關于水庫泥沙淤積防治的若干思考

來源:用戶上傳      作者:

　　摘 要：水庫在攔截水流的同時不可避免的會留住大量的泥沙，這些泥沙如果不經過及時的科學處理就會導致泥沙淤積問題，進而引發諸多不良后果。本文通過介紹水庫泥沙淤積帶來的危害，引出了淤泥治理與防治手段，希望可以為水庫的正常運行提供借鑒。
　　關鍵詞：水庫泥沙淤積;危害;治理;防治
　　水庫建設是我國水利工程的重要環節，其對于實現更加高效合理的水源分配利用極為關鍵，但是泥沙的淤積對水庫帶來的影響是極為嚴重的，不僅會使水庫存水性能和使用壽命縮減，還會破壞當地的環境生態，故而積極地開展治理與防治工作是尤為重要的。
　　一、水庫泥沙清理不善引發的不良危害
　　1.水庫性能的下降
　　水庫需要利用壩體攔截水流并引入到蓄水池當中，之后在適合的時機開閘放水，實現水資源的合理利用調節。水庫的環境空間總是有限的，如果出現了大量的泥沙淤積現象，將會占據原有庫容，導致蓄水能力不足，無法保證水資源的利用，同時也不能滿足灌溉、用水、發電等生產生活的需求。此外，如果在洪水泛濫時期，水庫無法存儲大量的水資源，則也不利于減緩下游洪水出現的態勢。
　　2.造成水庫自身和周圍環境的破壞
　　泥沙中帶有的金屬元素會破壞水體環境，并伴隨著回水上延，進而就比較容易淹沒水庫自身結構，對周圍城鎮、工業建筑等造成安全威脅。
　　二、水庫泥沙淤積治理方法
　　1.利用挖泥船清理泥沙
　　挖泥船有不同的工作方式，廣泛適用于各種水道的泥沙清理，以下主要介紹抓斗式和鏈斗式挖泥船的工作方法。
　?。?）抓斗式挖泥船。抓斗式挖泥船根據工作時的配置可分為自航和非自航兩種。首先，自航式挖泥船自帶泥艙，泥艙的倉儲量達到一定程度時，可實現自航卸載。其次，非自航式挖泥船自身寬度較大，便于應對泥沙的抓取和拋泥，裝載和卸載泥沙都需要通過泥駁船來進行，利用船身上的機械抓斗深入水下，插入泥層之中進行挖掘和抓取，之后再依靠船上的斗索絞車關閉并升起抓斗，將挖掘上來的泥沙放入泥駁船中。這種挖泥船工作原理相對較為簡單，可以很好地幫助水庫清理沉淀已久的泥沙，但是受到抓斗配置的限制，對于細沙土的挖掘，工作效率比較低。
　?。?）鏈斗式挖泥船。鏈斗式挖泥船主要依靠一連串帶有挖斗的斗鏈進行水下土層、泥沙的作業，通過導輪驅動并連續運轉，使斗鏈上的各節挖斗逐個提升至水面以上，直至達到斗塔頂部，此時結合重力作用，利用設備的方向翻轉，將泥沙傾瀉至泥阱中，再經由兩側的溜泥槽使泥沙流入到泥駁船中，再開至指定位置進行泥沙卸載工作。
　　這種挖泥船工作狀態比較細致，性能也較為優良，挖槽截面較為平整，適用于港口、錨地等的清淤工作。
　　2.利用虹吸成套設備清理淤泥
　　作為一種水力吸泥方法，可以利用專門的成套設備實現上游泥沙的吸取以及下游出口的流出。虹吸清淤法的工作效率特別依賴上下游的水位差值，差值越大吸取的泥沙流量也就越大，相反，如果差值過小就無法體現虹吸清淤的優勢。具體工作原理主要是利用虹吸式放水涵管，在其中抽取空氣形成真空，受物理因素影響，水中的泥沙會沿著涵管被吸入到頂部，并且逐漸向下游涵管出口流出。這種工作方法不至于消耗過多的水資源，且不會受到季節因素的影響，同時還可以根據實際情況利用機械設備不間斷地進行排淤工作，比較適合用于壩高較高的水庫。
　　3.利用氣舉裝置吸取淤泥
　　這種清淤方法結合振蕩脈沖射流可以發揮出極大的功效，利用振蕩脈沖裝置的高壓水射流和射流破碎器可以快速地沖碎水下巖層，并且攪拌水庫中的淤泥，此時利用氣舉裝置可以較為便捷地實現抽取淤泥的工作目的。這種工作方式有很多優點，包括：能夠深入到水下較深的位置，并且可以直接將吸出的淤泥轉入到排淤管進行排放，排放位置可以精確定位，氣舉裝置不像挖淤船需要很大的工程量，自身運行和維護費用較低，且排淤性能非常優秀，很好地契合了我國環保建設的基本理念。
　　三、水庫泥沙淤積防治路徑
　　1.水庫溯源沖刷
　　水庫的溯源沖刷是通過適當地降低水位，從而產生的向上游發展的沖刷現象，在淤泥層以下水位降低越多，則向上游沖刷力越強，這種方法可以有效的進行水庫前期泥沙淤積防治工作。溯源沖刷主要發生在壩前以上和三角洲以上河段，且與汛期的水位變化有關。發生沖刷時會以沖刷基點為中心，成扇狀向上游輻射，其不僅能夠減小流入的泥沙，還能帶走前期水庫中殘留的淤泥，工作時可以結合專業人員的計算，科學地開展溯源沖刷設計工作，以便于提升工作效率。但需注意，這種方法較為依靠水體資源數量，比較適用于水資源豐富的水庫排淤。
　　2.水庫異重流排淤工作
　　異重流的出現主要與水體密度有關，當原有水庫中的水體密度與來水密度不同時，則觸發異重流排淤條件，這樣可以防止高含沙量的水體流入到水庫的蓄水池中。工作時要配合異重流向壩前移動的狀態及時打開閘門完成泥沙的傾卸任務。異重流的排沙數量與當地地形、來沙量、來水量等因素有關，可以通過科學的計算與設計，明確開閘時間等參數，提升水庫異重流排沙效果。
　　3.自吸式管道排沙
　　隨著水庫淤泥問題的日益嚴重，自吸式管道排沙方法逐漸被引入到各個水庫當中，需要利用水庫的自然水位差，在水庫的底部鋪設網狀的排沙底洞，再利用這些底洞管道上的吸泥頭自主吸附并實現排沙。首先針對已經發生泥沙淤積的水庫，要盡可能利用原有的排沙孔洞，科學地安插管道并逐漸擴大覆蓋面積，延伸長度越接近庫尾則能排泄出更多的淤泥;其次，針對新建水庫的泥沙防治，需要系統科學地進行管道排沙系統的施工，通過管道和孔洞的合理設置和開關控制盡可能提升排沙效率。自吸式管道排沙對水庫其他設施影響較小，并減少了排沙過程中水資源的浪費，但是安裝和維護的花費較多，比較適合中小型水庫的建設以及淤泥防治。
　　四、總結與展望
　　綜上所述，泥沙淤積對水庫以及上下游環境帶來的影響是極為嚴重的，為進行及時有效的治理與防治，就需要有關人員不斷地深入研究，充分發揮現有技術的排沙能力，充分挖掘先進技術的科技含量，減小水庫淤泥含量，增加水庫排沙效率。
　　參考文獻：
　　[1]張士辰，盛金保，李子陽，楊正華.關于推進水庫清淤工作的研究與建議[J].中國水利.2017（16）.
轉載注明來源:http://www.hailuomaifang.com/4/view-14903063.htm