鴨河口水庫泥沙淤積現(xiàn)狀及對策

□王 晶（河南省南陽水文水資源勘測局）

□馬紹峰（河南省南陽市鴨河口水庫工程管理）

□劉 瑩（河南省南陽水文水資源勘測局）

一、鴨河口水庫概況

鴨河口水庫位于長江流域漢江支流的白河上游，水庫控制流域面積3030km2,防洪標(biāo)準(zhǔn)為千年一遇設(shè)計(jì)，萬年加20%校核。多年平均降雨量800mm,其中70%集中在6～9月份，并大多以暴雨形式出現(xiàn)，暴雨歷時(shí)一般為1～3d，范圍一般遍及整個(gè)流域，雨量較集中，強(qiáng)度較大，多年平均年徑流量為10.93億m3。

水庫控制流域內(nèi)地形系伏牛山及其支脈五朵山所環(huán)抱的山陵地區(qū)，四周山峰海拔高程600～2000m，僅白河兩岸有小面積平原，土壤為黃褐土，深山區(qū)地面植被覆蓋率達(dá)7%～80%，并有少量原始森林；淺山及丘陵區(qū)地面植被覆蓋率僅20%～60%，水土流失嚴(yán)重。

流域內(nèi)主要河流為白河，支流有鴨河、留山河、黃鴨河、灌河、淞河等。白河河源至壩址距離為90km，落差1270m。河道比降河源至喬端為54.2‰，喬端至白土崗5.2‰，白土崗至壩址1.06‰。

水庫泄水建筑物有：新溢洪道。為4孔12m×12m的弧形鋼閘門，堰頂高程166.0m，最大下泄流量5109m3/s；老溢洪道。為4孔12m×9m的弧形鋼閘門，堰頂高程170.5m，最大下泄流量3536m3/s；右岸輸水洞為直徑5m的鋼筋混凝土圓洞，進(jìn)口底高程155m，控制下泄流量75m3/s；左岸輸水洞為直徑3.5m的鋼筋混凝土圓洞，進(jìn)口底高程153.5m，控制下泄流量25m3/s。1963～1998年水庫總泄水量為353.65億m3，其中溢洪道36a總泄量為87億m3。

二、水庫淤積測量情況

鴨河口水庫自1963年6月份到1999年7月份在白河干流上進(jìn)行了7次泥沙淤積測量，1979年在鴨河干流上首次布設(shè)11個(gè)斷面S1-S11并進(jìn)行測量，1999年7月份進(jìn)行了第2次測量。利用斷面的實(shí)測資料，計(jì)算白河段1963～1999年累計(jì)泥沙淤積量為 0.247511×108m3，其中 1963～1965年為 55.90×l04m3、1965～1966年為 -72.65×104m3、1966～1980年為 1454.30×104m3、1980～1999 年為 1037.56×104m3；在鴨河干流上，根據(jù)觀測資料計(jì)算出20a內(nèi)（1979～1999）鴨河干流共淤積了89.98×104m3，1979～1999年這20a鴨河段汛期共計(jì)來水量為23.88×l08m3，1963～1998年汛期共計(jì)來水量為46.995×108m3。由此推算出鴨河段自1963～1999年共計(jì)泥沙淤積量為（46.995/23.88）×89.98=177.08×104m3。由此計(jì)算出1963～1999年全庫總淤積量為 V總=2475.11×l04m3+177.078×104m3=2652.19×104m3。

三、淤積觀測成果分析

（一）白河斷面泥沙淤積在高程上的分布情況

死水位 160.00m以下，相應(yīng)死庫容0.84×108m3，淤積0.0705×108m3，占淤積量的28.5%，占預(yù)留死庫容的8.4%。

興利水位177.00m（相應(yīng)庫容8.1×108m3）與死水位之間淤積了0.165×108m3，占淤積量的66.6%，占興利庫容的2.0%。

興利水位177.00m高程以上淤積量為0.0119×108m3，占淤積量的4.8%。

（二）淤積在縱斷面上的分布特點(diǎn)

從淤積縱斷面上可以看出，鴨河口水庫白河干流上的淤積量呈三角洲狀淤積。

1.白河06～白09河段為淤積三角洲：該河段淤積量為0.17×108m3，占白河總淤積量的68.7%。

2.三角洲前坡段（白08～白09）：此段水深陡增，水流至此后流速陡減，水力挾沙能力大大減少，使水庫水流第二次處于飽和狀態(tài)，大量泥沙在此段沉積，其中主要是懸移質(zhì)中較粗的沙粒；同時(shí)三角洲不斷向壩前延伸，前坡段頂點(diǎn)逐漸抬高，前坡段實(shí)測比例為：1∶51%，遠(yuǎn)大于頂坡段。

3.三角洲頂坡段（白08～白07）：此段挾沙水流已接近飽和，受尾部段回水末端不斷變動的影響，挾沙水流中的較粗泥沙在此段沉積。這段河道面寬都在2km以上，類似湖泊，有利于三角洲形成。

4.三角洲尾部段（白02以上）：此段挾沙水流處于飽和狀態(tài)，最粗泥沙首先在此沉積，水流泥沙的特選作用比較明顯，一般來說上游較大，下游較小，沉積物主要是推移質(zhì)、躍移質(zhì)和懸移質(zhì)中的較粗泥沙。

5.白09～白10段為異重流淤積段，為穩(wěn)流區(qū)，異重流在此段潛入，淤積物為粘土狀淤泥，顆粒很細(xì)，手搓無顆粒感，沿程也無分選現(xiàn)象，庫底淤積厚度基本一致。此段淤積量連同壩前段合并計(jì)算（死水位以下），占白河段總淤積量的百分比：（31.45/2475）×100%=12.7%。

白06～白01淤積厚度變化不大，基本屬帶狀形。這主要是由于庫區(qū)上游呈河道形，河道寬度一般都在1.0km以內(nèi)，河底比降大，淤積物趨于均勻分布，因而呈現(xiàn)帶狀。

（三）鴨河段由于1979年之前未測，自1979～1999年這20a來，淤積厚度不大，基本呈帶狀，主要原因是該河流寬度都在1km左右，河道比降大，河流短，淤積物趨于均勻分布。

四、水庫防淤排沙的措施

（一）開展水土保持，減少來沙

水庫泥沙淤積主要來自流域內(nèi)地表土的侵蝕。加強(qiáng)流域綜合治理，開展水土保持，減少入庫沙量，這是解決水庫淤積的基本措施。

（二）科學(xué)調(diào)度，合理排沙

搞好水土保持固然可以減少泥沙入庫，但完全攔截泥沙入庫也是不可能辦到的，加強(qiáng)水庫調(diào)度運(yùn)用，使更多的泥沙排出庫外，是減少水庫泥沙淤積的有效途徑之一。

根據(jù)鴨河口水庫的來水特點(diǎn)、工程情況、水庫任務(wù)及運(yùn)用方式等綜合情況，提出以下排沙方法：

1.異重流排沙：根據(jù)形成異重流的條件，對于縱坡降較陡、含沙量大、泥沙顆粒細(xì)的水庫是可以形成異重流的，這時(shí)可用異重流排沙。

2.滯洪排沙：對于先蓄后泄運(yùn)用方式的水庫，可以根據(jù)水庫的具體情況，利用汛期含沙量比較集中的特點(diǎn)，進(jìn)行滯洪排沙。

3.集中沖刷排沙：鴨河口水庫是以蓄水灌溉為主，為此可以結(jié)合蓄水要求，利用入庫洪水，將淤積泥沙慢慢由上游挾至壩前死水位以下，為以后排沙作準(zhǔn)備，這樣不僅可以減少興利庫容的損失，而且還可以提高防滲效果，待泥沙大部分集中于死庫容后，再利用有利時(shí)機(jī)，一次沖刷。