近年来,由于自然因素及人为因素等诸多原因所导致我国水土流失越发的严重,特别是在一些水土流失严重的地区,其呈行进性,这样就导致大量的泥沙以特别快的速度淤积在一些山沟或是狭口处所建的水库内,由于水库内大量泥沙的淤积,从而导致其灌溉及供水等多种效益受到了较大的影响。所以针对水库泥沙淤积的问题已越来越受到广泛的关注。水库泥沙淤积发生后,可以通过对上游水土保持进行具体规划,从而实现对淤积的控制。通过加强流域管理及对水土保持内容进行具体规划,实现对水库泥沙淤积问题的有效控制。
1 ·水库流域管理措施
在水库泥沙淤积的治理过程中,流域管理已成为非常有效的技术之一,而且也成为修建水库的必要依据。在利用水库流域管理来对水库泥沙淤积进行处理时,可以分为三种情况来采取针对性的方法和措施,这三种情况分别为:大坝施工前做好流域规划、泥沙淤积超出设计速率时的治理对策及对已达使用年限的水库寿命进行延长等措施来控制泥沙的淤积,使水库的使用性能得以更好的发挥。
1.1 大坝施工前做好流域规划。水库受到泥沙的侵入,则可以通过在上游地区进行植树造林、采取工程措施及组织管理方法来防止泥沙淤积的形成。但这些措施的完成需要一定的时间,而且还需要流域内居民对这些技术改革能够接受,这也需要一定的时间,这就导致这些技术措施所带来的效果会受到所需时间长短的制约。植树造林如果在湿带地区,则可能需要二十几年的时间才能对流域内的水文条件带来一定的影响,而在热带地区可能不到二年时间就可以。而通过对农牧业的改造来减少水土流失可能需要几年的时间,但如果受到社会诸多因素的制约,则所需时间可能要更长。这就需要在大坝施工之前就做好流域内的规划、设计和组织工作,在大坝蓄水之前就实现对流域内水文条件的改善,从而实现对水库泥沙淤积的有效控制和解决。
1.2 泥沙淤积超出设计速率的治理。对水库受到泥沙淤积威胁的控制,则以对上游资源进行管理作为主要的控制措施,但由于改善流域水文条件和对上游资源进行管理需要相当长的时间,这这些改善措施没有完成之前,如果水库库容已被淤积了大部分时,而通过改善上游的控制措施已达不到延长水库使用寿命的目的,水库的效益得不到保证,上游的控制措施已发挥不了作用,在这种情况下,则不建议硬性的采用上游的控制措施,而将应对水库泥沙淤积的治理重点放在靠近水库及通向水库的主要河槽附近易受冲蚀的地区。对于由于错误的水文资料而导致水库尺寸不足所导致泥沙淤积迅速的情况,则需要对导致这一问题的原因进行深入的剖析,从而依照相关的规范和标准来采取切实可行的措施,确保泥沙淤积情况能够得到较好的控制。
1.3 延长已达使用年限坝的设计寿命。在对水库泥沙淤治理过程中,如果单纯的利用改善流域管理措施来减少水库淤积的速率可能达不到预期的效果,往往还没有流域内的水文条件改善完成前水库内已达到了大部分的淤积,所以在实际治理过程中,还可以利用加高坝顶高程及对水库泥沙进行疏浚等方案来对水库泥沙淤积进行有效控制。通常情况下对泥沙淤积进行疏浚其费用较高,经济性较差,而且还会有大量的弃土问题产生,所以往往只在一些靠近水库及主河槽地带才能采用这种方法来对泥沙淤积进行治理。
2· 控制水库泥沙淤积的具体内容
2.1 估算水库使用年限。假定泥沙淤积占有效库容80%时,则认为建筑物的经济寿命终止。泥沙的淤积速率取决于水库的泥沙平衡,即对截淤效率所修正的入库泥沙率。不是所有的入库泥沙都可以通过水库进口处的水文测量设备测得。特别是当引起大块土料直接进入水库时,库岸侵蚀与波浪侵蚀往往是重要的泥沙来源。相对于水库方向的季风方向、风频以及岸边土料的组成均是估计库岸泥沙量的因素。库岸侵蚀一般不能用土地管理政策的措施加以控制。泥沙淤积速率可以根据水库测量资料、入口水文资料以及侵蚀资料进行估算加以确定。大约每隔5~10 年进行一次水库测量,以便估算出合理的淤积速率。水库测量可以在水库放空时通过陆地测量,也可以通过水深测量。水深测量可以利用测深绳或声波探测仪进行。利用水文资料也可以计算泥沙淤积速率。
2.2 泥沙沉积。三角洲将大部分库容与泄水口隔开,这与有效输沙率、水库地形以及泥沙输送等因素有关。库岸侵蚀的灵敏度可以根据附近具有类似特性的水库曾发生的情况予以评价。由于回水淤积,游平上原洪灾增加,但这已超出用改进土地管理方案控制泥沙的能力范围。库底淤积和三角洲淤积的库容损失率能否通过上游而减缓。减缓泥沙淤积措施的效果取决于问题解决的程度、影响流域的范围、流域内居民对所提出的控制措施的接受程度以及提出制定土地管理方案的时间。
2.3 受上游控制的部分。上游侵蚀控制是减少流域内冲泻质的一项重要措施。通过改善流域水文条件,用减洪的方法也能间接控制推移质的输移。直接控制由侵蚀从河槽排出的泥沙或者由各种分散的侵蚀源产生后集中的细粒泥沙都给水库带来许多问题,这些问题都超出了流域控制管理的范围。为保持有大量推移质水库的泥沙平衡,需排出进入水库(或河网入口)的泥沙,这些问题也超出用流域控制措施减少泥沙输移的能力范围。大洪水也将不断引起粗颗粒泥沙的输移。
2.4 流域内泥沙来源。流域内的泥沙来源可以根据流域资源勘探编目标准进行鉴定。流域资源编目有几种表格。为了鉴定主要泥沙来源地,必须综合评价流域的土壤、地形和植被。用综合和细分(分成组合和单一的土地类型)的方法制定土地单元的分类级别。评价水库泥沙来源区时,重要的是找出那些高侵蚀危险区以及大径流可能发生区的水文地理单元。
由于我国江河大多存在较大量的泥沙,这就导致水库淤积较为严重,由于水库泥沙淤积从而导致水库库容减小,影响防洪效果,使水库的效益无法得到有效的发挥,而且淤积会向上游地区发展,从而导致土壤发生盐碱化等生态问题,而且水库泥沙淤积,也会不利于航运的正常进行,使水利枢纽工程的安全运行受到影响,下游河道也会受到不同程度的冲刷变形,水库水质下降。所以需要针对于水库淤积问题进行深入的研究,从而确保水库长期保持有效的库容,确保水库综合效益的实现。