泾惠渠西郊水库淤积情况探讨及防治措施

马 亮

（陕西省泾惠渠管理局 陕西 三原 713800）

1 概况

泾惠渠西郊水库位于三原县城以西约2km的清河干流上，是以农业灌溉为主的三等中型水利工程。水库设计总库容3384.7万m3，其中兴利库容2362.8万m3，滞洪库容994.5万m3，死库容27.4万m3，年调蓄水量4709万m3。水库正常蓄水位422.0m，设施灌溉面积37.16万亩，补充泾惠渠灌区南干系统灌溉面积65.36万亩。水库主要利用泾惠渠北干渠引泾河水进行调蓄补充，水库上游河道几近枯竭。

水库枢纽主要由大坝、溢洪道、导流排沙泄洪洞、抽水站、北干泄水工程等组成。大坝为均质土坝，最大坝高42m；开敞式溢洪道位于右岸，长798.32m，设计泄量469.15m3/s，校核泄量946.21m3/s；排沙泄洪洞位于右岸，处于大坝与溢洪道之间，长513.56m，最大泄量43m3/s；抽水站位于大坝上游右岸，设计抽水流量12m3/s，装机容量5280kW，设计扬程13.5m～35.0m。北干泄水渠（即充库渠道）位于大坝上游780m右岸，设计充水能力15m3/s。

2 水库目前存在的淤积问题

水库放空后的库区测量成果显示，水库坝前区域已淤积至400m高程平台，基本侵占了全部死库容，并高于放水排沙洞2m左右，仅在放水排沙洞前形成一条槽沟向上游延伸。同时，通过近年来充库水量调配日志统计显示，随着近几年水库调蓄水量的增大，水位升降频繁，水库淤积加速，从水位库容曲线对应库容与实际充库水量的对比就很明显的看出发生淤积。

从以上数据可以看出，在低水位410m时，2011年充库水量与2009年充库水量差距较为明显，高水位时差距相当，说明目前水库已发生了淤积，侵占了部分库容。

表1 摘抄西郊水库管理处充库水量记录

3 分析水库淤积的主要原因

3.1 水库岸坡塌岸是近期主要淤积来源

西郊水库为平原型水库，库区周边为泾河二级阶地，阶面平坦。水库大坝以上河谷宽度100m～500m，两岸自然边坡一般30°～50°，经过多年的调蓄运行，库水位的变化造成岸坡崩塌。经计算，库水位在420m以上时塌岸量为79.6万m3，到2010年时，水库塌岸已全部发生。为充分利用水库调蓄能力，2010年实施了水库扩大利用工程，工程地勘成果预测溢洪道加闸提高正常蓄水位至422m时，塌岸将主要发生在双河口以下河谷两岸，一般15.9m～18m，在此范围内的耕地与村庄将受到影响，将增加塌岸方量估算约16.8万m3。两阶段塌岸总量达到96.4万m3。

3.2 引泾河水充库造成一定的淤积

西郊水库以上河道区间面积仅为156km2，多年平均入库水量736万m3，水库水源主要还是来自泾惠渠引泾河水，充库沙限2%，充库水量按1亿m3计时，年均入库沙量约为16万m3。但实际情况是，由于西郊水库为泾惠渠灌区当前唯一能发挥调蓄作用的中型水库，随着灌区需水量的增加，水库调蓄较为频繁，在灌区夏灌缺水严重时也正是泾河来水含沙量较大的时段，为了确保抗旱灌溉，对充库沙限要求有所放松，造成坝前库区淤积。

3.3 上游河段来水来沙淤积量不大

西郊水库坝址以上有大小水库20座，常规径流大多已被上游水库拦蓄使用，只有在汛期流域降水特别多，上游水库无法调蓄使用时，伴随着大水大沙的洪水才有可能到达西郊水库。在水库设计之初，经还原推算，多年平均入库水量736万m3，上游来沙多年平均输沙量41万t，即29.3万m3。然而水库运行十年来，仅有2011年汛期时上游冯村水库泄洪入库，而且历时较短，淤积也仅发生在库尾，其余年份上游河道均为断流状态。

综上所述，产生库容淤积的主要原因有以上三个方面：①水库调蓄过程中引起的库岸崩塌；②引泾充库水量挟沙淤积库容；③汛期偶遇长历时大降雨，上游河道水库泄洪，洪水挟带泥沙和沿河生活垃圾入库。这些淤积将侵占死库容，占据部分水库调节库容。可以看出，近期的水库淤积主要由库区岸坡塌岸产生，但库岸崩塌总量基本固定，且崩塌后淤积库底。而长期来看，最大的淤积量应该是引泾河水充库而带来的泥沙沉积，其次是上游水库泄洪及河道垃圾淤积。

4 防治措施和建议

西郊水库建设之初主要考虑为灌溉用途，远期作为城镇供水水源，随着周边经济结构的调整，西郊水库的重要性越发突出。因此，2010年在确保大坝安全的前提下实施了西郊水库扩大利用工程，将水库正常水位抬高至422m，增加调节库容378.7万m3，使得兴利库容达到2362.8万m3。为确保水库效益能长期正常发挥，目前对充库河水进行严格限制和采取改进管理措施是最为直接有效的方式，同时积极争取建设资金，逐步开展水库塌岸治理和水保措施等，防治库岸侵蚀。

4.1 严格限制充库沙限

确定充库沙限的前提是要满足水库调蓄水量的需求，因此通过对各沙限条件下可充库水量的对比，来确定最优充库沙限。鉴于西郊水库的重要性，远期有不间断供水的需求，本次采用最不利的边界条件进行水量调配计算。

（1）采用典型年法。选取泾河张家山水文站1982年～2011年水文系列，以年径流总量进行频率排序，取97%水文频率对应的年份为渠首来水典型年。以该三十年系列灌区实际斗口灌溉引水量进行频率排序，取75%对应的年份为灌溉用水典型年，取调配日志数据进行日调节。

（2）西郊水库初设报告已分析计算了充库沙限2%时的情况，充库水量为1.13亿m3时年均入库沙量约为16万m3，且主要淤积于坝前。为尽量减少淤积，本次还选取1%和0%沙限标准进行对比，并剔除来水流量中渠首泉水常流量1.1m3/s。

（3）受引水工程限制，泾惠渠渠首和总干渠最大引水流量为45m3/s，北干渠最大输水流量为15m3/s。总干渠和北干渠综合渠道利用率为0.86。并考虑了南干和北干下灌溉用水过程。

通过频率排序确定典型年，并按典型年水文日报表和灌溉调配日志数据，按以上边界条件进行日水量调配计算，按月汇总后，可充库流量、水量结果如表2。

计算表明，当充库沙限控制在1%时，西郊水库全年可充库水量为1.2976亿m3；当充库沙限控制在0%时，全年可充库水量为1.2975亿m3。相比之下可充库水量差距微小，其中5月、12月因河源来水较小，正值灌溉用水期间，无法充库，7月、8月因来水含沙量大无法充库。在入库沙量方面，据水文资料统计，充库沙限控制在1%和0%时，充库水均无泥沙；西郊水库总库容3384.7万m3，其中兴利库容2362.8万m3，年调蓄水量4709万m3，1%沙限下可充库水量即可完全满足水库需求。据此，建议西郊水库充库沙限控制在1%，若后期水量需求增幅较大，可提高沙限至2%。

表2 可充库水量汇总表

4.2 加强水库运行管理

在分析得出水库淤积的主要原因后，要及时建立科学完善地运行管理制度，加强运行管理，避免人为因素产生的库容淤积。①严格充库水量调配制度，由一个指令部门全面负责，在灌区水量调度办法中，增加西郊水库充库管理办法。②充库水量测沙取样点应设在北干泄水闸处（即水库充水渠口），在泄水闸前设置拦污栅，在上游渠道停水后再次启动充库指令时，必须先排净上游数十公里渠道沿线抛洒的垃圾，待来水基本无杂物且满足充库沙限时，才能充水入库。③水库管理处要观测泵站抽水灌溉过程中库水位变幅对库岸的影响，制定合理抽水计划，并在每个灌季校核一次水位库容曲线，及时掌握库内淤积情况。④在非灌溉季节，尤其是夏灌结束后，至少保证一年一次低水位大流量冲库，打开排沙闸泄水拉沙，减少坝前的淤积，同时加强与上游冯村及黑松林水库的联系，当上游水库泄水时，尽量采取联动泄洪排沙。

4.3 采取工程措施治理

启动沿线库岸调研勘察工作，编制水库塌岸治理实施方案，争取项目投资，逐步进行库区岸坡砌护和削坡减重治理，加大水保措施，减少沿库水土流失。对水库大坝下游河道进行疏通，降低下游河床和水位高度，保持泄水冲沙水流畅通。在有条件的情况下，采取高压水流冲库或挖泥船作业，淤泥可用于建筑砖瓦的生产，获取效益填补治理资金缺口。

5 结语

西郊水库自建成以来，累计调蓄水量2.62亿m3，对改善当地农业生产条件，回补地下水，缓解灌区夏灌严重缺水等方面发挥了重要作用，也使得泾惠渠灌区初步形成了“渠首稳流、腹地蓄水、丰存枯用、优势互补”的供水格局。因此，西郊水库对泾惠渠灌区的灌溉生产以及远期城镇供水具有非常重要的战略意义，研究库区泥沙问题，进行预判和防治，对保证水库长期发挥效益十分必要。