杜建濤

（山西省汾河二庫管理局 山西太原030012）

1 水庫淤積原因概述

水庫淤積主要由自然因素與人為因素兩方面造成。

1）自然因素:水土流失和水庫上游以及周圍泥沙是引起水庫淤積的主要原因。水庫流域周圍一般會覆蓋一些植被，這些植被一旦被破壞，就會引起水庫泥沙的淤積。2）人為因素:由于人為因素而引起水庫淤積現(xiàn)象主要有:在水庫排水周圍進行樹木的砍伐造成水土流失，而引起淤泥堵塞；在水庫排水周圍進行礦物開采而造成水土流失；一些城郊的小型水庫周邊通常會進行開發(fā)，將原來的排水渠道堵塞，暴雨山洪將泥沙推移入水庫。

一般情況下，水庫工程一旦產(chǎn)生和形成淤泥堆積現(xiàn)象，極容易造成灌溉、防洪、發(fā)電等效益的降低，由此直接和間接造成的經(jīng)濟損失和社會影響是難以估量的，若是計算新修建水庫的土地、移民補償?shù)仍趦?nèi)，其實際工作成本遠遠大于當前水庫清淤工作成本，因此做好清淤工作的社會經(jīng)濟效益也尤為明顯。

2 常見的水庫工程清淤措施和施工優(yōu)勢

2.1 使用水力學方法對中小型水庫進行清淤

運用水力學方法對中小型水庫實施清淤是較為常見的一種方法。這種方法往往是在修建水庫之初，已由水庫工程設(shè)計單位事先給予了設(shè)計，并由水庫工程建設(shè)單位建設(shè)在水庫主體工程之中。但根據(jù)每座水庫工程具體建設(shè)情況，對其所設(shè)計和建設(shè)的水力學方法清淤措施方式有所不同，其形式有三種:用異重流排沙、用設(shè)沖沙孔沖沙、用泄水底孔排沙。采用水力學方法清淤，有其一定的優(yōu)點，即清淤工程不需要預(yù)先排空水庫，也不需要停止運行。在清淤過程中，水庫可以照常運行。但它也有一定的缺點，疏浚只能對挖淤進行有限控制，在遇到洪水期時，已經(jīng)被開挖的部分還可能再次出現(xiàn)淤塞，并且，它還需要一些淤泥運輸裝置以及相應(yīng)的堆料場。因此，必須在淤積物中預(yù)先設(shè)置排水系統(tǒng)，用水力沖沙法排沙通常是有效的，但這些方法耗水量大，此外還必須保證水庫的重新蓄水量。

2.2 采用干清淤法對中小型水庫實施清淤

采用干清淤法對中小型水庫進行清淤，就是要將水庫全部水量進行排空后，再進行清淤工程。采用這種方法的優(yōu)點是:容易掌握庫區(qū)內(nèi)的清淤方量，對水庫清淤既可清淤見底，也可清除庫區(qū)邊坡的泥沙，并可將需要清除的泥沙直接運走或堆放到庫外。不過，它具有不可估算的風險，特別是趕上下雨天時，清淤現(xiàn)場的機械裝置無法操作，很難估算淤積泥沙深處的排淤速度，進而難以估算清淤工程的起止時間。同時，在清淤作業(yè)期間，水庫必須停止運行。所以這種方法只能適用于個別條件特殊的小型水庫。

2.3 采用虹吸式清淤法對中小型水庫進行清淤

虹吸式清淤方法就是使用虹吸式放水涵管，但需要先將涵管內(nèi)的空氣進行排除，形成一種真空狀態(tài)，使水庫中被淤積的泥沙從涵管進口上升到涵管的頂部，從而讓這些被淤積的泥沙不斷地向下游涵管的出口方向流出。虹吸式清淤方法的優(yōu)點是:不需要泄空水庫內(nèi)的庫容水，也不必專為清淤而專門消耗庫區(qū)內(nèi)的水量，并且，它還不受來水季節(jié)的限制，可以結(jié)合各季所實施的灌溉進行常年排沙。但它的缺點是:需要依靠水庫上下游的水位差來決定其輸出流量的大小，而對水庫的清淤范圍，也僅僅是局限在水庫大壩前的一定范圍，同時，還需要消耗大量的水，所以這種方法適用于較大壩高的水庫。

2.4 采用橫向沖蝕排沙法對中小型水庫進行清淤

橫向沖蝕排沙主要是利用水庫所特有的高灘深槽形態(tài)，且依靠其形成的強烈重力侵蝕與水力沖刷作用相結(jié)合，對庫區(qū)內(nèi)的淤灘實施破離和輸移。具體做法是:在庫首的河床或庫區(qū)支流的溝口處設(shè)置低壩擋水，截引河水到沿庫周而修建的渠道或管道內(nèi)，以居高臨下的優(yōu)勢，對庫區(qū)內(nèi)的淤灘實施沖蝕。橫向沖蝕需要有三部分的輔助工程:一是取水設(shè)施，也就是要有低壩或者是一定的揚水機械，作用在于抬高水位，以滿足沖蝕庫區(qū)淤灘所需要的流量；二是是輸水設(shè)施，像渠道、明槽或者是管道，作用在于將水流送至待沖庫段；三是相應(yīng)的沖灘設(shè)施，主要是要有泄水口與集流槽，作用在于將輸水設(shè)施當中的水流，有計劃地分配，并導(dǎo)引至水庫庫區(qū)內(nèi)的淤灘表面，以便進行沖灘拉淤。

橫向沖蝕排沙方法具有的特點:一是清淤效率較高；二是清淤的成本比較低廉；三是耗水量少；四是其應(yīng)用的范圍廣。所以，它特別適用于泥沙淤積比較嚴重，且水資源相對貧乏的干旱與半干旱地區(qū)的中小型水庫的清淤作業(yè)。

2.5 采用引水沖灘法對中小型水庫進行清淤

采用引水沖灘法對中小型水庫進行清淤，其實就是利用水庫庫區(qū)高灘深槽的淤積形態(tài)，截引河水流到沿庫周而修建的引水渠之內(nèi)，靠人為增大引水渠內(nèi)的水流勢能，并且依靠水流的重力侵蝕和水力的沖刷作用對淤灘進行破壞和輸移。當然，使用引水沖灘法在中小型水庫內(nèi)進行清淤，是需要具備以下條件的:

1）要有放空水庫或處在低水位運用的機會，以使庫區(qū)內(nèi)的淤灘面得以充分的暴露；2）需要具備較低的排沙底洞；3）需要具備一定的清水基流；4）水庫下游最好具備渾水淤灌的條件，讓流出水庫的渾水與泥沙可得到有效利用。除此以外，使用引水沖灘法對中小型水庫進行清淤，還需要一些工程設(shè)施包括:1）要有擋水低壩或者是水閘，它位于水庫的末端或者是靠近水庫末端的地方，作用在于調(diào)蓄一定的水量，以抬高水位，便于導(dǎo)水入渠；2）要有引水渠或者是輸水管道設(shè)施，它的作用是將水流輸送到庫區(qū)淤積的灘面上；3）要有沖刷溝沿灘面的最大坡降方向并需要布設(shè)在灘面上，從引水渠延伸到水渠主槽之上，作用是為集中水流，以加大水流的單寬流量，便于提高沖蝕的效果。此方法更適合于中小型水庫中的小型水庫。

2.6 采用振蕩脈沖射流與氣舉法對中小型水庫進行清淤

用振蕩脈沖射流與氣舉法對中小型水庫實施清淤，主要是利用高壓水射流對水下淤積物進行攪拌破碎，再由氣舉裝置對淤積泥沙進行吸排。振蕩脈沖射流與氣舉清淤法需要的裝置是由氣舉、射流破碎器、高壓水泵、吸淤管、排泥管、固液分離裝置、卷揚機、空壓機、進排氣管、柴油發(fā)電機和船體等清淤系統(tǒng)組成。它與傳統(tǒng)的水庫清淤工藝相比，依靠脈沖水射流與氣舉相聯(lián)合的作用，它具有清淤工作效率高、運行費用低、使用操作簡便、裝置部件磨損消耗少和對裝置維修簡單等的特點。

3 結(jié)語

總的來說，目前國內(nèi)外對中小型水庫的清淤技術(shù)措施，按照工作動力可以分為兩大類:一類是無動力的水庫清淤技術(shù)方式，像虹吸式與薩克斯管形槽孔式等；另一類則是有動力的水庫清淤技術(shù)方式，像潛水泥泵絞吸式船、氣力泵與水力吸呢裝置等。對水庫清淤技術(shù)措施的研究早已歷史悠久的探討課題，它伴隨著水庫的興建而產(chǎn)生，也將伴隨著水庫的不斷運行而繼續(xù)進行研究下去。由于每一個水庫在工作的過程中周邊環(huán)境、地理位置、氣候條件和施工方式都存在著一定的差異和不足，因而在清淤的時候應(yīng)當結(jié)合自身的經(jīng)濟條件和其他各種狀況來選擇一項合適的清淤措施和方法，從而保證整個水庫清淤工作的順利、持續(xù)進行，為社會發(fā)展提供良好的保證基礎(chǔ)和依據(jù)。