水库淤积研究综述.docVIP

我国水库泥沙淤积研究综述 韩其为1，杨小庆2(1.中国水利水电科学研究院 泥沙研究所，北京　100044；2.中国水利水电科学研究院 国科处，北京　100044)我国江河大多泥沙量大，所建水库淤积严重，由此带来了一系列问题：库容损失影响水库效益的发挥；淤积上延影响上游地区的生态环境；水库变动回水区的冲淤对航运带来不利影响；坝前泥沙淤积影响枢纽的安全运行；水库下泄清水对下游河道河床的冲刷以及附着在泥沙上的污染物对水库水质的影响等。本文对我国水库泥沙淤积研究的状况和成果进行了全面的综述。内容包括水库淤积观测资料和分析、悬移质不平衡输沙理论、水库异重流、高含沙水流、水库淤积形态、水库排沙及运行方式、变动回水区的冲淤、下游河道的冲淤变形，以及水库淤积数学模型等方面的研究成果和进展情况。水库；泥沙；淤积；库容；输沙；冲淤TV145　　A 　　据统计，我国七大江河的年输沙量高达23亿t，特别是西北、华北地区的一些河流，含沙量非常高，甘肃祖厉河的多年平均含沙量可达600kg/m3，实际测到的最大含沙量可达1600kg/m3左右。即使是长江，含沙量虽然不算高，仅0.54kg/m3，但由于水量丰沛，年沙量也近5亿t[1]。在河流上修建水库后，由于水位抬高，流速减小，必然造成泥沙在水库中的淤积。　　到1972年为止，全国已建成坝高在15m以上的水库12517座。初期运行时，由于缺乏经验，造成水库的严重淤积。山西省43座大、中型水库的总库容22.3亿m3，到1974年已损失31.5%，即7亿m3，平均每年损失0.5亿m3[2]。陕西省全省库容大于100万m3的水库192座，总库容15亿m3，到1973年已损失31.6%，即4.7亿m3，其中1970年以前建成的120座水库库容已损失53.3%，有43座水库完全被泥沙淤满[3]。　　1990～1992年黄河流域进行了一次全流域的水库泥沙淤积调查。至1989年全流域共有小(Ⅰ)型以上水库601座，总库容522.5亿m3，已淤损库容109.0亿m3，占总库容的21%；其中 干流水库淤积79.9亿m3，占其总库容的19%；支流水库淤积29.1亿m3，占其总库容的26%[4]。　　据1992年的调查资料，长江上游地区共建水库11931座，总库容约205亿m3。其中大型水库13座，总库容97.5亿m3。水库年淤积量约为1.4亿m3，年淤积率约0.68%，其中，大型水库年淤积率为0.65%[4]。　　水库淤积所造成的主要问题如下：(1)使防洪库容和兴利库容减小，影响水库效益的发挥；(2)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；(3)水库变动回水区的冲淤对航运会带来某些不利影响；(4)坝前泥沙淤积会在一定程度上影响枢纽的安全运行；(5)水库下泄清水对下游河道冲刷和变形的影响；(6)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。多年来，我国在水库淤积方面开展了大量的工作，取得了一系列的研究成果，并成功地提出了能在多沙河流上长期保持水库有效库容的“蓄清排浑”运行模式，这些举世瞩目的成就得到了国际同行的公认。本文将综合论述我国在水库泥沙淤积方面的研究成果。1　水库淤积观测和资料分析　　水库淤积的观测和资料收集是水库淤积研究的基础。我国最早开展的系统性泥沙淤积观测是对20世纪50年代建成的永定河官厅水库、60年代初建成的黄河三门峡水库和汉江丹江口水库的泥沙观测，从中积累了大量的资料。从60年代开始，水利部科技司针对黄河流域和北方多沙河流的水库淤积，选择了官厅、三门峡等12座大型水库作为重点淤积观测的水库，并建立了“黄河泥沙研究协调小组”，组织了攻关研究和成果交流。后来又将其扩展到包括南方水库在内的20个大型水库，其成果见表1[1]。以这20个水库为骨干，我国已有一支数量较大的水库淤积观测队伍，收集了大量第一手资料。不论从收集资料的数量、内容、深度和可靠性看，在世界上都是首屈一指的。 序号 水库名称 河流 控制面积/km2 坝高/m 设计库容/亿m3 统计年限 总淤积量/亿m3 淤积量占库容/% 1 刘家峡 黄河 181700 147.0 57.20 1968～1978 5.80 10.1 2 盐锅峡 黄河 182800 57.0 2.20 1961～1978 1.60 72.7 3 八盘峡 黄河 204700 43.0 0.490 1975～1977 0.18 35.7 4 青铜峡 黄河 285000 42.7 6.20 1966～1977 4.85 78.2 5 三盛公 黄河 314000 闸坝式 0.800 1961～1977 0.40 50.0 6 天桥 黄河 388000 42