昆都仑水库淤积分析与对策

李美珍++杨嘉鹏

摘 要 昆都仑水库是全国重点中型水库，是包头市重要的防洪屏障和水源地之一。昆都仑水库自1960年建成蓄水运行以来，库内泥沙淤积逐年增加，除险加固以后，淤积仍是水库运行面临的最突出问题。水库的淤积已严重影响到防洪效益和供水效益的发挥，及早采取减淤排沙措施是十分必要的。

关键词 水库；淤积分析；对策

中图分类号：TV145 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）19-0160-01

1 昆都仑水库简介

昆都仑水库位于黄河支流昆都仑河下游沟口处，距包头市区约十千米左右。建库50多年来，调洪减峰，拦蓄超标准洪水百余场，为保障包头市100多万人民生命财产安全，保护包钢等多家大中型企业和包兰、包白铁路等重要国民经济基础设施作出了巨大的贡献。近年来，随着包头市经济的快速发展，下游保护区内落户的神华煤化工、希望铝业、内蒙华电等大型工业项目建成投产，昆都仑水库的防洪任务更加艰巨。

昆都仑水库控制流域面积2581平方千米，总库容7850万立方米。水库最大坝高40米，坝顶长度469米，坝顶净宽7米，主体工程由大坝、溢洪道、泄洪洞、输水洞等组成。水库设计洪水位1170.90米，校核洪水位1173.95米，正常蓄水位近期是1162.00米，远期是1164.00米，汛期限制水位是1162.75米。

2 水库淤积的基本情况和成因分析

昆都仑水库建于季节性多泥沙的昆都仑河上，由于上游植被稀疏，水土流失严重，汛期洪水含沙量高，昆都仑水库自1960年建成蓄水运行以来，库内泥沙淤积逐年增加，至1980年，库内淤积量已达2503万立方米。除死库容淤满后，垻前淤积面为1154.30米。昆都仑水库1958年建库时的设计死水位是1152.60米，设计死库容是1130万立方米。泥沙淤积使水库的防洪标准由原设计标准为500年一遇洪水降到了相当于120年一遇的洪水标准，对包头市防洪安全构成了重大威胁。特别是1975年河南大洪水过后，全国大坝会议审核，因昆都仑水库防洪标准低、位置重要，被列为全国43座重点病险库之一，要求尽快进行除险加固。1986年昆都仑水库除险加固工程破土动工，工程分二期实施，1997年基本完工使用。除险加固以后，水库防洪设计标准提高为千年一遇，可能最大洪水校核。为了减少泥沙淤积，水库调度采用国内已经在多沙河流运行成功的“蓄清排浑”和“调水调沙”运用新模式，防洪兼顾兴利蓄水。但泥沙淤积仍是水库运行面临的最突出问题，虽然水库管理处每年进行科学合理的调度，利用汛期洪水流量大、携带泥沙多的特点进行冲淤排沙，但是由于昆都仑水库是年调节蓄水型中型水库，绝大部分来沙被拦蓄在库内，造成了水库大量的泥沙淤积。2005年垻前淤积面高达1157.00米，由于淤积，目前正常蓄水位已达到设计时的远期数值1164.00米。

3 泥沙淤积造成的主要问题

3.1 严重影响了水库的防洪效益

大量的泥沙淤积造成库容损失率较高，防洪库容和兴利库容明显减少，从而降低了水库的防洪能力和调节能力，降低了水库的工程效益，直接影响到水库的使用寿命，严重威胁着大坝、下游保护区内的防洪安全。

3.2 严重影响了水库的供水效益

泥沙淤积使水库的兴利库容逐年减少。自水库除险加固以来，兴利库容减少了400万立方米，供水效益受到了严重影响。如果没有汛期泄洪时的冲淤排沙，淤积情况会更严重，蓄水量也随之减少。根据水库水文资料统计，昆都仑水库2005年的兴利库容是983万立方米。水库蓄水运行一年的平均淤积量是38万立方米，这样下去，用不了20年时间，兴利库容就会被淤满，不能蓄水，到那时水库再无法为包头市区应急供水了。

4 水库淤积的主要防治对策

4.1 在昆都仑河流域开展水土保持工作

在昆都仑水库上游昆都仑河流域开展水土保持工作，通常采取生物措施与工程措施相结合的方式，减少泥沙入库。一是生物措施。昆都仑水库上游植被稀疏，水土流失严重，在流域内开展水土保持治理，种草植树、封山育林是控制水土流失和减少水库淤积的有效手段。二是工程措施。在昆库上游修建蓄水池、淤地坝、谷坊、排洪渠等拦、蓄、排相结合的沟道工程防治体系拦截泥沙入库。但是昆都仑河流域确权划界不明确，划界问题涉及跨盟市的多个地区和部门，使水土保持规划工作开展起来难度很大，水库管理处管理权限有限，需要上级政府和有关部门协调解决。

4.2 机械清淤

机械清淤是采用挖泥船和吸泥泵等机械装置清淤，这种方法适用于中小型水库和大型枢纽航道的清淤。据昆都仑水库1995年-2005年10年的淤积统计资料计算，水库蓄水运行一年的平均淤积量是103万吨，而且库内集水面积大，每年的淤积数量远远超过清除泥沙的数量，全部采用机械清淤法成本和费用较高，难以承受。但从昆都仑水库泥沙淤积的实际情况来看，库内泥沙淤积分布不均衡，坝前淤积严重，易影响防洪和供水，造成的危害也大，所以坝前采用机械清淤法应急冲淤，可以保证输水管和泄洪洞畅通。

4.3 泄空排沙

根据水库上游塔尔湾水文站1998年-2009年共12年的输沙量资料统计，多年平均悬移质输沙量为85.66万吨，按照昆都仑水库与塔尔湾站流域面积比1.131换算，年入库悬移质输沙量为96.88万吨，与水库蓄水运行一年的平均淤积量基本持平。蓄水是水库泥沙淤积的主要因素。如果采取“空库迎洪，随来随泄”的调度运用方式，泄空排沙，防洪不蓄水，水库淤积就不会增加，而且原有的淤积泥沙也会逐步被洪水冲走，排沙效率很高，是昆都仑水库利用自身条件排沙，方法简便效果又好的一种措施。但是，不蓄水，天然水资源得不到合理有效的利用和保护，对干旱少雨，严重缺水的包头市节水工作的开展将会产生不利影响。采用这种方式要正确处理排沙与蓄水的矛盾，进行经济效益分析后再确定。随着2010年昆都仑水库上游阿塔山水库基本建成运行，拦蓄昆都仑河流域1/3的洪水，使昆都仑水库泥沙淤积明显减少。因此，按照昆都仑水库目前的淤积状况，每隔3-5年消耗一定的水量泄空水库恢复部分兴利库容，从水库长远发展考虑也是可行的。

水库的泥沙淤积是一项需要长期研究解决的水库技术问题。在水库运行管理中，应认真观测总结水文泥沙特性和输沙运动规律，布设必要的排沙设施，制定合理的调度方式，防治和减少泥沙淤积量，提高水库的使用年限，有效地发挥水库的综合效益。endprint