水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行方式對(duì)水庫(kù)泥沙淤積的影響

【摘 要】水庫(kù)泥沙淤積不僅會(huì)造成水庫(kù)自身的安全問(wèn)題，嚴(yán)重影響水庫(kù)發(fā)揮效益，縮短水庫(kù)壽命，而且還會(huì)造成下游河床沖刷。因此，水庫(kù)泥沙淤積相關(guān)問(wèn)題的研究是大型水庫(kù)建設(shè)非常重要且必要的研究課題。

【關(guān)鍵詞】水庫(kù)調(diào)度；水庫(kù)泥沙；泥沙淤積

一、水庫(kù)流域管理措施

1、大壩施工前做好流域規(guī)劃

水庫(kù)受到泥沙的侵入，則可以通過(guò)在上游地區(qū)進(jìn)行植樹(shù)造林、采取工程措施及組織管理方法來(lái)防止泥沙淤積的形成。

但這些措施的完成需要一定的時(shí)間，而且還需要流域內(nèi)居民對(duì)這些技術(shù)改革能夠接受，這也需要一定的時(shí)間，這就導(dǎo)致這些技術(shù)措施所帶來(lái)的效果會(huì)受到所需時(shí)間長(zhǎng)短的制約。

植樹(shù)造林如果在濕帶地區(qū)，則可能需要二十幾年的時(shí)間才能對(duì)流域內(nèi)的水文條件帶來(lái)一定的影響，而在熱帶地區(qū)可能不到二年時(shí)間就可以。而通過(guò)對(duì)農(nóng)牧業(yè)的改造來(lái)減少水土流失可能需要幾年的時(shí)間，但如果受到社會(huì)諸多因素的制約，則所需時(shí)間可能要更長(zhǎng)。這就需要在大壩施工之前就做好流域內(nèi)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和組織工作，在大壩蓄水之前就實(shí)現(xiàn)對(duì)流域內(nèi)水文條件的改善，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水庫(kù)泥沙淤積的有效控制和解決。

2、泥沙淤積超出設(shè)計(jì)速率的治理

對(duì)水庫(kù)受到泥沙淤積威脅的控制，則以對(duì)上游資源進(jìn)行管理作為主要的控制措施，但由于改善流域水文條件和對(duì)上游資源進(jìn)行管理需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，這這些改善措施沒(méi)有完成之前，如果水庫(kù)庫(kù)容已被淤積了大部分時(shí)，而通過(guò)改善上游的控制措施已達(dá)不到延長(zhǎng)水庫(kù)使用壽命的目的，水庫(kù)的效益得不到保證，上游的控制措施已發(fā)揮不了作用，在這種情況下，則不建議硬性的采用上游的控制措施，而將應(yīng)對(duì)水庫(kù)泥沙淤積的治理重點(diǎn)放在靠近水庫(kù)及通向水庫(kù)的主要河槽附近易受沖蝕的地區(qū)。

對(duì)于由于錯(cuò)誤的水文資料而導(dǎo)致水庫(kù)尺寸不足所導(dǎo)致泥沙淤積迅速的情況，則需要對(duì)導(dǎo)致這一問(wèn)題的原因進(jìn)行深入的剖析，從而依照相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)采取切實(shí)可行的措施，確保泥沙淤積情況能夠得到較好的控制。

3、延長(zhǎng)已達(dá)使用年限壩的設(shè)計(jì)壽命

在對(duì)水庫(kù)泥沙淤治理過(guò)程中，如果單純的利用改善流域管理措施來(lái)減少水庫(kù)淤積的速率可能達(dá)不到預(yù)期的效果，往往還沒(méi)有流域內(nèi)的水文條件改善完成前水庫(kù)內(nèi)已達(dá)到了大部分的淤積，所以在實(shí)際治理過(guò)程中，還可以利用加高壩頂高程及對(duì)水庫(kù)泥沙進(jìn)行疏浚等方案來(lái)對(duì)水庫(kù)泥沙淤積進(jìn)行有效控制。

通常情況下對(duì)泥沙淤積進(jìn)行疏浚其費(fèi)用較高，經(jīng)濟(jì)性較差，而且還會(huì)有大量的棄土問(wèn)題產(chǎn)生，所以往往只在一些靠近水庫(kù)及主河槽地帶才能采用這種方法來(lái)對(duì)泥沙淤積進(jìn)行治理。

二、水庫(kù)泥沙調(diào)度對(duì)控制水庫(kù)淤積的要求分析

由于各個(gè)水庫(kù)規(guī)模的不同，河流泥沙不均勻的輸沙量和含沙量，在《水電水利工程泥沙設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定樞紐工程分為嚴(yán)重和不嚴(yán)重兩類的。遇到嚴(yán)重的泥沙問(wèn)題，必須進(jìn)行水庫(kù)泥沙調(diào)度，加強(qiáng)水庫(kù)泥沙量的觀測(cè)，同時(shí)加強(qiáng)排沙防沙設(shè)施的設(shè)置。列為泥沙嚴(yán)重的工程必須符合下列條件之一。

（1）50≤正常蓄水位以下的庫(kù)容/庫(kù)輸沙量（體積）≤100，兩者之間的之比值即是庫(kù)容沙量比

（2）在水庫(kù)設(shè)計(jì)的主要基準(zhǔn)期內(nèi)，水建筑物的取水口或泄流建筑物的安全會(huì)受壩前泥沙淤積的影響。

（3）嚴(yán)重的水庫(kù)末端淤積上延和水庫(kù)回水，會(huì)影響到主要交通干線或已建大型水利水電工程的正常運(yùn)行。

（4）位于已通航河流上的水庫(kù)工程，在船閘上、下引航道撇積和變動(dòng)回水區(qū)對(duì)航運(yùn)有明顯的影響。

（5）樞紐下游河道沖淤變形，可能影響重要的交通干線、橋梁、港口、航道等的安全或已建重要的防洪、取水、排沙等工程。

（6）抽水蓄能電站過(guò)機(jī)含沙量、粒徑大于機(jī)組所能承受的限度。

（7）水庫(kù)調(diào)節(jié)功能會(huì)受到分支水庫(kù)中泥沙淤積中出現(xiàn)的、攔門(mén)沙坎、的影響。從以上要求可以看出：水庫(kù)泥沙調(diào)度是解決泥沙問(wèn)題的主要手段。面對(duì)水庫(kù)嚴(yán)重的泥沙問(wèn)題，必須加強(qiáng)水庫(kù)觀測(cè)。弄清水庫(kù)淤積情況，做出科學(xué)的調(diào)度計(jì)劃。

三、控制水庫(kù)泥沙淤積的具體內(nèi)容

1、加強(qiáng)法規(guī)建設(shè)，健全制度體系

要加強(qiáng)法律法規(guī)的建設(shè)，推進(jìn)管理工作的法制化、規(guī)范化，同時(shí)要按照現(xiàn)有的法律開(kāi)展水庫(kù)的管理工作，并加強(qiáng)監(jiān)督管理，把每一項(xiàng)的安全管理措施都落實(shí)到位，保證管理工作有法可依。

鑒于大壩安全管理工作的重要地位和作用，應(yīng)當(dāng)結(jié)合水庫(kù)的安全現(xiàn)狀，參照相關(guān)的監(jiān)測(cè)法律法規(guī)，把大壩安全管理作為一項(xiàng)制度納入法律條例中，同時(shí)對(duì)安全管理等工作做好政策性調(diào)整，加強(qiáng)專業(yè)儀器的管理，提升從業(yè)人員素質(zhì)，通過(guò)完善相關(guān)法律制度，進(jìn)一步完善安全管理標(biāo)準(zhǔn)體系。

2、因地制宜，加強(qiáng)水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)

對(duì)于水庫(kù)大壩事故的分析表明，如果水庫(kù)大壩沒(méi)有相應(yīng)的配套監(jiān)測(cè)設(shè)施，就不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)大壩的內(nèi)部動(dòng)態(tài)變化。

因此，要加強(qiáng)水庫(kù)安全管理的工作認(rèn)知，認(rèn)識(shí)到監(jiān)測(cè)設(shè)備的重要性、必要性，高度重視水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)管理，積極完善安全監(jiān)測(cè)設(shè)施。按照水庫(kù)大壩的實(shí)際情況，因地制宜，設(shè)置合理的監(jiān)測(cè)目的和監(jiān)測(cè)手段，有計(jì)劃有步驟的建設(shè)大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

3、設(shè)置攔淤壩的可行性和必要性

通常情況下，當(dāng)淤泥受到高度差為10M左右的壓力時(shí)，在外力的影響下，會(huì)加速淤泥的液化速度，穩(wěn)定性降低，呈現(xiàn)出流動(dòng)的狀態(tài)，而且在冬天的時(shí)候，土地表面會(huì)多受到凍融，會(huì)對(duì)土粒間的作用力進(jìn)行破壞，同時(shí)會(huì)破壞粒間的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)，加快淤泥的下滑速度，隨著上游水位的不斷升高，會(huì)增加土粒間孔隙中水的壓力，導(dǎo)致安全系數(shù)降低，產(chǎn)生的土壓力和水壓力會(huì)進(jìn)一步加快淤泥的下滑速度，而且圍堰和基坑之間的淤泥下部出現(xiàn)了隆起，中部出現(xiàn)了凹陷的情況，隨時(shí)都有可能出現(xiàn)失穩(wěn)滑動(dòng)的情況。而且如果出現(xiàn)下滑失穩(wěn)的情況，會(huì)把淤泥沖入到基坑中，會(huì)造成非常大的負(fù)面影響，再加上下雨天在導(dǎo)流洞前會(huì)有雨水在此匯流會(huì)將水位抬高以及在對(duì)基坑進(jìn)行爆破開(kāi)挖的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，都會(huì)加劇淤泥的下滑，所以降低圍堰上以及圍堰和壩基之間的淤泥堆積量是非常重要的。

2、排水施工措施和地下滲水處理

自從開(kāi)始施工以來(lái)，水主要來(lái)自地下水、山體滲水、雨水、圍堰滲水等，為了保證工程的施工質(zhì)量，要及時(shí)把這些水排走，并安排專人負(fù)責(zé)施工排水工作，在四周布設(shè)集水井或者布設(shè)排水溝，在施工的過(guò)程中，要使用強(qiáng)抽排水的方法把水排放到施工區(qū)域以外的范圍中，要在做好排水系統(tǒng)工作以后，才可以進(jìn)行開(kāi)挖。

排水系統(tǒng)主要是使用人工挖掘集水井和排水溝的方法建設(shè)的，使用潛水泵把流入到集水井中的水抽干凈。

3、加快病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固

首先要加強(qiáng)水庫(kù)的加固除險(xiǎn)施工，尤其是對(duì)于水庫(kù)大壩的加固處理，按照相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，重新進(jìn)行壩面的整修，對(duì)于壩體上出現(xiàn)的裂縫，要采用灌漿法進(jìn)行加固處理。

要做好水庫(kù)的防洪處理，翻修壩頂，并相應(yīng)的加高高度，設(shè)置平緩的壩坡。此外要處理好水庫(kù)的滲流，對(duì)于土石壩上出現(xiàn)了滲流要采用防滲為主、排水結(jié)合的原則，避免小的安全隱患成為事故的源頭。

4、建立水庫(kù)安全運(yùn)行長(zhǎng)效機(jī)制

安全管理工作是動(dòng)態(tài)的，要根據(jù)水庫(kù)的狀況不斷的調(diào)整管理機(jī)制，因此，要建立長(zhǎng)效的運(yùn)行機(jī)制，持續(xù)的對(duì)水庫(kù)進(jìn)行安全檢查和監(jiān)測(cè)，保證水庫(kù)一直處于健康的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)的消除安全管理中存在的隱患，尤其重視對(duì)于水庫(kù)的維修和保養(yǎng)工作，維持水庫(kù)的正常運(yùn)行，并改善其性能，確保水庫(kù)長(zhǎng)效運(yùn)行。

結(jié)束語(yǔ)

影響水庫(kù)淤積的主要因素是水庫(kù)調(diào)度方式和水庫(kù)上游來(lái)水來(lái)沙。與上游流域特性有關(guān)的是水庫(kù)上游來(lái)水來(lái)沙與水土保持，主要受制于流域產(chǎn)流產(chǎn)沙的情況，在較短的時(shí)間內(nèi)不會(huì)發(fā)生太大的變化。研究水庫(kù)調(diào)度方式與水庫(kù)泥沙淤積關(guān)系，為合理配置新建水庫(kù)的泄水排沙設(shè)備，做好水庫(kù)的調(diào)度運(yùn)用方式，可能有一定的幫助。

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