水庫淤積

水庫淤積主要是河水挾帶的泥沙在水庫回水末端至攔河建築物之間庫區的堆積。攔河築壩後抬高了水位，形成了在建築物前近似水平、而在上游末端與天然河流原水面線相切的水面曲線，稱回水曲線。

基本介紹

• 中文名：水庫淤積
• 外文名：reservoir sedimentation
• 形態：縱剖面形態和橫斷面形態
• 特點：其切點稱為回水末端

水庫淤積

reservoir sedimentation

其切點稱為回水末端(見圖)

水流進入庫區後,由於水深沿流程增加，水面坡度和流速沿流程減小，因而水流挾沙能力（見河流泥沙運動）沿流程降低，出現泥沙淤積。

水庫淤積形態

分為縱剖面形態和橫斷面形態。縱剖面形態包括三角洲、錐體和帶狀淤積三種形態。在庫水位變化幅度不大，淤積處於自由發展情況下，水庫淤積一般呈三角洲形態；在回水曲線較短，入庫水流在通過庫段時紊動強度較大，或含沙量較高，含沙水流在達到攔河建築物前泥沙來不及完全沉積情況下，水庫淤積將形成錐體形態；水庫水位在淤積發展過程中大幅度變動，水流挾沙量較小，則在水庫回水末端變動範圍內將產生一系列微型三角洲，併疊加形成帶狀淤積。三角洲是水庫淤積的基本形態。由於回水曲線具有下凹的形狀，故三角洲縱剖面亦為下凹面。

橫斷面形態在多沙河流與少沙河流的水庫中有所不同。多沙河流上的水庫普遍有淤積一大片，沖刷一條帶的特點。淤積一大片指泥沙在橫斷面上基本呈均勻分布，庫區橫斷面上不存在明顯的灘槽。沖刷一條帶指水庫在有足夠大的泄流能力,並採取經常泄空的運用方式時,庫底被衝出一條深槽，形成有灘有槽的複式橫斷面。淤積過程中橫斷面的變化，一般還具有死灘活槽的規律，即灘地只淤不沖，灘面逐年淤高；主槽有淤有沖。在合理的運用方式條件下,庫區可保持一條相對穩定的深槽,不致被泥沙淤死。少沙河流水庫，淤積一大片的特點並不突出，但沖刷一條帶和死灘活槽的基本特點依然存在。

水庫淤積過程

是在水流對不同粒徑泥沙的分選過程中發展的。在回水末端區，流速沿程迅速遞減，卵石、粗沙等推移質首先淤積，泥沙分選較顯著。向下游，懸移質中的大部分床沙質沿程落淤，形成了三角洲的頂坡段，其終點就是三角洲的頂點。在頂坡段，由於水面曲線平緩，泥沙沿程分選不顯著。當水流通過三角洲頂點後，過水斷面突然擴大，紊動強度銳減，懸移質中剩餘的床沙質在範圍不大的水域全部落淤，形成了三角洲的前坡。水體中殘存的細粒泥沙，當含沙量較大時，往往從前坡潛入庫底，形成繼續向前運動的異重流，或當含沙量較小而不能形成異重流時，便擴散並在水庫深處淤積。

水庫淤積是一個長期過程。一方面，卵石、粗沙淤積段逐漸向下游伸展，縮小頂坡段，並使頂坡段表層泥沙組成逐漸粗化；另一方面，淤積過程使水庫回水曲線繼續抬高，回水末端也繼續向上游移動，淤積末端逐漸向上游伸延，也就是通常所說的翹尾巴現象，但整個發展過程隨時間和距離逐漸減緩。最終，在回水末端以下，直到攔河建築物前的整個河段內，河床將建立起新的平衡剖面，水庫淤積發展達到終極。終極平衡縱剖面仍是下凹曲線，平均比降總是比原河床平均比降小，並與舊河床在上游某點相切。

水庫淤積的影響

在庫區，淤積減少有效庫容，影響水庫調節性能和建築物的正常運用。在水庫上遊河道，淤積抬高河床，使河道水位升高，坡降和流速減小，河槽過水能力降低，增加了防洪困難，河水位抬高還會引起兩岸地下水位升高，導致土地鹽漬化；在水庫下遊河道，在水庫淤積並攔截泥沙時期，水庫下泄清水，下遊河床由於沖刷而普遍下切，水位隨之下降。這將產生正反兩方面的影響：一方面，它不利於大壩和沿河建築物的基礎，使沿河引水工程的運用發生困難，使下游橋樑基礎埋深減少；另一方面，可以使水電站的尾水位降低，能增加水電站出力、使下游水深增大而流速減小，有利於河床的穩定和通航。

在水庫淤積平衡剖面建立以後，河流的全部懸移質與大部分推移質通過攔河建築物下泄，下遊河床復又上升，河床逐漸回復建庫前情形。

水庫淤積防治

有水力排沙、水力沖刷和機械清淤三類。水力排沙根據水庫來沙多集中在汛期的特點，採用汛期降低庫水位（或泄空），使懸沙的主要部分通過庫區時來不及沉積而排出，也可採用汛末水庫蓄水，將泥沙以異重流形式排出庫外。這類方法稱為蓄清排渾法。

水力沖刷法分為汛前泄空沖刷、低水位沖刷和定期降低水位水力沖刷法（一年內一兩次或多年一次）等。

機械清淤，有利用水庫水頭差作為排沙能源和利用外加能源法兩大類。前者常利用水庫上下游水位差，根據虹吸原理,用浮動軟管將建築物前淤積物排泄出庫。後者用挖泥船或泥漿泵等機械清淤，只適合於水資源特別寶貴的水庫。