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[摘 要]天津于桥水库泥沙淤积问题是水库建设及运行难题，一直受到有关部门和科技工作者的高度重视。本文通过对泥沙来源、问题及危害的进行了分析，从流域治理入手，并从根本上提出了几点防淤措施。
[关键词]于桥水库 泥沙淤积 解决措施
中图分类号：TV145 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）43-0374-01
一、工程概况
于桥水库位于天津市蓟县，为引滦入津调蓄水库，以城市供水为主，兼顾防洪、发电、灌溉等综合利用的水库。正常蓄水水位21.16m（大沽高程）时，面积87.8km2，库容15.59亿m3，平均水深4.74m。渔业利用面积约68 km2（约10.2万亩，6800hm2）。水库作为天津市重要的供水系统，每年向天津市供水约5～9亿m3，对天津市的经济社会发展起着极其重要的作用。
水库建设在国民经济中起着巨大作用，是调节水库径流、泥沙、蓄水兴利的重要水利设施。水库泥沙的淤积将直接影响着水库综合效益的发挥，制约着国民经济的发展，并带来一系列的危害，因此，要认真分析水库泥沙淤积的原因和，以便采取有效措施，解决水库泥沙淤积问题，进行水库的合理运用。
二、水库泥沙来源
一定区域的降雨汇集成河流，这个河水的区域称为“流域”。我们用分水岭作为流域的边界，河口以上分水岭内的区域称为流域面积，如果在河流上修建水库，则坝址以上分水岭那一部分面积是水库的集水面积。
水库中泥沙产生的主要原因是集水面积内岩石的风化，另一部分则是来自水库上游河床的冲刷或河流两岸的崩塌。流域内地表侵蚀的程度与土壤、气候、地形地貌及人类活动等因素有关。如果土壤较为松散，植被覆盖率差，水土的流失就严重。
三、于桥水库淤积所造成的影响
一是使防洪库容和兴利库容减小， 影响水库效益的发挥；二是淤积向上游发展， 造成上游地区的淹没和浸没以致盐碱化， 带来一系列生态环境问题；三是水库变动回水区的冲淤对航运会带来某些不利影响；四是坝前泥沙淤积会在一定程度上影响枢纽的安全运行；五是水库下泄清水对下游河道冲刷和变形的影响；六是附着在泥沙上的污染物对水库水质的影响等等。因此， 对水库淤积的有关问题进行深入研究是摆在泥沙工作者面前的非常重要的课题。
四、水库泥沙淤积的危害
由于在河流上修建水库的目的不同，运行制度各异，泥沙淤积所带来的问题也各不相同。一般来说，水库泥沙淤积会带来以下影响。
1、水库综合效益降低
由于水库泥沙淤积，水库的有效库容逐年减小，蓄水调节能力下降，直接影响了水库灌溉、发电、供水等方面综合经济效益的发挥。对有发电任务的水库，由于泥沙沿引水道进入水轮机，使之磨损，降低功效，势必增加了水轮机的维修费用。
2、降低水库的防洪能力由于水库泥沙淤积，库容减少，水库防洪能力也随之减小。这不仅加大了下游河道的防洪负担，而且在洪水时期使水库失去调洪能力，造成漫顶、溃坝的危险。
3、扩大水库的淹没和浸没水库泥沙淤积发展及回水不断上延，不仅引起库区周边地下水抬高，出现沼泽化和盐碱化，影响当地农业生产，而且也影响水库上游城镇、厂矿以及其他建筑、交通等设施的安全。特别是水库尾部的泥沙淤积，引起水库回水上延，进而加大了水库的淹没面积，造成淹没损失扩大。
4、引起下游河床冲刷大量的水库泥沙淤积，使下泄水流的含沙量减小，改变了原来河道水流运动规律，从而造成下游河床冲刷，河道水位下降，影响下游河道两岸的引水，并可能使下游河道堤防出现险情。
5、水库水质恶化水库蓄水后，如果上游存在有未经处理的工业废水、污水等进入水库后，水流中挟带的铜、锌、铅、镉、汞、砷等金属元素将随泥沙在库内淤积，并逐渐积累，极易造成水库的水质恶化现象。
6、影响农业灌溉用水目前，我国水库灌溉面积约占全国灌溉面积的 35%。中小型水库的灌溉面积不仅在水库灌溉面积中占有较大比例，而且中小型水库的水源补给条件一般较差，因此，水库一旦淤废，势必严重影响农业生产。1
7、影响水上交通，使航道引水口淤堵
五、防治水库泥沙淤积的措施
1、加强水土保持减少泥沙入库，水土保持是减少水库泥沙淤积的根本途径，它既能保水保土保肥，又能拦沙，减少入库泥沙量，因而从根本上解决了水库泥沙的淤积问题。水土保持措施主要包括生物措施、农业措施和工程措施3 个方面，应根据具体情况合理进行选择。
2、合理运用减少水库泥沙淤积为了尽量减少水库泥沙的淤积，在规划设计和应用管理中，应布设必要的工程设施，制定合理的水库运用方式，一般采用“拦、排、用”处理泥沙的办法，减少泥沙淤积量，有效地发挥水库综合经济效益。水库排沙的方式主要有6种：
2.1 滞洪排沙当入库洪水流量大于泄水流量时，会产生滞洪壅水。滞洪期内整个库区仍保持一定的行进流速，部分粗颗粒泥沙淤积在库中，细颗粒泥沙可被水流带至坝前排出库外，这就是滞洪排沙。滞洪排沙的效率受排沙时机、滞洪历时、开闸时间、泄量大小和洪水漫滩程度等因素的影响。一般来说，开闸及时，滞洪历时短、下泄量大、洪水不漫滩或少漫滩，则排沙效率高。汛期沙量集中，这时利用滞洪排沙往往能得到较好的排沙效果。
2.2 异重流排沙在水库蓄水期间，当入库洪水形成潜入库底向坝前运动的异重流，若能适时打开排沙孔闸门泄放，就可将一部分泥沙排走，减少水库泥沙的淤积。异重流排沙的效果与洪水流量、含沙量、泥沙粒径、泄量、库区地形、开闸时间及底孔尺寸和高程有关。入库洪水含沙量大，粒径细，泥沙就不易沉降，容易运移到坝前排出；另外库区地形平顺、比降大、回水短、泄量大、底孔高程低都能提高异重流排沙效率。
2.3 泄空排沙将水库放空，在泄空过程中回水末端逐渐向坝前移动，库区原来淤积的泥沙会因回水下移而发生冲刷；特别在水库泄空的最后阶段突然加大泄量，冲刷效果便更加显著。这种排沙方式称为泄空排沙。泄水排沙实际是沿程冲刷和溯源冲刷共同作用的结果。沿程冲刷消除回水末端的淤积，把泥沙带到坝前；溯源冲刷又将沿程冲刷带来的泥沙冲走排出库区，并逐渐向上游发展，逐步改变上游水力条件使冲刷能继续进行。实际上，泄空排沙是通过消耗一定的水量换取部分兴利库容的恢复， 采用这种方式排沙要因地制宜，进行技术经济效益分析后再确定。
2.4 基流排沙水库泄空后继续开闸，让含沙量不饱和的常流量畅泄冲刷主槽，减少库区泥沙淤积，这种排沙方式称为基流排沙。基流排沙的特点是：冲沙量和水流含沙量自冲刷开始至终结由大到小，最终趋于相对稳定。基流排沙的效果取决于常流量及其含沙量的大小，流量大、含沙量小，则排沙效果好。
2.5 机械清淤在不能采取水力排沙的缺水地区和没有设置底孔的水库，可采用机械清淤的方式进行排沙。通常采用挖泥船、吸泥泵等清淤装置，清除库区淤积泥沙。这种方法适用于中小型水库和大型枢纽航道的清淤，其成本及管理费用较高。
2.6 “蓄清排浑”运用方式的水库减淤水库拦蓄含沙量低的水流，对汛期含沙量较高的洪水则不予拦蓄，尽量排除库外。一般对于具有一定发电、灌溉和调沙要求的水库，汛期要保持一定的低水位控制运用但不泄空，就可利用异重流和浑水排沙。由于汛期为排沙期，既调水又调沙，可以减轻水库的淤积，在一定时段内保持冲淤平衡和长期存在一定的可用库容。目前多沙河流水库普遍采用这种运用方式。
结语
水库泥沙淤积是一项需长期进行研究解决的水库技术问题，关系到水库运行安全及综合经济效益的发挥。以上排沙方法，在运用时，须因地制宜、因时制宜，根据水库的任务、来水来沙特性、冲淤规律和库区形态特征进行合理的应用。只有这样，才能正确处理排沙与蓄水的矛盾，充分发挥水库综合的效益。
参考文献
[1] 林洁.水库淤积形成及其影响和应对措施[J].农田水利，2012.
[2] 张启舜，龙毓骞.三门峡水库泥沙问题的研究[R].1978，8.
[关键词]于桥水库 泥沙淤积 解决措施
中图分类号：TV145 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）43-0374-01
一、工程概况
于桥水库位于天津市蓟县，为引滦入津调蓄水库，以城市供水为主，兼顾防洪、发电、灌溉等综合利用的水库。正常蓄水水位21.16m（大沽高程）时，面积87.8km2，库容15.59亿m3，平均水深4.74m。渔业利用面积约68 km2（约10.2万亩，6800hm2）。水库作为天津市重要的供水系统，每年向天津市供水约5～9亿m3，对天津市的经济社会发展起着极其重要的作用。
水库建设在国民经济中起着巨大作用，是调节水库径流、泥沙、蓄水兴利的重要水利设施。水库泥沙的淤积将直接影响着水库综合效益的发挥，制约着国民经济的发展，并带来一系列的危害，因此，要认真分析水库泥沙淤积的原因和，以便采取有效措施，解决水库泥沙淤积问题，进行水库的合理运用。
二、水库泥沙来源
一定区域的降雨汇集成河流，这个河水的区域称为“流域”。我们用分水岭作为流域的边界，河口以上分水岭内的区域称为流域面积，如果在河流上修建水库，则坝址以上分水岭那一部分面积是水库的集水面积。
水库中泥沙产生的主要原因是集水面积内岩石的风化，另一部分则是来自水库上游河床的冲刷或河流两岸的崩塌。流域内地表侵蚀的程度与土壤、气候、地形地貌及人类活动等因素有关。如果土壤较为松散，植被覆盖率差，水土的流失就严重。
三、于桥水库淤积所造成的影响
一是使防洪库容和兴利库容减小， 影响水库效益的发挥；二是淤积向上游发展， 造成上游地区的淹没和浸没以致盐碱化， 带来一系列生态环境问题；三是水库变动回水区的冲淤对航运会带来某些不利影响；四是坝前泥沙淤积会在一定程度上影响枢纽的安全运行；五是水库下泄清水对下游河道冲刷和变形的影响；六是附着在泥沙上的污染物对水库水质的影响等等。因此， 对水库淤积的有关问题进行深入研究是摆在泥沙工作者面前的非常重要的课题。
四、水库泥沙淤积的危害
由于在河流上修建水库的目的不同，运行制度各异，泥沙淤积所带来的问题也各不相同。一般来说，水库泥沙淤积会带来以下影响。
1、水库综合效益降低
由于水库泥沙淤积，水库的有效库容逐年减小，蓄水调节能力下降，直接影响了水库灌溉、发电、供水等方面综合经济效益的发挥。对有发电任务的水库，由于泥沙沿引水道进入水轮机，使之磨损，降低功效，势必增加了水轮机的维修费用。
2、降低水库的防洪能力由于水库泥沙淤积，库容减少，水库防洪能力也随之减小。这不仅加大了下游河道的防洪负担，而且在洪水时期使水库失去调洪能力，造成漫顶、溃坝的危险。
3、扩大水库的淹没和浸没水库泥沙淤积发展及回水不断上延，不仅引起库区周边地下水抬高，出现沼泽化和盐碱化，影响当地农业生产，而且也影响水库上游城镇、厂矿以及其他建筑、交通等设施的安全。特别是水库尾部的泥沙淤积，引起水库回水上延，进而加大了水库的淹没面积，造成淹没损失扩大。
4、引起下游河床冲刷大量的水库泥沙淤积，使下泄水流的含沙量减小，改变了原来河道水流运动规律，从而造成下游河床冲刷，河道水位下降，影响下游河道两岸的引水，并可能使下游河道堤防出现险情。
5、水库水质恶化水库蓄水后，如果上游存在有未经处理的工业废水、污水等进入水库后，水流中挟带的铜、锌、铅、镉、汞、砷等金属元素将随泥沙在库内淤积，并逐渐积累，极易造成水库的水质恶化现象。
6、影响农业灌溉用水目前，我国水库灌溉面积约占全国灌溉面积的 35%。中小型水库的灌溉面积不仅在水库灌溉面积中占有较大比例，而且中小型水库的水源补给条件一般较差，因此，水库一旦淤废，势必严重影响农业生产。1
7、影响水上交通，使航道引水口淤堵
五、防治水库泥沙淤积的措施
1、加强水土保持减少泥沙入库，水土保持是减少水库泥沙淤积的根本途径，它既能保水保土保肥，又能拦沙，减少入库泥沙量，因而从根本上解决了水库泥沙的淤积问题。水土保持措施主要包括生物措施、农业措施和工程措施3 个方面，应根据具体情况合理进行选择。
2、合理运用减少水库泥沙淤积为了尽量减少水库泥沙的淤积，在规划设计和应用管理中，应布设必要的工程设施，制定合理的水库运用方式，一般采用“拦、排、用”处理泥沙的办法，减少泥沙淤积量，有效地发挥水库综合经济效益。水库排沙的方式主要有6种：
2.1 滞洪排沙当入库洪水流量大于泄水流量时，会产生滞洪壅水。滞洪期内整个库区仍保持一定的行进流速，部分粗颗粒泥沙淤积在库中，细颗粒泥沙可被水流带至坝前排出库外，这就是滞洪排沙。滞洪排沙的效率受排沙时机、滞洪历时、开闸时间、泄量大小和洪水漫滩程度等因素的影响。一般来说，开闸及时，滞洪历时短、下泄量大、洪水不漫滩或少漫滩，则排沙效率高。汛期沙量集中，这时利用滞洪排沙往往能得到较好的排沙效果。
2.2 异重流排沙在水库蓄水期间，当入库洪水形成潜入库底向坝前运动的异重流，若能适时打开排沙孔闸门泄放，就可将一部分泥沙排走，减少水库泥沙的淤积。异重流排沙的效果与洪水流量、含沙量、泥沙粒径、泄量、库区地形、开闸时间及底孔尺寸和高程有关。入库洪水含沙量大，粒径细，泥沙就不易沉降，容易运移到坝前排出；另外库区地形平顺、比降大、回水短、泄量大、底孔高程低都能提高异重流排沙效率。
2.3 泄空排沙将水库放空，在泄空过程中回水末端逐渐向坝前移动，库区原来淤积的泥沙会因回水下移而发生冲刷；特别在水库泄空的最后阶段突然加大泄量，冲刷效果便更加显著。这种排沙方式称为泄空排沙。泄水排沙实际是沿程冲刷和溯源冲刷共同作用的结果。沿程冲刷消除回水末端的淤积，把泥沙带到坝前；溯源冲刷又将沿程冲刷带来的泥沙冲走排出库区，并逐渐向上游发展，逐步改变上游水力条件使冲刷能继续进行。实际上，泄空排沙是通过消耗一定的水量换取部分兴利库容的恢复， 采用这种方式排沙要因地制宜，进行技术经济效益分析后再确定。
2.4 基流排沙水库泄空后继续开闸，让含沙量不饱和的常流量畅泄冲刷主槽，减少库区泥沙淤积，这种排沙方式称为基流排沙。基流排沙的特点是：冲沙量和水流含沙量自冲刷开始至终结由大到小，最终趋于相对稳定。基流排沙的效果取决于常流量及其含沙量的大小，流量大、含沙量小，则排沙效果好。
2.5 机械清淤在不能采取水力排沙的缺水地区和没有设置底孔的水库，可采用机械清淤的方式进行排沙。通常采用挖泥船、吸泥泵等清淤装置，清除库区淤积泥沙。这种方法适用于中小型水库和大型枢纽航道的清淤，其成本及管理费用较高。
2.6 “蓄清排浑”运用方式的水库减淤水库拦蓄含沙量低的水流，对汛期含沙量较高的洪水则不予拦蓄，尽量排除库外。一般对于具有一定发电、灌溉和调沙要求的水库，汛期要保持一定的低水位控制运用但不泄空，就可利用异重流和浑水排沙。由于汛期为排沙期，既调水又调沙，可以减轻水库的淤积，在一定时段内保持冲淤平衡和长期存在一定的可用库容。目前多沙河流水库普遍采用这种运用方式。
结语
水库泥沙淤积是一项需长期进行研究解决的水库技术问题，关系到水库运行安全及综合经济效益的发挥。以上排沙方法，在运用时，须因地制宜、因时制宜，根据水库的任务、来水来沙特性、冲淤规律和库区形态特征进行合理的应用。只有这样，才能正确处理排沙与蓄水的矛盾，充分发挥水库综合的效益。
参考文献
[1] 林洁.水库淤积形成及其影响和应对措施[J].农田水利，2012.
[2] 张启舜，龙毓骞.三门峡水库泥沙问题的研究[R].1978，8.