苏家峡水库泥沙淤积问题及防治措施

安润洲

（甘肃省秦安县水务局，741600，秦安）

水库的防洪、灌溉、供水是以一定库容为基础，而保证一定库容的重要措施是防治和清除淤泥。甘肃省泰安县苏家峡水库于1962年建成，目前淤积非常严重，已成为摆在水库管理人员面前的一大难题。2007年，甘肃省水利厅组织专家对水库现场核查，定为三类坝，除险加固以后，泥沙淤积还将是水库运行面临的最突出问题，关系到水库的使用寿命及经济效益的发挥。因此，应加强对水库泥沙监测，控制库区泥沙继续增加，探索减少泥沙入库和清除水库淤泥的措施。

一、水库概况及淤积成因

1.水库概况

苏家峡水库是全县唯一的小（1）型水库，位于县城东北35km的中山乡境内，地处苏家峡村以下1.5 km的清水河一级支流王家河（渭河三级支流）下游，河流长19 km，控制流域面积67.5 km2，多年平均年径流量337.5万m3，比降14.3‰，入库实测流量0.003 m3/s，多年平均年输沙量为40.5万t。该水库1956年由黄河水利委员会西北工程局派专业技术人员勘测设计，甘肃省水利电力厅批准，始建于1958年，1962年 7月基本竣工，1984—1988年进行了加固维修。苏家峡水库坝高42m，坝顶长度143.03m，坝顶宽度9 m，主要建筑物由大坝、输水洞、泄洪洞（排沙泄洪闸）组成，为均质土坝；设计总库容820万m3，原兴利库容 141万 m3，调洪库容274万 m3，死库容 405万 m3；现总库容820万m3，兴利库容45万m3，调洪库容185万 m3，死库容 590万 m3（已淤积530万m3）。苏家峡水库设计洪水位1597.08 m，校核洪水位1597.86 m，正常蓄水位1595.8 m，汛期限制蓄水位1595.8 m。设计标准为：50年一遇洪水设计，洪峰流量358m3/s；500年一遇洪水校核，洪峰流量656 m3/s，是一座以防洪为主，兼有灌溉、供水等综合利用功能的水库。

2.水库形成淤积的主要原因

一是植被稀少：苏家峡水库上游森林植被分布稀疏，大部分地区光山秃岭。区域年平均年降雨量507.4 mm，多年平均年蒸发量1448.8 mm，且时空分布不均匀，年际、月际变化大，60%以上降雨多集中在7—9月，以暴雨形式出现。降雨来势猛、强度大，降水和入渗失去平衡，径流冲刷严重，加上黄土质地疏松，地形破碎，往往短历时暴雨降水量不大，但引起的径流冲刷量不小。二是养鱼业造成的影响。1990—1997年8年间，水库蓄水养鱼淤积达50万m3，一般不提排沙泄洪闸门，除非有特大暴雨，否则鱼就会从排沙闸流失。三是封闭失灵。排沙泄洪闸门启闭不灵，封闭不严，不到警戒水位线不排洪水。四是排沙泄洪闸没有发挥应有的作用。排沙泄洪闸主要用于汛期排沙，但在汛期异重流到达坝前形成浑水后，排沙泄洪闸关闭，没有主管部门的指示不得开启，排沙泄洪闸失去了应有的意义，加上管理缺乏经验，造成水库严重淤积。

二、泥沙淤积造成的主要问题

1.降低了防洪标准

1962—1979年17年间，苏家峡水库淤积315万m3，平均每年淤积18.53万 m3；1962—2007年 45年间淤积530万m3，占总库容的 64.6%，平均每年淤积11.8万m3。淤泥面到坝顶高度仅有4.3 m,严重的淤积使防洪库容和兴利库容减少，从而降低了水库的防洪能力和调节能力，随之也降低了防洪标准，加重了下游河道的防洪负担，而且在汛期还有漫坝和溃坝的危险，严重威胁着下游人民财产安全与经济的可持续发展。

2.加大了水库的淹没和侵蚀

水库淤积，特别是库尾的淤积，使水库的回水上延，加大了水库的淹没面积，抬高了沼泽化和盐碱化面积，使两岸边坡崩塌延伸，上延后的回水又产生新的淤积，如此不断相互作用，形成了水库淤积的“翘尾巴”，同时也影响了库尾苏家峡村村民的正常生产和生活。

3.降低了水库的综合效益

泥沙淤积使水库的兴利库容减少了96万m3，调洪库容减少了89万m3，相应死库容增加了185万m3，影响了灌溉、供水等综合效益的发挥，同时附着在泥沙上的污染物对水库水质也有一定的影响。

4.下游两岸引水困难

泥沙在水库淤积，水库下泄水量中流量小、清水多，清水会引起下游河床冲刷和变形，河道水位下降，影响下游河道两岸的引水，并使下游河道的堤防出现险情。

5.排沙泄洪闸关闭，造成很多不利因素

排沙泄洪闸长期关闭，容易使排沙闸进口段被泥沙淤堵封死，当排沙泄洪闸前泥沙淤积高程较高时，也不利于排沙泄洪闸前泥沙冲刷漏斗的形成，同时将威胁进水塔闸门的启闭安全。

三、防治水库淤积的措施

1.减少泥沙入库

苏家峡水库上游植被稀少，属典型的黄土高原西部沟壑区，水土流失严重，水库泥沙主要来源是流域内汛期径流带来的，解决的根本措施是在流域内开展水土保持和流域综合治理，控制水土流失，减少入库泥沙。水土保持措施通常包括生物措施、农业措施和工程措施等3个方面：一是生物措施。在土壤和气候条件适宜的情况下，种草种树，封山育林。根据中国科学院西北水土保持生物研究所在北方地区的试验，1km2的森林覆盖面积每年可减少土壤侵蚀39940 kN。二是农业措施。包括深耕、合理密植、合理农作、等高耕作和山坡梯田化等。三是工程措施。修建鱼鳞坑、水平沟、谷坊等，也可以在沟壑发育地区的支流上修建拦泥库或拦沙堰来拦截泥沙。

2.减少入库淤泥

减少入库淤泥的主要措施：一是引洪放淤。将洪水引入水库上游的荒滩地、洼地或沼泽地使泥沙淤积，抬高地面变成耕地。二是蓄清排浑。国内已经有在多沙河流保持 “蓄清排浑”的运行成功模式，在水库上游相邻的沟道修建并联或串联的淤地坝，清水时通过引水渠引入水库储蓄，洪水时浑水下泄到下游沟道。三是异重流排沙。苏家峡水库在1984—1988年的加固中，将原来的溢洪道改为排沙溢洪道，最适合异重流排沙。汛期径流浑水往往具有足够的浓度和速度进入水库，常常会潜入清水水面以下，沿库底向坝前运动，形成异重流。只要在异重流来到坝前时及时开启闸门泄水，排沙效率可达50%～60%，且异重流排沙不需泄空水库。因此，从维护水库正常使用寿命出发，建议汛期多利用异重流措施进行排沙，将水库库容的使用寿命与下游河道的不抬高有机地结合起来，在尊重科学的基础上，使排沙泄洪洞发挥应有的作用。

3.清除水库淤积

清除水库淤积的主要措施：一是机械清淤法。苏家峡水库是一座蓄水型小型水库，绝大部分来沙被拦蓄在库内，大量的淤积泥沙对水库正常运行构成了潜在威胁，消除这种潜在威胁的主要方法是排沙清淤。根据苏家峡水库的自身特性，可采用挖泥船和吸泥泵，但这种方法费用较高，难以承受。二是虹吸清淤法。利用水库上下游的水位差，将吸头搅拌起的泥浆通过输泥管排至水库下游。输泥管一端安装吸头放在淤泥面上，上部与操作船连接控制，另一端与坝的放水设备连接，输泥管中部用悬索系在浮筒上，形成拱形，产生虹吸作用。三是高渠泄水冲滩。利用水库上游拦河坝或围堰将沟水截住，引入沿库周布置的输水高渠，再从输水高渠进入引槽，依靠渠水具有的水头，居高临下，冲刷滩地淤泥进入主槽，通过泄洪洞排出水库。这种方法一般在空库或低水位时使用，施工比较简单，就地取材，造价较低。四是人工扰沙法。利用伸至水下的高压水枪喷射高速水流冲拌库底泥沙，使之局部扬起被水流带走。五是增大排洪能力法。为了增加兴利库容和供水能力，这次除险加固设计单位在水库左岸，即沟道主槽方向增设输水泄洪洞（水库右岸设有排沙泄洪洞，与沟道主槽方向约45°），目的是在汛期利用洪水将坝前的淤泥冲刷到下游河道。

四、结 论

水库良性运行，需要及时、正确地管理养护，清除库中的淤积泥沙是管理养护水库的重要途径。苏家峡水库中的泥沙淤积已影响防洪和综合效益的发挥，对其采取清除措施是十分必要的，早开展早受益，开展越早，治理越容易，投资也越少。将清除库区中淤积泥沙的重点放在变动回水区及其四周的“防治型”治理，相对于传统的坝前清淤“治疗型”具有很多优点，即施工方便，成本低，效果好，能把淤积泥沙控制在一定范围内，进行集中治理，有效控制泥沙淤积上延等。在条件许可的情况下，库区淤泥的观测手段由现在的“定性型”向“定量型”转变，提高测验精度，降低观测成本。苏家峡水库减少入库淤泥及清除水库淤积的措施，对其他西北黄土高原地区蓄水型水库治理库区淤积泥沙有一定的借鉴作用。

[1]盛金保.小型水库大坝安全与管理问题及对策[J].中国水利，2008（20）.

[2]水利水电工程等级划分及洪水标准（SL 252—2000）[S].2001.

[3]甘肃省水利厅.甘肃省秦安县苏家峡水库大坝安全评价报告[R].2007.