关于水库淤积介绍

[拼音]：shuiku yuji

[外文]：reservoir sedimentation

主要是河水挟带的泥沙在水库回水末端至拦河建筑物之间库区的堆积。拦河筑坝后抬高了水位，形成了在建筑物前近似水平、而在上游末端与天然河流原水面线相切的水面曲线，称回水曲线。其切点称为回水末端(见图)。

水流进入库区后，由于水深沿流程增加，水面坡度和流速沿流程减小，因而水流挟沙能力（见河流泥沙运动）沿流程降低，出现泥沙淤积。

分为纵剖面形态和横断面形态。纵剖面形态包括三角洲、锥体和带状淤积三种形态。在库水位变化幅度不大，淤积处于自由发展情况下，水库淤积一般呈三角洲形态；在回水曲线较短，入库水流在通过库段时紊动强度较大，或含沙量较高，含沙水流在达到拦河建筑物前泥沙来不及完全沉积情况下，水库淤积将形成锥体形态；水库水位在淤积发展过程中大幅度变动，水流挟沙量较小，则在水库回水末端变动范围内将产生一系列微型三角洲，并叠加形成带状淤积。三角洲是水库淤积的基本形态。由于回水曲线具有下凹的形状，故三角洲纵剖面亦为下凹面。

横断面形态在多沙河流与少沙河流的水库中有所不同。多沙河流上的水库普遍有淤积一大片，冲刷一条带的特点。淤积一大片指泥沙在横断面上基本呈均匀分布，库区横断面上不存在明显的滩槽。冲刷一条带指水库在有足够大的泄流能力，并采取经常泄空的运用方式时，库底被冲出一条深槽，形成有滩有槽的复式横断面。淤积过程中横断面的变化，一般还具有死滩活槽的规律，即滩地只淤不冲，滩面逐年淤高；主槽有淤有冲。在合理的运用方式条件下，库区可保持一条相对稳定的深槽，不致被泥沙淤死。少沙河流水库，淤积一大片的特点并不突出，但冲刷一条带和死滩活槽的基本特点依然存在。

是在水流对不同粒径泥沙的分选过程中发展的。在回水末端区，流速沿程迅速递减，卵石、粗沙等推移质首先淤积，泥沙分选较显著。向下游，悬移质中的大部分床沙质沿程落淤，形成了三角洲的顶坡段，其终点就是三角洲的顶点。在顶坡段，由于水面曲线平缓，泥沙沿程分选不显著。当水流通过三角洲顶点后，过水断面突然扩大，紊动强度锐减，悬移质中剩余的床沙质在范围不大的水域全部落淤，形成了三角洲的前坡。水体中残存的细粒泥沙，当含沙量较大时，往往从前坡潜入库底，形成继续向前运动的异重流，或当含沙量较小而不能形成异重流时，便扩散并在水库深处淤积。

水库淤积是一个长期过程。一方面，卵石、粗沙淤积段逐渐向下游伸展，缩小顶坡段，并使顶坡段表层泥沙组成逐渐粗化；另一方面，淤积过程使水库回水曲线继续抬高，回水末端也继续向上游移动，淤积末端逐渐向上游伸延，也就是通常所说的翘尾巴现象，但整个发展过程随时间和距离逐渐减缓。最终，在回水末端以下，直到拦河建筑物前的整个河段内，河床将建立起新的平衡剖面，水库淤积发展达到终极。终极平衡纵剖面仍是下凹曲线，平均比降总是比原河床平均比降小，并与旧河床在上游某点相切。

在库区，淤积减少有效库容，影响水库调节性能和建筑物的正常运用。在水库上游河道，淤积抬高河床，使河道水位升高，坡降和流速减小，河槽过水能力降低，增加了防洪困难，河水位抬高还会引起两岸地下水位升高，导致土地盐渍化；在水库下游河道，在水库淤积并拦截泥沙时期，水库下泄清水，下游河床由于冲刷而普遍下切，水位随之下降。这将产生正反两方面的影响：一方面，它不利于大坝和沿河建筑物的基础，使沿河引水工程的运用发生困难，使下游桥梁基础埋深减少；另一方面，可以使水电站的尾水位降低，能增加水电站出力、使下游水深增大而流速减小，有利于河床的稳定和通航。

在水库淤积平衡剖面建立以后，河流的全部悬移质与大部分推移质通过拦河建筑物下泄，下游河床复又上升，河床逐渐回复建库前情形。

有水力排沙、水力冲刷和机械清淤三类。水力排沙根据水库来沙多集中在汛期的特点，采用汛期降低库水位（或泄空），使悬沙的主要部分通过库区时来不及沉积而排出，也可采用汛末水库蓄水，将泥沙以异重流形式排出库外。这类方法称为蓄清排浑法。

水力冲刷法分为汛前泄空冲刷、低水位冲刷和定期降低水位水力冲刷法（一年内一两次或多年一次）等。

机械清淤，有利用水库水头差作为排沙能源和利用外加能源法两大类。前者常利用水库上下游水位差，根据虹吸原理，用浮动软管将建筑物前淤积物排泄出库。后者用挖泥船或泥浆泵等机械清淤，只适合于水资源特别宝贵的水库。

参考书目

1. 陕西省水利科学研究所河渠研究室、清华大学水利工程系泥沙研究室同编：《水库泥沙》，水利电力出版社，北京，1979。