中小型水庫清淤措施研究進(jìn)展

賈鳳君

【摘 要】近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全國各地掀起了水利工程建設(shè)高潮，同時(shí)也形成了各種不同的壩體結(jié)構(gòu)和工程的施工措施。就我國多年的水庫工程施工技術(shù)進(jìn)行分析，水庫泥沙淤積問題頗為嚴(yán)重，嚴(yán)重影響著水庫功能的發(fā)揮和使用質(zhì)量要求，甚至是造成了極為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)效益影響，更有甚者給工程帶來了十分嚴(yán)重的不良后果和安全事故。這對(duì)這種情況，在目前的水庫工程施工中，采取合理的清淤措施至關(guān)重要，也十分關(guān)鍵，在整個(gè)工程項(xiàng)目中都發(fā)揮出了重要積極的作用。

【關(guān)鍵詞】中小型水庫；清淤；研究進(jìn)展；熱點(diǎn)問題

就目前的社會(huì)發(fā)展進(jìn)行分析，面對(duì)水庫進(jìn)行清淤的研究是一個(gè)歷史悠久的話題，也是目前社會(huì)發(fā)展中人們研究較為深入和全面的課題之一。這種技術(shù)領(lǐng)域的研究可以說是伴隨著社會(huì)生產(chǎn)技術(shù)和水庫興建方式的產(chǎn)生而變化，并還會(huì)隨著水庫運(yùn)行而繼續(xù)的深入進(jìn)行下去。由于每一個(gè)水庫在工作的過程中周邊環(huán)境、地理位置、氣候條件和施工方式都存在著一定的差異和不足，因而在清淤的時(shí)候應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身的經(jīng)濟(jì)條件和其他各種狀況來選擇一項(xiàng)合適的清淤措施和方法，從而保證整個(gè)水庫清淤工作的順利、持續(xù)進(jìn)行，為社會(huì)發(fā)展提供良好的保證基礎(chǔ)和依據(jù)。

1.水庫清淤概述

天然河道的水流一般都是含有著大量的泥沙和河沙，這些河沙問題的存在與出現(xiàn)極容易給治理和開發(fā)河流而興建的水庫、水利工程造成一定的影響，其主要的影響方式在于泥沙淤積現(xiàn)象。如果說在工程建設(shè)和市工商，其泥沙河流較多，且泥沙較為嚴(yán)重，那么極容易造成水庫泥沙堆積現(xiàn)象，不僅影響到工程功能和效益的發(fā)揮，還可能給工程帶來十分嚴(yán)重的后果和危害，更是有可能導(dǎo)致水庫工程的報(bào)廢。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全國各地大大小小的水庫在興建之初就提出了清淤和防淤措施，并且根據(jù)相關(guān)的實(shí)際情況進(jìn)行了整體性的規(guī)劃和總結(jié)，從而確保工程建設(shè)的順利持續(xù)進(jìn)行，并確保工程功能的發(fā)揮。

對(duì)于水庫進(jìn)行清淤工作來說，其是一個(gè)歷史性的話題，也是一個(gè)現(xiàn)代化的課程體系，是一個(gè)伴隨著水利工程建設(shè)而隨之發(fā)展和完善的工作體系，同時(shí)其在工作的過程中是一個(gè)因地適宜、實(shí)事求是的工作模式和管理方式，因?yàn)槊恳粋€(gè)工程由于自然條件、施工規(guī)模、施工結(jié)構(gòu)、周圍氣候和地質(zhì)因素的不同，淤泥產(chǎn)生原因和出現(xiàn)方式也不盡相同，這就需要我們結(jié)合水庫工程自身的條件和基礎(chǔ)選擇一項(xiàng)科學(xué)合理的清淤方式和方法，保證水庫工程功能的順利、持續(xù)發(fā)揮。一般情況下，水庫工程一旦產(chǎn)生和形成淤泥堆積現(xiàn)象，極容易造成灌溉、防洪、發(fā)電等效益的降低，由此直接和間接造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響是難以估量的，若是計(jì)算新修建水庫的土地、移民補(bǔ)償?shù)仍趦?nèi)，其實(shí)際工作成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于當(dāng)前水庫清淤工作成本，因此做好清淤工作的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益尤為明顯。

2.常見的水庫工程清淤措施和施工優(yōu)勢(shì)

2.1水力學(xué)方法清淤

水力學(xué)方法清淤主要是指采用水力學(xué)方法疏浚水庫。這種方法是最為常用的，而且一般是在水庫修建之初就由設(shè)計(jì)單位將其考慮在了主體工程之中。其形式有這么幾種：用異重流排沙、設(shè)沖沙孔沖沙、用泄水底孔排沙。水力學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)是：清淤工程不需要預(yù)先排空水庫，也不需要停止運(yùn)行。在清淤過程中，水庫可以照常運(yùn)行。該方法的缺點(diǎn)是：疏浚只能對(duì)挖淤進(jìn)行有限控制，在洪水期間，已開挖的都分可能再淤塞。采用這種方法進(jìn)行挖淤需要淤泥運(yùn)輸裝置和堆料場。因此，必須在淤積物中預(yù)先設(shè)置排水系統(tǒng)。用水力沖沙法排沙通常是行之有效的，但這些方法的缺點(diǎn)是耗水量大，此外還須保證水庫的重新蓄水量。

2.2干清淤法清淤

干清淤法顧名思義，就是在將水庫完全排空后進(jìn)行清淤。而且這種方法弊多于利。該方法優(yōu)點(diǎn)：易于掌握清淤方量（可見坑底，也能準(zhǔn)確了解邊坡的清淤量）。清除的淤積料可直接運(yùn)走和堆放，不篙采取特殊的措蘸。缺點(diǎn)：這種清淤方法本身沒有弊端，只存在不可估算的風(fēng)險(xiǎn)，下雨時(shí)，現(xiàn)場機(jī)械裝置無法操作；很難估計(jì)淤泥深處的排沙速度，這會(huì)導(dǎo)致工程開工時(shí)間的不確定性；在整個(gè)清淤過程中水庫必需停止運(yùn)行。本方法適合于個(gè)別條件特殊的小型水庫。

2.3虹吸式清淤

虹吸式清淤指虹吸式放水涵管工作時(shí)，先排除管內(nèi)空氣，使管內(nèi)形成真空，此時(shí)涵管起虹吸作用，使水庫的水沙從涵管進(jìn)口上升到涵管的頂部，從而源源不斷向下游涵管出口流出。虹吸式清淤一般設(shè)計(jì)成放水涵管的形式。虹吸清淤裝置（水力吸泥裝置）的優(yōu)點(diǎn)在于：不需泄空水庫，不必專為清淤消耗水量，清淤不受來水季節(jié)限制，可以結(jié)合各季灌溉常年排沙。缺點(diǎn)在于：依靠上下游水位差決定輸出流量的大小，清淤范圍局限在壩前一定范圍，且耗水量大。本方法適用于較大壩高的水庫。

2.4橫向沖蝕排沙清淤

橫向沖蝕是利用死庫所特有的高灘深槽形態(tài)，依靠強(qiáng)烈的重力侵蝕與水力沖刷作用對(duì)淤灘進(jìn)行破離與輸移。其具體做法是在庫首河床或庫區(qū)支流溝口，設(shè)低壩（閘）擋水，截引河水到沿庫周修建的渠道或管道內(nèi)，居高臨下，對(duì)淤灘進(jìn)行沖蝕。橫向沖蝕輔助工程包括三部分：一是取水設(shè)施，主要形式有低壩（閘）或揚(yáng)水機(jī)械，其作用在于抬高水位，滿足沖蝕所需要的流量，二是輸水設(shè)施，一般形式有渠道，明槽或管道，其作用在于輸送水流至待沖庫段，三是沖灘設(shè)施，主要包括泄水口與集流槽，其作用在于將輸水設(shè)施中水流有計(jì)劃地分配和導(dǎo)引至淤灘表面，以利沖灘拉淤。實(shí)踐證明，橫向沖蝕技術(shù)具有以下特點(diǎn)：

（1）清淤效率高；（2）清淤成本低廉；（3）耗水量少；（4）應(yīng)用范圍廣。對(duì)泥沙淤積嚴(yán)重，且水資源貧乏的干旱與半干旱地區(qū)水庫庫為適用。

2.5引水沖灘法清淤

引水沖灘，其實(shí)質(zhì)就是利用庫區(qū)高灘深槽的淤積形態(tài)，截引河水到沿庫周修建的引水渠內(nèi)，人為地增大水流勢(shì)能，依靠重力侵蝕與水力沖刷作用對(duì)淤灘進(jìn)行破壞與輸移。在中小型水庫內(nèi)進(jìn)行引水沖灘，首先必須具備以下幾個(gè)條件：

（1）要有放空水庫或低水位運(yùn)用的機(jī)會(huì)。以使灘面能夠充分暴露；（2）要有較低的排沙底洞；（3）要有一定的清水基流；（4）下游最好有渾水淤灌的條件，使出庫渾水和泥沙能充分得到利用。引水沖灘的工程設(shè)施主要包括三部分：（1）擋水低壩或水閘，它位于水庫末端或靠近水庫末端的地方，其作用在于調(diào)蓄一定的水量，抬高水位，導(dǎo)水入渠；（2）引水渠或輸水管道，它的作用是將水流輸送到灘面上。

3.結(jié)論與建議

總的來說，目前國內(nèi)外的水庫清淤措施，按工作動(dòng)力可分為兩大類：一類是無動(dòng)力的，如虹吸式、薩克斯管形槽孔式等；另一類是需要?jiǎng)恿Φ?，如潛水泥泵絞吸式船、氣力泵等。對(duì)水庫清淤的研究是一個(gè)歷史悠久的課題，它伴隨著水庫的興建而產(chǎn)生也將隨著水庫的運(yùn)行而繼續(xù)進(jìn)行下去。由于每個(gè)水庫所處的地理位置、氣候條件、以及自身筑壩方式等的不同，因而在清淤時(shí)，應(yīng)結(jié)合自身的經(jīng)濟(jì)條件和其他各種狀況選擇一個(gè)適合的清淤措施。 [科]