàn)已達(dá)到萬立方米，就其泥沙量來源主要是引用紅塘水經(jīng)流域上游黑砂槽地段時(shí)，由于坡陡流急，水流擺動(dòng)沖蝕使兩岸滑塌，泥砂隨水入庫(kù)，造成水庫(kù)嚴(yán)重淤積。因此，解決水庫(kù)淤積問題應(yīng)從上游砂源治理進(jìn)行?！　≡撍畮?kù)是紅崖子鄉(xiāng)人民生存和發(fā)展的生命庫(kù)，至今已有37年，在灌區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著舉足輕重的作用。但由于當(dāng)時(shí)社會(huì)

5、經(jīng)濟(jì)條件限制，目前該庫(kù)已是一座病險(xiǎn)庫(kù)，庫(kù)區(qū)淤積接近總庫(kù)容的一半。水庫(kù)?年都要組織大量勞力進(jìn)行庫(kù)區(qū)清淤和維護(hù)加固處理，在運(yùn)行中若稍有不慎或處理不當(dāng)造成失事，就會(huì)對(duì)國(guó)家交通、通訊干線造成巨大損失，同時(shí)，庫(kù)下游萬畝農(nóng)田和紅崖子鄉(xiāng)、水關(guān)鄉(xiāng)人民的生命財(cái)產(chǎn)將受到威脅，后果是十分嚴(yán)重的。因此，對(duì)石灰關(guān)水庫(kù)的泥沙問題進(jìn)行庫(kù)區(qū)清淤，迫在ü睫，十分必要?！　沃诽幰驘o實(shí)測(cè)泥沙資料，計(jì)算依據(jù)，查得流域平均侵蝕模數(shù)350噸/km2，算得多年平均懸移質(zhì)輸沙量WS=萬噸，推移質(zhì)輸沙量采用經(jīng)驗(yàn)公式：Wb=βWS計(jì)算，取β=算得Wb=萬噸，多年平均總輸沙量為懸移質(zhì)輸沙量與推移質(zhì)輸沙量之和，

6、即流域自產(chǎn)總輸沙量萬噸?！　∷畮?kù)隨著運(yùn)行時(shí)間的推移，淤積泥沙累積增加，侵占了興利庫(kù)容，使水庫(kù)不能正常有效地發(fā)揮效益。不少運(yùn)行管理人員和專業(yè)設(shè)計(jì)人員，都在不斷探索保持水庫(kù)有效庫(kù)容的方法。在規(guī)劃、設(shè)計(jì)等各個(gè)階段，根據(jù)水庫(kù)地形以及泥沙情況，采用不同辦法，減少水庫(kù)泥沙淤積，以保持有效庫(kù)容?！　∮行П３謳?kù)容的方法，主要在設(shè)置排沙通道設(shè)施，但該水庫(kù)無排沙設(shè)施，根據(jù)有關(guān)資料要保持庫(kù)容必須在壩址附近打隧洞，或者在壩內(nèi)打底孔，這樣才可以防止泥沙進(jìn)入水庫(kù)以及排沙的條件，以下幾種是比較有效的方法：第一，防止泥沙入庫(kù)；第二，異重流排沙；第三，沖刷庫(kù)內(nèi)淤積物以取得庫(kù)容；第四，汛期降低

7、庫(kù)水λ使來沙集中的汛期來沙通過底孔排出庫(kù)外?！　》乐沽魃尺M(jìn)庫(kù)的有效方法，有利用汛期來沙集中的特點(diǎn)，在庫(kù)首處修閘和側(cè)向排沙道將泥沙排到壩址下游以減少庫(kù)區(qū)泥沙淤積。但這類排沙道，如地形條件不佳長(zhǎng)度過長(zhǎng)，則造價(jià)甚高。其次，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮排沙道尺寸宜適當(dāng)?shù)卮?，有足夠大的泄量，不使排沙時(shí)形成壅水，造成洞前淤積，因這些淤積物在汛期后仍將進(jìn)入水庫(kù)。有關(guān)資料記?側(cè)向排沙道的運(yùn)行和設(shè)計(jì)已經(jīng)初步成功，但是有些因設(shè)計(jì)流量過小，排沙效果不太理想?！　≡谘雌诮档蛶?kù)區(qū)有效水λ，加大庫(kù)區(qū)內(nèi)水的流動(dòng)速度，把泥沙通過壩址沖向下游的方法，其排沙目的，與庫(kù)首側(cè)道排沙類似，但對(duì)于滯洪水庫(kù)或興利庫(kù)容不

8、大的水庫(kù)多采用這種排沙方式。石灰關(guān)水庫(kù)由于泄洪能力過