水庫清淤的必要性與影響因素分析

秦　　超，戴秋萍，薛　　冰（.山東省水利工程管理局，山東 濟南 5004；.江蘇省水利工程建設(shè)局，江蘇 南京 009；.陽谷縣水務(wù)局，山東 陽谷 500）

水庫清淤的必要性與影響因素分析

秦超1，戴秋萍2，薛冰3
（1.山東省水利工程管理局，山東 濟南 250014；2.江蘇省水利工程建設(shè)局，江蘇 南京 210029；3.陽谷縣水務(wù)局，山東 陽谷 252300）

【摘要】文章對水庫清淤的必要性與影響因素進行了全面的綜述，分析了水庫清淤的影響因素及有關(guān)措施，及水庫清淤工程順利實施及發(fā)揮水庫綜合效益提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】水庫清淤；安全影響；防洪興利

1　水庫清淤的必要性

山東省共建有各類水庫6424座，作為優(yōu)化水資源配置和防洪減災(zāi)的重要工程，在防洪保安、抗旱供水、涵養(yǎng)水源等方面一直發(fā)揮著巨大的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。由于這批水庫大都興建于20世紀五六十年代，經(jīng)多年運行，加上河流中攜帶的泥沙含量較多，淤積嚴重，侵占了水庫防洪和興利庫容，影響水庫綜合效益的發(fā)揮，甚至部分水庫因淤積嚴重而處于降等或報廢狀態(tài)。為確保水庫綜合效益的發(fā)揮，對水庫進行適當?shù)那逵俟こ淌潜匾摹?/p>

1.1防洪保安

防洪庫容是衡量水庫防洪能力，保護下游人民群眾以及重要基礎(chǔ)設(shè)施防洪安全的重要指標。上游河道內(nèi)泥沙在水庫的防洪庫容內(nèi)大量淤積，勢必導(dǎo)致防洪庫容的減少，相應(yīng)降低水庫防洪能力。另外，淤積物在入庫河流段淤積，會導(dǎo)致河道行洪斷面縮窄，降低行洪能力，影響兩岸群眾及耕地的安全。

1.2興利增效

興利庫容是水庫工程發(fā)揮供水、灌溉、養(yǎng)殖、發(fā)電等效益的基礎(chǔ)。興利庫容內(nèi)大量淤積物，會減少水庫興利庫容，減弱水庫興利能力，進而影響水庫興利增效的能力。

1.3投資效益

實施水庫清淤工程，能恢復(fù)或增加水庫興利和防洪庫容，是水庫增效擴容的重要手段。其優(yōu)勢是不產(chǎn)生移民、不占用耕地，工程投資少；淤積泥沙可資源化利用，部分淤積物可作為有機肥料或建筑用砂，降低清淤成本。

2　水庫淤積物范圍的確定

水庫淤積物的分布形態(tài)受入庫流量、泥沙量、庫區(qū)地形、水庫調(diào)度和泄水建筑物等因素的影響。從地形上看，含泥沙較多的河流且上游水位變幅較小的湖泊型水庫，淤積物易集中在庫尾（入庫區(qū)）；含沙量少、水位變幅較大的河道型水庫，易在河床帶狀淤積；含泥沙較多的河流上，庫容及壅水相對較小的中小型水庫，洪水期間易在庫內(nèi)或壩前淤積。從庫容上看，淤積物會在防洪庫容、興利庫容和死庫容中均有不同分布。清淤工程前要先確定淤積物的范圍，通過建庫時與當前實測地形圖對比分析結(jié)果、地質(zhì)勘察資料以及顆分試驗成果，確定淤積物分布、深度、粒徑組成。水庫淤積物范圍的確定，可為下一步明確清淤邊界線及深度打好基礎(chǔ)。

3　水庫清淤影響因素及有關(guān)措施

3.1防洪和興利的需求

水庫清淤工程首先要先確保水庫防洪安全。根據(jù)水庫淤積物分布，對防洪庫容內(nèi)的淤積物全部清除，恢復(fù)原防洪庫容，再恢復(fù)興利庫容。對增加防洪和興利庫容的，應(yīng)根據(jù)庫區(qū)地質(zhì)勘察資料，綜合安全與經(jīng)濟效益，對建庫時淤積物或砂層進行適度開挖，以達到增效擴容的目的。近年來山東省大型水庫清淤方案的實施，主要針對興利庫容內(nèi)淤積物進行清除，增加水庫供水量和灌溉能力。據(jù)統(tǒng)計，田莊、高崖、日照、青峰嶺4座大型水庫清淤總量分別為291.67萬m3、670.9萬m3、2503萬m3、2153萬 m3，分別占興利庫容的4%、11.5%、13.7%、8%。項目實施后，水庫興利能力大幅增加，供水、灌溉效益顯著。

3.2樞紐工程的安全影響與庫岸穩(wěn)定

水庫樞紐工程包括大壩、溢洪道、放水洞。清淤邊界線應(yīng)與樞紐建筑物和庫岸邊坡保持一定安全距離，避免因清淤造成建筑物基礎(chǔ)破壞、失穩(wěn)滑坡的現(xiàn)象。庫岸穩(wěn)定，應(yīng)首先充分分析庫岸地質(zhì)情況，再選取典型斷面對清淤后的邊坡抗滑穩(wěn)定進行分析，確保庫岸穩(wěn)定。如高崖水庫庫區(qū)周邊的庫岸大部分為巖漿巖，構(gòu)造單一，巖體內(nèi)軟弱結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，無不利于庫岸穩(wěn)定的組合，且地面坡度一般在4%~16.7%，不會發(fā)生崩岸現(xiàn)象。再選擇典型斷面，利用瑞典圓弧法，計算正常水位下的穩(wěn)定滲流期的臨水側(cè)岸坡、設(shè)計洪水位驟降期的臨水側(cè)岸坡、正常水位時遭遇地震的臨水側(cè)岸坡等3種工況下，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)是否滿足規(guī)范要求。

3.3庫區(qū)滲漏

淤積物是水庫天然庫底鋪蓋，清淤活動易破壞這種天然庫底鋪蓋，形成滲漏通道，導(dǎo)致庫區(qū)滲漏或影響壩體安全?；?guī)r地區(qū)或庫區(qū)裂隙發(fā)育較多，清淤工作的實施易形成新的滲漏通道。清淤前，應(yīng)根據(jù)庫區(qū)地質(zhì)情況，分析庫區(qū)地層巖性，合理確定清淤深度和范圍。近年來，山東省實施的高崖、青峰嶺等水庫庫區(qū)地層巖性多為巖漿巖，透水性差。高崖水庫庫區(qū)地層巖性主要為太古界變質(zhì)巖和第四系松散堆積層，水庫淤積物為庫內(nèi)多年沉積的泥沙，位于原始地面的上部，水庫清淤后不會形成庫區(qū)滲漏。青峰嶺水庫庫區(qū)周圍的分水嶺由巖漿巖組成，山體寬厚，卜家莊北部有寒武系和奧陶系地層出露，分部局限，山體透水性差，大壩上游附近有斷裂通過，由于斷層帶內(nèi)充填膠結(jié)較好，透水性差，不會形成滲漏通道。

3.4周邊重要基礎(chǔ)設(shè)施及第三者的影響

清淤范圍及深度選取不當會直接影響清淤區(qū)附近的橋梁、高速公路、輸電設(shè)備等重要基礎(chǔ)設(shè)施的安全，應(yīng)充分論證清淤范圍和深度對周邊基礎(chǔ)設(shè)施造成的影響，保持一定安全距離。同時，清淤范圍應(yīng)避開居民主要生產(chǎn)、生活區(qū)，避免對人民群眾造成不必要影響。根據(jù)《公路安全保護條例》第二十一條規(guī)定，在公路橋梁跨越河道上、下游各500m范圍依法進行疏浚作業(yè)的，應(yīng)符合公路橋梁安全要求。日照水庫和青峰嶺水庫清淤規(guī)劃指出清淤疏浚距離特大型公路橋梁上、下游距離應(yīng)不小于500m以上，大、中型公路橋梁上、下游距離不小于300m以上，中型以下道路橋梁上、下游距離不小于200m。清淤應(yīng)避開其他公共基礎(chǔ)設(shè)施，高壓線塔不小于200m，提水泵站不小于200m，村莊飲用水井不小于300m。

3.5水庫水質(zhì)的影響

由于水庫上游及周邊工業(yè)污染企業(yè)產(chǎn)生的廢水、生活污水以及庫區(qū)周邊農(nóng)田農(nóng)藥、化肥的使用，導(dǎo)致有害廢棄殘留物入庫沉淀到淤積物中，嚴重影響了水質(zhì)。清淤前應(yīng)對水庫內(nèi)底泥進行取樣檢測，分析淤泥中氮、磷以及汞、鋅、鎘等元素是否超標；清淤時應(yīng)將含有害物質(zhì)的底泥全部清除，清淤帶有污染源底泥時應(yīng)采取合理的機械，避免因清淤擾動水體，導(dǎo)致二次污染水質(zhì)的現(xiàn)象。沂源縣田莊水庫清淤區(qū)內(nèi)，因山東聯(lián)合化工有限公司常年排污，造成水體氨氮等污染物含量超標，雖然污染企業(yè)已關(guān)閉，但因40多年運行，污染物已不同程度地沉積于河底泥沙中。為避免污染物繼續(xù)通過沉積物向上擴散，清淤時采用對水體無擾動污染的氣動泵船清淤，通過真空吸走淤泥轉(zhuǎn)送至棄渣場固化處理，避免了因采用絞吸式挖泥船造成水體擾動，實施效果較好。

4　結(jié)語

水庫清淤工程的實施，可恢復(fù)或增加水庫防洪、供水能力，保障當?shù)胤篮楹凸┧踩?，促進當?shù)亟?jīng)濟、社會的發(fā)展。但水庫清淤工程應(yīng)根據(jù)淤積物分布情況以及影響因素評價結(jié)果合理確定清淤范圍及深度，采取不同施工方式進行清淤，以發(fā)揮水庫綜合效益。

（責任編輯崔春梅）

【中圖分類號】TV697

【文獻標識碼】B

【文章編號】1009-6159（2015）-06-0009-02

收稿日期：2015-03-23

作者簡介：秦超（1982—），男，工程師