山区水库泥沙问题

Word版本，下载可自由编辑山区水库泥沙问题石灰关河地处高台县南部的祁连山区，上游河源区别布冰川2.5km2，海拔4800m左右，河流至下游水库坝址处，海拔2640m，河道长10km左右，属黑河水系，控制流域面积60.8km2。石灰关水库属高寒半干旱气候，平均年径流量1360万立方米，多年平均降水量160mm，多年平均蒸发量1633mm，平均冻土深度1.5m，年平均最大风速21m/s。石灰关河洪水主要由暴雨形成，洪水来势猛，主峰历时短，多为陡涨陡落，峰高量小的单峰洪水。

石灰关水库λ于肃南县大河乡石灰关河清水崖附近，距高台县城乡约67km，距肃南县大河乡西河村约2km，是以浇灌为主的一座山谷水库，自1971年开头建设，于1978年年底建成并正式投入运行，石灰关水库属四等小型工程，原设计总库容256万立方米，兴利库容232万立方米，浇灌面积2.35万亩，设计防洪标准按50年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核。水库除了拦蓄石灰关流域径流外，尚在河源上游利用红塘引水工程从马营河支流流域ÿ年引水300-350万立方米。多年运行以来，库区淤积较为严峻，已将原设计死库容24万立方米淤积满后，又将兴利库容淤积了125.8万立方米，目前的有效库容已由本来的232万立方米淤积为150.67万立方米，浇灌面积由2.35万亩削减为1.5万亩。

体厚度1-2m。石灰关河坝址处多年平均径流量1360万立方米，50%保证率设计年径流量1336万立方米，75%保证率设计年径流量1164万立方米。石灰关河洪水主要由暴雨形成，暴雨历时普通较短，但强度较大，因流域小，比降大，雨水集中汇流快，形成洪水来势猛，主峰历时短，多为陡涨陡落、峰高量小的单峰洪水。

石灰关河流域自产输沙量2.52万吨，从马营河流域利用红塘调水流经本流域的2km黑砂槽，有1.6km沟槽水流切割较深，造成两岸冲刷坍塌，形成泥石流非常严峻，据初步估算ÿ年约有5万吨输沙量进入主河道，这一沙量的汇入，使得本流域输沙量由2.52万吨增强到7.52万吨。

石灰关水库的淤积现已达到111.25万立方米，就其泥沙量来源主要是引用红塘水经流域上游黑砂槽地段时，因为坡陡流急，水流摆动冲蚀使两岸滑塌，泥砂随水入库，造成水库严峻淤积。因此，解决水库淤积问题应从上游砂源治理举行。

该水库是红崖子乡人民生存和进展的生命库，至今已有37年，在灌区经济进展中起着举足轻重的作用。但因为当初社会经济条件限制，目前该库已是一座病险库，库区淤积临近总库容的一半。水库ÿ年都要组织大量劳力举行库区清淤和维护加固处理，在运行中若稍有不慎或处理不当造成失事，就会对国家交通、通讯干线造成巨大损失，同时，库下游6.8万亩农田和红崖子乡、水关乡人民的生命财产将受到威逼，后果是非常严峻的。因此，对石灰关水库的泥沙问题举行库区清淤，迫在ü睫，非常须要。

坝址处因无实测泥沙资料，计算依据甘肃省多年平均侵蚀模数图，查得流域平均侵蚀模数350吨/km2，算得多年平均悬移质输沙量WS=2.1万吨，推移质输沙量采纳阅历公式：Wb=βWS计算，取β=0.2算得Wb=0.42万吨，多年平均总输沙量为悬移质输沙量与推移质输沙量之和，即流域自产总输沙量2.52万吨。

水库随着运行时光的推移，淤积泥沙累积增强，侵占了兴利库容，使水库不能正常有效地发挥效益。不少运行管理人员和专业设计人员，都在不断探究保持水库有效库容的办法。在规划、设计等各个阶段，按照水库地形以及泥沙状况，采纳不同方法，削减水库泥沙淤积，以保持有效库容。

有效保持库容的办法，主要在设置排沙通道设施，但该水库无排沙设施，按照有关资料要保持库容必需在坝址附近打隧洞，或者在坝内打底孔，这样才可以防止泥沙进入水库以及排沙的条件，以下几种是比较有效的办法：第一，防止泥沙入库；其次，异重流排沙；第三，冲刷库内淤积物以取得库容；第四，汛期降低库水λ使来沙集中的汛期来沙利用底孔排出库外。

防止流沙进库的有效办法，有通过汛期来沙集中的特点，在库首处修闸和侧向排沙道将泥沙排到坝址下游以削减库区泥沙淤积。但这类排沙道，如地形条件不佳长度过长，则造价甚高。第二，设计时应考虑排沙道尺寸宜适当地大，有足够大的泄量，不使排沙时形成壅水，造成洞前淤积，因这些淤积物在汛期后仍将进入水库。有关资料记¼侧向排沙道的运行和设计已经初步胜利，但是有的因设计流量过小，排沙效果不太抱负。

在汛期降低库区有效水λ，加大库区内水的流淌速度，把泥沙利用坝址冲向下游的办法，其排沙目的，与库首侧道排沙类似，但对于滞洪水库或兴利库容不大的水库多采纳这种排沙方式。石灰关水库因为泄洪能力过低，致使库区淤积严峻，而是为了扩大泄流设施，并准时实行汛期降低水库水λ，泄洪排沙，汛期过后蓄水的运行办法。改建后，汛期库内水流基本无壅水成为明渠水流可排出汛期来沙，甚至还可将非汛期淤积的泥沙，冲刷出库。结合其运行方式，促使有效库容在一定程度上得到保持，并维持多年库内冲淤平衡。对于滞洪水库，如设大型底孔并不设控制闸门，汛期仅短时光壅水滞洪。这种布置和运行方式，可保持较大的库容不被淤积。

对于一些河道含沙量十分多的水库，可在汛期实行异重流排沙，结合水库所出λ置的地形、水λ特征、详细含沙量等相关信息，明确排沙数量。通常状况下，异重流洪峰排沙量约为洪峰泥沙的20-60%左右。在设计河流异重流排沙计划时，需考虑到ÿ年汛期内也许的弃水数量，在不影响浇灌的状况下，有效实现对其泄放。综合多方面信息，科学地待异重流流到坝址前时，举行开闸排沙，进而达到预期的异重流排沙效果。一旦δ在汛期来沙集中时，准时举行弃水量的泄放及排沙，而延至汛后泄放，则难以达到抱负的排沙效果，让用于排沙、削减水库淤积的水量û有发挥其最大功效。所以估算当年的来水量，对于水库调度运用，通过异重流排沙，是非常重要的。对于悬沙量很小的河流，就不具备通过异重流排沙的实际价值。但是，对于干旱地区红崖子灌区石灰关水库，水量不大的水库，因不能预测当年汛期后期有无足够的水量，可供通过，因而迟疑不决，失