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        探析水利工程泥沙的危害及應(yīng)對

        2016-05-30 05:11:50于秋月
        水能經(jīng)濟 2016年3期
        關(guān)鍵詞:泥沙應(yīng)對措施水利工程

        于秋月

        【摘要】實踐研究表明,泥沙會在較大程度上危害到水利工程,如出現(xiàn)淤積問題,減少庫容,縮短壽命等;針對這種情況,就需要采取相應(yīng)的應(yīng)對措施,防治泥沙危害。本文簡要分析了水利工程泥沙的危害及應(yīng)對,希望能夠提供一些有價值的參考意見。

        【關(guān)鍵詞】水利工程;泥沙;應(yīng)對措施

        1、前言

        水利工程的正常修建,會直接受到河流泥沙的影響。如果將水路修建于多泥沙河流中,泥沙會導致淤積問題的發(fā)生,減少庫容和縮短水庫使用壽命,進而降低其防洪能力;在引水灌溉過程中,如果河流有較多的泥沙,也會導致淤積問題出現(xiàn)于渠首渠系;而在引水發(fā)電過程中,水輪機組中如果進入了泥沙,則會磨損到過流部件;而泥沙出現(xiàn)于通航河流中,除了淤積問題的出現(xiàn),還會沖刷到沿岸,進而促使航運難度得到增加。因此,泥沙會在較大程度上影響到我國水利工程,需要引起足夠的重視,及時采取相應(yīng)對策。

        2、泥沙淤積出現(xiàn)的原因

        將雍水建筑物修建于河道之中,在一定程度上抬高了庫區(qū)水位,增加了水流的過水斷面,放緩了水力坡度,進而很嚴重的減小了縱向流速及紊動流速。因為改變了河道的水流特性,進而促使水流挾沙能力遭到降低,原河道的泥沙運動條件也遭到改變,長期下去,逐漸沉淀淤積了部分懸疑質(zhì)及推移質(zhì)泥沙。

        3、水庫和泵站受到泥沙的危害和影響

        3.1 水庫受到泥沙的危害

        大量的泥沙,會淤滿水庫庫容,促使其有效庫容遭到減小,縮短了水庫的使用壽命,水庫防洪能力也會受到較大程度的影響。

        3.2 泵站受到泥沙的影響

        如果河流有過大的泥沙含量,會降低水泵、管路以及進出水池的效率,進而降低泵站效率,消耗掉更多的能源,甚至泵站正常運行也會受到很大程度的負面影響。根據(jù)相應(yīng)的調(diào)查實驗結(jié)果表明,如果有10%的含砂率,離心泵的水泵流量、揚程及效率將會減少15%、25%、20%不等,還會增大7%左右的功率。此外,泥沙會在很大程度上磨損到水泵及管路系統(tǒng),導致有機組超載及震動問題出現(xiàn),淤泥到進出水池和渠系建筑物,增加了泵站裝置維修管理的難度。因此,在抽水機組布置過程中,就需要避免引水渠中進入一些有害泥沙。

        4、水利工程泥沙的應(yīng)對措施

        4.1 減少水庫淤積的工程措施

        過去通常設(shè)置死庫容,來對沉積的泥沙進行接納,這種方法得到了普遍運用,但是卻比較的消極。因為其對泥沙淤積不受影響,僅僅是推遲了淤積嚴重影響日期而已。為了促使水庫淤積得到減少,水庫使用壽命得到延長,可以采取這些措施:

        首先,從上游攔截;將攔沙措施運用到水庫上游,促使入庫泥沙得到有效減少,這樣可以從根本上解決及減少水庫泥沙淤積問題;可以采取這些措施,如將水土保持工作科學開展下去,將攔沙壩庫修建于來沙較多的支流上,以及對旁引水庫合理修建等。

        其次,水庫排沙;要盡可能多的排走將要進入水庫的泥沙,沖走已經(jīng)淤泥的泥沙;在具體實踐中,水庫可以在汛期降低水位時運用蓄清排渾的方式,以便在死庫容內(nèi)淤積大部分來沙,或者從水庫中排出去;如果水庫大量棄水無法實現(xiàn),那么就可以借助于異重流排沙的方式。部分水庫不能夠泄空,那么在一定的時間內(nèi),或者若干年后,間歇性的將水庫泄空,實現(xiàn)集中排沙的目的。

        最后,清除淤沙;部分干旱地區(qū),存在著嚴重的缺水問題,為了促使水量不受影響,水力排沙的方式不能夠運用,或者是水庫沒有設(shè)置底孔設(shè)施,水力排沙無法運用,那么就可以將一系列的挖泥機械給運用過來,包括挖泥船、吸泥泵等,將水庫淤積的泥沙給清除掉;此外,實踐研究表明,橫向沖蝕方法的運用,可以促使水庫淤積的泥沙得到有效消除。對于水庫來講,要結(jié)合具體情況,合理選擇沖沙方式,依據(jù)水庫承擔的主要任務(wù)來進行,且將工程近期效益和遠期效益充分納入考慮范圍,綜合分析各種因素,科學選擇。

        4.2 泵站水源泥沙的防止措施

        首先,對取水條件合理選擇;在取水條件方面,需要保證泵站 從河流中的正常取水不受影響,還需要盡量減少引水渠及前池中進入的河流泥沙。一般情況下,會在河流的凹岸設(shè)置引渠取水口,按照30-50度的標準來控制引水角,且對彎道的轉(zhuǎn)彎半徑嚴格控制。為了提升防沙效果,還可以將疊梁閘門或者攔河底坎設(shè)置于取水口或一級站的進水池前。

        其次,對沉淀池合理設(shè)置;為了避免引渠中進入過多的泥沙,可以將沉淀池合理修建于引水渠上。如果高揚程多級泵站設(shè)置于多泥沙河道上,在引渠上無法有效處理泥沙,可以將岸邊式低揚程泵站設(shè)置過來,在輸水渠道上布置沉淀池。從技術(shù)、經(jīng)濟角度等綜合論證和分析,來討論是否對沉淀池進行修建。

        最后,避免進水建筑物中進入泥沙;部分泥沙雖然可以被攔沙底坎和沉淀池所攔截,但是在前池和進水池中會容易淤積沒有攔截的泥沙,泵的效益也會受到影響。為了能夠及時排除掉池中淤積的泥沙,可以將沖沙廊道設(shè)置于前池或進水池的底部和邊側(cè)。

        5、結(jié)語

        綜上所述,河流中大量泥沙會危害到水利工程,在水庫方面,減小庫容,縮短使用壽命;在泵站方面,則會影響泵站正常運行,降低泵站工作效率等;針對這種情況,要采取相應(yīng)的對策;具體實踐中,結(jié)合水利工程具體情況,綜合考慮經(jīng)濟、技術(shù)等因素,選擇科學的防沙排沙技術(shù),消除泥沙的危害,促使水利工程的正常運行不受影響。

        參考文獻:

        [1]王偉.水利工程影響下的泥沙變化分析[J].水利科技與經(jīng)濟,2014,5(10):123-125.

        [2]袁成鑫,王輝,蔡振華.水利工程對泗河徑流及泥沙的影響分析[J].山東水利,2014,5(18):55-57.

        [3]程思.淺談泥沙顆粒分析成果對水利工程的影響[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015,6(18):66-68.

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