泥沙淤积对某水利枢纽工程的影响分析

泥沙淤积对某水利枢纽工程的影响分析

针对近年土地开发引至的泥沙淤积给某水库所造成的问题，对淤积调查结果进行了分析，用实测数据分析了淤积物对供水水质的影响和危害，同时为解决水体深层缺氧和淤积物释放污染问题所采取的应对工程措施作了的介绍，为存在类似问题的水库提供了有益的参考资料。

标签：泥沙淤积；影响分析

引言

水库淤积是库区泥沙淤积变化最为直观的形态，不仅会影响到水库淤积平衡的断面，决定水库长期运营的库容大小；同时还会影响到水库的防洪、发电等综合效益。水库泥沙分析工作主要有双重任务：①在设计阶段预测工程施工或水库运营期间可能会出现的泥沙问题，以及因此将可能引发的各种不利连锁效应；②根据水库可能形成的泥沙淤积情况，研究解决水库泥沙淤积的方案措施。水库是人类储存淡水的主要方式，泥沙淤积是全球水库面临的主要问题，其正在大量损失水库库容，降低其防洪、灌溉、发电、城市供水等功能。据一些统计文献资料表明，地球每年侵蚀泥沙大约有500×108～700×108t，而其中只有13%～20%的泥沙被成功输送到海洋中，也就是说全球每年大约有1%的水库库容被泥沙淤积所损失。我国水库淤积问题十分突出，很多水库自建成运以来，水库泥沙淤积已基本处于冲淤平衡状态，水库设计死库容已基本淤满，在日常发电过程中面临严重的临机泥沙日益粗化问题，防洪发电综合经济效益受到很大影响。因此，为了提高水库综合防洪發电性能水平，探索可持续的水库减淤途径，已成为水库泥沙治理工作的一个重要课题。

一、坝前泥沙淤积问题

我国某些水利工程附近的河流，存在着比较多的泥沙，这些泥沙逐渐的堆积到水利工程坝体结构前，对坝体结构造成了一定的冲击，但是随着泥沙逐渐沉降，坝体结构上逐渐出现了非常有利的防渗结构。如果水利工程规模比较小，施工建设时，施工人员常常会为防渗问题感到困扰，而通过上述方法，则能够有效解决问题，因此施工人员完全可以借助这一天然优势。这样既能够有效减少施工量，也可以提升工程抗渗性以及延长了工程使用寿命。

二、泥沙淤积对水库影响的评价指标体系

建立指标体系的原则。水库功能包括发电功能、防洪功能、航运功能、灌溉功能、供水功能、养殖功能、拦沙功能、景观功能等，有的水库同时具有上述几种功能，但各功能的重要程度存在差别，因此，泥沙淤积给不同水库造成的影响也不尽相同。评价泥沙淤积对水库影响指标的选择既要反映不同水库的共性问题，作业深度不受限制，适用于整个水库的清淤所选指标除了要遵循代表性、科学性、通用性以及可操作性之外，还要重点考虑以下几个方面原则指标的差异性

和完整性：评价指标应能反映泥沙淤积对单一功能水库的影响，同时还应全面完整地反映对多功能水库的综合影响。指标的系统性和层次性：泥沙淤积对水库的影响可归纳为社会影响、经济影响和生态环境影响等，各方面的影响又体现在具体功能的改变。因此，所选指标必须形成一个完整体系，从不同层次上映泥沙淤积对水库的影响。指标的实用性：泥沙淤积对水库的影响有多种形式，要全部反映这些影响所需资料众多，不易取得，因此，在充分考虑指标代表性的前提下，应尽量减少指标数量，使评价更易于操作。

三、工程整体质量问题

从上世纪80年代以来，由于水库上游侧清水来水量常年出现断流等不利现象，水库常年处于不蓄水运行工况，平时几乎是处于空库迎洪状态。洪水到来时，只能起到调洪减峰的作用，基本成为一座单一的防洪水库。由于上游侧来水较少，加上日常检修维护措施的不到位，多年来库区泥沙淤积十分严重，目前大坝迎水面泥沙淤积高达1108.5m，高度为15m，淤积量已经达到260×104m3左右，占总库容的33%，水库现有有效库容不到500×104m3。而且随着上游清水来水量的进一步减少和上游侧洪水发生次数的增多，水库平均年淤积量近6×104m3。水库是上世纪60年代初期修建的，由于受当时技术水平和投资资金等因素的制约，水库原设计技术指标普遍偏低，防洪技术标准也比较低。主副坝护坡在长期运营后，已出现严重风化现象，坝体鼠害也比较严重，经常会出现管涌、流土等不利现象；水库尾水闸门已失控，自动化控制系统几乎没有；平板闸密封橡胶已失去其应有的止水功能，平时采取高吊措施，不能起到拦截洪水的作用；水库泄洪洞洞口由于泥沙长期淤积，泥沙淤积厚度很高，坡度也比较大，已接近垂直状态，经拦截洪水长时间的浸泡，泄洪洞洞口随时会有堵塞问题；水库综合自动化设施严重缺乏，防洪通风设施设备老化严重，汛情监测信息采集和传输设备基本没有。水库从建库以来，水库大坝从未经过高水位蓄能考验，库区洪水下泄只能靠泄洪洞进行下泄。由于水库长期运营，缺乏有效的检修维护措施和加固改造手段，加上水库泥沙淤积严重，目前工程整体呈现明显的质量问题，如果不采取有效措施减缓洪水对水库大坝安全运行的威胁，一旦发生溃坝事件，其所带来的后果将不堪设想。

四、坝前泥沙淤积对大坝基础渗流影响思考

设计人员采取的垂直与水平防渗相结合的方法，但是主要以垂直防渗为主题，水平防渗起到辅助的作用。正常情况下，若水利工程投入使用已经达到3年，蓄水能力却不高，此时将会加速坝前泥沙淤积，而且会形成初步铺盖，开始固结，此时水利工程底部垂直渗漏效果会得到明显改善。泥沙经过3年淤积，水平方向上的覆盖已经成型，而且会随着水位变化而随之发生变化。两者之间成反比例关系，即水位高，水平淤积覆盖无论是在体积上，还是在面积上，都会呈现出减小的态势，反之则不同。这可以说是天然的防渗手段，不仅造价成本比较低，不会对环境产生影响，效果也能够得以保证。基于上述初步分析意见，我们可以对坝前泥沙淤积对大坝基础渗漏产生的影响作出如下思考：第一，并不是所有的水利工程都能够运用坝前泥沙淤积来进行防渗。此种防渗手段的应用需要满足一定的条件：水利工程竣工后，并不存在泥沙淤积，坝体以及坝基也不会出现渗透。

第二，水利工程坝前泥沙淤积厚度越大，在水利工程坝体需要承受的水力坡降也会越大，尤其是入渗点坡降会有更为明显的增加，所以施工人员需要预先对上游坝坡进行有效的防护，以此有效的防止渗透破坏。而下游，施工人员也需要按照出溢点的情况，来选择相应的排水方法，以此确保水利工程始终保持良好的态势。第三，尽管水利工程坝前泥沙淤积具有积极的作用，实践证明，当泥沙淤积厚度为9m或者超过9m时，水利工程的渗流量并未降低，基本上保持在一个比较稳定的状态。所以为了能够延长水利工程的使用年限，有关人员必须及时应用相应手段冲淤，以此确定水库发挥出效能。经济上合理。经广泛收集了解国内外清淤资料并进行反复比较论证，决定采用了静态清淤法。这种方法是利用空气动力学原理，用空气活塞泵直接从底泥抽取泥浆并送走的方法。它的特点是不扰动水体，易于输送清出淤泥，无二次污染；水无运动部件，工作性能可靠；抽出的泥浆浓度高，工作效率高，结构简单，易于操作。但国内还没有成套的技术设备，需从国外引进，价格较高。

结束语

综上所述，可知水利工程投入使用初期，如果泥沙在坝前能够快速堆积，会对垂直防渗产生非常积极的影响。但是需要注意的是，不能让泥沙淤积厚度过大，否则会影响水利工程的功能发挥。要想此种方法发挥最大的功能，相关人员还需要进行不断的研究。

参考文献

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[3]张文波.分析坝前泥沙淤积对大坝基础渗流影响[J].科技致富向导，2016（06）.