外力江·艾合買提 新疆阿克蘇地區(qū)渭干河流域管理局
1.自然因素。因地理位置特殊與地質(zhì)條件,在部分地區(qū)水土流失的情況比較嚴重。位于黃土高原的地區(qū),存在土壤稀松,溝壑交縱,稀少的植被水土流失情況發(fā)生概率比較高,河流所含沙量較大。部分山丘區(qū)存在石漠化問題,發(fā)生暴雨洪水時會將大量的泥沙挾帶到庫區(qū)。還有的地區(qū)紅壤土的面積較大,松散的土壤結(jié)構(gòu),在遇到強降雨時就容易發(fā)生山洪與泥石流。
2.人為因素。在以前,庫區(qū)缺失嚴格的管理制度、松散的管理手段,頻繁的出現(xiàn)非法采礦、墾荒以及亂砍濫伐等情況,嚴重的破壞了庫區(qū)的植被、地表的形態(tài)、庫案的結(jié)構(gòu),水土流失情況因人為因素逐漸嚴重。
3.缺乏工程設(shè)施。在20世紀50年代至80年代所修建的水庫,大多數(shù)存在嚴重的淤積情況,當時,缺少河流泥沙的特性與運動規(guī)律的分析與認識,在工程設(shè)計時沒有設(shè)置排(沖)沙設(shè)施或因設(shè)置不科學(xué),入庫后的泥沙無法輕易排除。尤其是小型的水庫,簡陋的工程設(shè)施,攔沙情況比較被動,淤積問題嚴重。
4.因有限的運用條件。水庫淤積速度與運用手段息息相關(guān)。通過分析研究,水庫排掉1m3的沙要消耗10~20m3的水。西北高含沙地區(qū),降雨量較小并且時空分布不均,水資源存在嚴重短缺、供需矛盾突出,需要水庫在汛期進行攔洪蓄水,水量無法滿足蓄清排渾的要求,造成庫內(nèi)滯留大量的泥沙。
水庫淤積不僅會給庫容造成損失,對水庫的安全運行造成危害,影響大壩的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,還會使發(fā)電設(shè)備的使用壽命縮短,影響庫區(qū)水環(huán)境質(zhì)量使水庫功能效益的發(fā)揮。泥沙淤積存在的危害有:①對大壩的安全運行造成影響。一些水庫由于淤積的原因出現(xiàn)進口淤堵,影響泄水、輸水設(shè)施的運用沒有問題。②使水庫的防洪能力變?nèi)?。淤積對防洪庫容造成影響,水庫調(diào)蓄洪水的能力降低。③水庫的興利效益變低。興利庫容由于淤積造成影響,并且因輸水設(shè)施的淤塞,造成水庫興利功能的衰減。④污染水的生態(tài)環(huán)境。一些水庫由于周圍排放的污染物,使淤積泥沙吸附污染物以及重金屬,使水體富營養(yǎng)化和水質(zhì)的劣化情況嚴重。
在水庫大壩的安全運行與綜合效益中泥沙淤積是影響其效益發(fā)揮的普遍性問題,也是目前經(jīng)濟社會發(fā)展過程中需要重視的主要問題。因大部分水庫存在各種的淤積問題,造成水庫的防洪、供水、灌溉等功能的衰退,不但對水庫大壩自身的安全與公共安全造成危害,還制約了社會的可持續(xù)發(fā)展,對人們的生產(chǎn)生活造成困擾。水庫的重塑、通過節(jié)約與集約來利用土地資源、提高水庫的“性價比”、提升下游河道的平穩(wěn)均成為水庫清淤的明顯效益及優(yōu)勢所在,水庫清淤和治理淤積的工作較為重要,屬于一項新的民生與德政工程。
水庫泥沙就是源自上游流域因侵蝕產(chǎn)沙,降低入庫泥沙的主要條件在于水土流失的治理與生態(tài)的建設(shè)。一直以來,我國始終堅持以小流域為單位,依照水土流失的規(guī)律與本地區(qū)實際情況,進行綜合的治理,優(yōu)化配置工程、生物以及農(nóng)業(yè)技術(shù)等措施,因害設(shè)防,達到水土流失綜合防治的體系。淤地壩在坡溝的系統(tǒng)在于核心位置,其攔沙減蝕的作用為以下幾點:(1)將上游淤泥進行阻攔;(2)將溝道轉(zhuǎn)為壩地,避免溝道因侵蝕而產(chǎn)沙;(3)抬高侵蝕的基準面,減少溝頭溯源的侵蝕、降低坡溝系統(tǒng)重力的侵蝕。
1.繞庫排沙,旁側(cè)排沙就是水庫的旁側(cè)開出一支管道僅用來排沙,管道的上游位于水庫的庫首,下游處于壩下,將泥沙可以排至下游的河道無需途徑大壩。位于旁側(cè)排沙的管道需要關(guān)乎水庫的地形,由于河道峽谷型的水庫因庫區(qū)較長,回水變動區(qū)與庫尾的間距較長,旁側(cè)的管道無法設(shè)置。旁側(cè)的排沙管道能在支流含沙量較多的情形中使用,河口位置設(shè)置排沙管,使來沙直接排至庫外,效果比較明顯。
2.蓄清排渾,蓄清排渾即汛期較高時期維持低水位的運行,將來水與來沙都排出水庫,在汛末和含沙量降低的非汛期進行下閘蓄水,在水庫中能蓄積到含沙量較少的水。蓄清排渾對水利的速度有一定的要求,可以將來沙帶至下游的挾沙能力,在峽谷、河道型水庫中較為適合,并且需要水庫大壩有較低的排沙底孔,泄流、泄洪能力較強。因汛期需保證維持低水位的運行,汛期排沙的時也流失了大量的水資源,一般汛末或汛之后進行蓄水,作為流量較小,水資源較為珍貴的區(qū)域,通常排沙與排水需進行綜合的分析。
3.異重流排沙,在清水水庫若流入渾水,因清水的密度低于渾水的密度,所以通常會潛進庫底,成為水庫異重流。因表層的清水較為平靜,所以異重流潛入點周圍通常有漂浮物聚集,此標志已可作為決定異重流進去點異重流位置的特征。
結(jié)語:人們對水資源的要求不斷的提高,可以供水庫建設(shè)的新壩址也逐漸的減少,并且因移民與環(huán)境問題的制約,加強已建水庫的泥沙淤積控制和綜合管理,泥沙配置要與水資源配置進行有機結(jié)合,發(fā)揮其綜合效益。