水庫淤積的基本介紹
水庫的來水來沙、壩前水位的變化、地形條件等,決定了泥沙運動,因而也決定了水庫淤積形態。淤積形態形成後,反過來明顯地影響著泥沙運動和繼續淤積。因此,研究水庫淤積形態,不僅能提高對水庫淤積本質的認識,而且能夠根據形態判斷出泥沙運動情況,這對於了解水庫排沙情況、淤積補位、庫容損失以及“翹尾巴”等也有實際意義。大量的實際資料表明,水庫淤積的典型形態共有三角洲、錐體和帶狀淤積體等三種。其中三角洲淤積體是最普遍的一種,也是水庫在淤積過程中的一種基本趨向。
水庫三角洲的演化
挾沙水流進入庫區後,隨著水深的增大和水面的擴寬,流速逐漸減小,所攜泥沙將沿程落淤。如果挾沙能力衰減較快,泥沙在較短距離內大量沉積,庫尾段將形成三角洲式的淤積體。
三角洲洲面比降平緩,接近於該段水面比降,在洲頭前水深急劇增大,泥沙大量沉積,但淤積面比降較陡,稱為前坡段,該段淤積泥沙的增加,表現為洲頭前進和三角洲向壩前延伸。
挾沙水流進行到三角洲上,粗顆粒泥沙首先在洲尾部沉積,然後沿洲面落淤,能到達洲頭在前坡段落淤的泥沙相對較細,在前坡段仍未能沉積的極細泥沙,將隨水流擴散後緩慢地沉落庫底。
當庫水位降落時,三角洲洲面水深變小,甚至使洲面出露,這時在洲面上會衝出深槽,形成一條新的河道。
隨著上游來沙在前坡段的不斷堆積,三角洲向樞紐建築物推進,使進入引水渠道或通過水輪機的泥沙數量逐漸增加,造成損害,嚴重時甚至堵塞口門。當三角洲洲頭到達壩前時,水庫庫容所剩無幾,庫區洲面只剩下一條新塑造的河槽,上游來沙基本上隨水流挾向下游。當出、入庫沙量達到平衡時,水庫淤積和三角洲發展即告終止。
三角洲洲面明顯高山原河床,比降也變得平緩,這將使上遊河段的水流受到頂托,從而導致一定程度的水面壅高和緩流落淤,使回水和三角洲洲尾相應上延。在三角洲露出水面的洲面上,會生長雜草和蘆葦,洪水時產生滯流促淤作用,妨礙行洪,因而也增加上遊河段的壅水程度。
影響因素
影響水庫三角洲發展的因素較多,除來水、來沙數量和過程外,還與來沙顆粒組成、水庫形態及水庫使用調度方式有關。
水庫三角洲的不良影響
三角洲向樞紐建築物推進,使進入引水渠道或通過水輪機的泥沙數量逐漸增加,造成損害,嚴重時堵塞口門。
在三角洲露出水面的洲面上,會生長雜草和蘆葦,洪水時產生滯留促淤作用,妨礙行洪,因而增加上遊河段的壅水程度。
實例
官廳水庫運用60多年來,泥沙淤積一直是水庫的首要問題。其泥沙淤積主要呈現典型的三角洲淤積,泥沙在庫內的大量淤積,給水庫的防洪興利帶來極為不利的影響。官廳水庫年際間來水來沙量變化很大,多年來來水來沙量呈逐漸減小趨勢,主要原因是水庫上游流域的人類活動。影響官廳水庫三角洲河道沖淤的主要因素包括水庫水位漲落變化;進庫流量和含沙量大小及過程,河床的邊界組成等。