水库及河道淤积控制研究新方向

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1、水利发展研究2010·8摘要：水库及河道泥沙淤积是长期没有很好解决的重大问题。本文作者根据河流泥沙在水库中的分选淤积特性、粗沙对水库及河道淤积的严重影响，以及当前挖泥技术和能力可保证的水库挖粗沙规模和效益方面的可行性等提出通过在大型河道型水库回水末端固定河段或在河道上游的径流式水库持续挖粗沙降低淤积平衡坡降、实现水库及河道淤积控制的新途径。研究表明这一方式可明显降低三峡水库长远淤积，对缓解黄河下游持续淤积也可发挥作用。建议水利部重视并组织开展全面研究，争取为我国多沙河流水库及河道淤积控制寻找一个新的方向。关键词：泥沙淤积，分选，粗沙，多

2、沙河流，水库中图分类号：TV14文献标识码：A文章编号：1671—1408(2olo)08—0128—05重视。在黄河流域，三门峡水库严重淤积已是水利1引言工程典型教材。小浪底水库到2008年已经淤积25我国水土流失问题十分严重。黄河和长江多年亿m，平均排沙比只有17％，比三门峡水库淤积平均分别有16亿t和5亿t泥沙进入下游。近年最严重的1961～1964年的排沙比39％更小。可河流泥沙虽有较大减少，但主要原因是上游水库拦见，当前水库泥沙管理的实际水平并没有提高。黄沙⋯。大量泥沙对各大水库和河道淤积的影响和危河下游洪水威胁一直是中华民族

3、的心腹大患，泥沙害十分突出。淤积、河床抬高是长期未得到解决的问题。我们当据资料统计，我国232座大中型水库截至前主要希望依靠建水库拦沙抑制黄河下游抬升、保1989年已淤积库容14．3％，年均淤积比例1％。证黄河下游安全。然而，三门峡水库没有改变黄河长江三峡水库总库容393亿m，据预测，水库下游河道持续淤积抬高的局面。1960～1999年三运行至100年淤积量将达171．7亿m，泥沙淤积门峡累计淤积72亿m，同期黄河下游淤积65亿会严重影响水库防洪能力。当前，靠上游现行水m，几十年来黄河下游河床仍以5～10era／年速度抬高，“地上悬河”

4、局面不但没有改善而且还使其库和更多大型水库拦沙等减少入库泥沙将推迟三峡支流{胃河也成了“地上悬河”、下游更出现严重的等水库的淤积进程。但是上游水库拦沙库容毕竟有限。而且，运行资料显示三峡蓄水以来实际排沙比明显偏小；加上考虑水资源等方面压力，汛后蓄水收稿日期：2010—06-20时间要明显提前，水库长远淤积问题仍然值得高度作者简介：周建军，男，博士生导师，教授，中心特约研究员。．7卜利部发展研究中心成立10周年专辑二级悬河形态，对黄河防洪安全危害很大。预计小量0．08～0．1mm)泥沙，FB长度一般400～600浪底拦沙寿命只有20年，考

5、虑到黄河流域可建大日(H=水深，三峡FB长度约l0km)。这样，FB水库的坝址有限，按现有泥沙管理水平，依赖水不仅可直接拦截大量粗沙，而且淤积其上游的粗库拦沙不可能长远彻底解决黄河泥沙问题。虽然沙当被冲刷下移时也会被FB拦截。FB是粗沙的目前水库与河道减淤的方式很多，但是作者认为“聚沙盆”。我们还没有根本有效的措施。水土保持是非常重2．1水库泥沙分选沉积规律要的方向，但其成效目前仍难客观判断；各种调河道型水库中泥沙淤积具有明显的分选特征，度减淤措施，包括“蓄清排浑”等重大措施受水库初期粗泥沙主要沉积在库尾或变动回水区。水库泥利益相关方的

6、制约，很难充分使用和有效发挥作沙呈现分选沉积规律的原因是在回水末段过流断面用。例如，小浪底工程为发电还贷不得不明显改自上而下逐渐扩散，流速和输沙力逐渐降低，使粗变原设计确定的“拦粗排细”运行方式。水库是人沙部分集中沉积在库尾河段。类大规模储存淡水的主要方式，维持水库能力的大量实测的水库淤积粒径分布资料都证明初期可持续性关系到经济社会稳定与可持续发展。从沿程分选、粗沙主要淤积在回水末段的事实。统计长远来看，仍然需要寻求水库更好、更有效和现大量实测资料，三峡、三门峡、小浪底和丹江口等实的淤积控制措施来保证其长期使用。为保证水主要的大型河道型

7、水库在运行初期回水末端的淤积利工程可持续和黄河长治久安，必须进一步探索物中值粒径几乎都大于入库泥沙的d。或0．1m1"~1。淤积控制的新方法。另外，大江大河上的径流式水库库区淤积泥沙粒径本文介绍作者新近基于水库分选机理研究等提主要都大于入库泥沙d。或0．1mm。例如，葛洲坝出的挖粗沙减淤方法⋯。从理论上证明了挖粗沙的水库1982年(1981年蓄水)的全库淤积平均粒径达可能性和减淤作用，结合最新挖泥技术的发展和河0．167mm(d9。=0．1l3mil1)。对矩形断面河谷，从道粗沙作为建筑材料的市场价值表明这一方式具有理论上可以证明，河谷

8、坡降大于O．3％～O．4％的较大的发展前景。同时，利用这一方法拦截粗沙可水库，粗沙入库后85％淤积距离在3000H以内。缓解黄河下游持续淤积抬升。这是一个值得重视和像三峡、三门峡和小浪底这样的超大水库，粗沙