水库变动回水区泥沙冲淤特征

摘 要：水库变动回水区泥沙冲淤对航道运行状态，沿河（江）的防洪及其可持续发展都有着至关重要的影响。变动回水区的泥沙冲淤具有两冲一淤的周期性特点;同时具备河道性和水库性的双重特性，冲淤分布情况受坝前两个运用水位所影响;变动回水区的淤积自上至下逐段发展，且有累计效应。根据前任学者和研究人员的分析给出相应的解决办法以供考虑采纳。

关键词：变动回水区;泥沙冲淤;整治措施

1 水库常年回水区和变动回水区

出于各种原因，我们人为的改变原有河道的初始条件，在河道中修建各种水工建筑物，已达到人类开发利用自然的目的。江（河）水遇到水库等建筑物的阻挡产生回水。常年回水区，就是不管水利枢纽处于哪种工作状态，这一区域始终处于库区当中;变动回水区就是水库最低水位和最高水位两条回水曲线端点之间纵向变化的那段区域。

三峡工程建设之前，黄万里[1]认为卵石推移质将堵塞重庆港，并将逐年上延。窦国仁[2]认为变动回水区会发生累积性淤积，越往上游淤积越少，回水末端淤积较为严重，边滩淤多，主槽淤少。杨胜发等[3]发现175m蓄水后，江津至重庆段大量细沙累积性淤积不显著，重庆至长寿段出现卵石累积性淤积，长寿至涪陵段出现明显的细沙累积性淤积。胡江[4]等分析了断面淤积分布等情况。

2 变动回水区的冲淤特点

变动回水区泥沙冲淤具有水库、河道的两重性。

2.1 充水淤积的特点

充水期的水位变幅大，水流的流速较快，挟沙能力也就越强，那么冲刷的强度也越大，搬入常年回水区的淤积量也就越多。

2.2 充水淤积的特点

不同的入库洪峰相比，坝前起止水位越高、入库来量越大者，则淤积部位就越靠上，相应的淤积量越大。由于水库水位比较高，上游的来水在变动回水区的流速会迅速下降，水流的挟沙能力急剧下降，从而造成变动回去区域末端偏上的位置泥沙大量淤积。

2.3 消落冲刷的特点

消落冲刷过程中冲槽不冲滩，沿程不断的呈上冲下淤形式，剩余的冲刷量似“滚雪球”式地堆积在当时回水末端附近。变动回水区在恢复天然河道的过程中，消落期坝前起止水位所对应库段河槽内的前期淤积量越多，则库水位消落变幅越大，消落冲刷的量也越多。

2.4 累积冲淤过程

汛期大小洪峰不断交替呈现，水位升降频繁，回水末端上伸下移也随之频繁，变动回水区沿程冲淤也频繁而复杂。由于水位变幅不同，入库来量大小不同，变动回水区的变动范围及冲淤强度也不同，但冲淤变化的周期性规律是永存的。

3 整治措施

3.1 库前水位的合理调度

由上述分析可知库前水位的高低直接影响到变动回水区泥沙淤积量的多少和淤积位置的变化，库前水位的合理调度可以有效的减少变动回水区泥沙淤。例如：通过库前水位的控制将变动回水区尽量推延至河段比较顺直，比降相对较大，断面相应的收缩束窄的河段，来达到提高水流的流速，增强水流的挟沙能力，让泥沙尽可能多的入库，从而减少泥沙在变动回水区的淤积。

3.2 充分利用充水和消落的過程

水利枢纽的合理合时合地的充放水，可以有效的减少变动回水区的淤积。在充水的过程中尽量将库前水位降低，让来水在变动回水区处于相对较高的流速，从而提高水流的挟沙能力，将枯水和汛期末端留在变动回水区的泥沙一起卷起冲刷至水库坝前。在消落过程中尽量选取快消，减少消落时间，致使消落过程中变动回水区变化较快，从而达到增加流速，增强冲刷能力。

3.3 修建水库群

在相应的河道上修建水库群，相应的实现水库的联合调度，使两个水库之间不出现变动回水区，或者下一个水库的变动回水区正处于上一个水库下游的冲刷区，从而达到下游水库变动回水区淤积上游水库消落冲刷下游变动回水区淤积的泥沙，这样一个连续的水库群，就可以很好的保证变动回水区没有泥沙的淤积。

建立水库群可以很好的减少上游的来沙量，使越靠近河道的下游泥沙含量越少，从而实现下游河道的变动回水区无泥沙可以用来淤积。

3.4 充分利用鱼嘴分流沙堰飞沙

在变动回水区修建鱼嘴和沙堰，使处于弯道河段的变动回水区，利用离心原理直接将含沙量高的水流进到河道的弯道下游，不走弯道的弯曲段，来达到减少弯曲河段变动回水区的淤积量。多次反复利用鱼嘴和沙堰直至整个变动回水区结束。

3.5 水土保持

在上游河段做好水土保持工作，在沿河两岸的山体上尽可能多的栽植一些乔木和灌木林，从而达到保持水土防风固沙的作用，从根源上减少整条河流的来沙量，从而减少在变动回水区泥沙淤积的量。

4 结论

近年来，由于我国很多大型山区河流水库的修建，我国出现了一批长距离的变动回水区。而变动回水区的出现，不利于行洪，排涝，阻碍航运事业的发展。例如：世界瞩目的三峡工程，南水北调的一个源头单间口水库工程等等大型工程，都存在变动回水区泥沙冲淤问题。基于各方面的利益考虑，研究变动回水区泥沙冲淤变化特性是非常有意义的，给出相应的整治的措施。希望后期的学者继续研究。

参考文献

[1]黄万里.关于长江三峡砾卵石输移量的讨论[J].水力发电学报，1993（3）：107-115.

[2]窦国仁，万声淦，陆长石.三峡工程变动回水区泥沙淤积的试验研究[J].水利水运科学研究，1995（4）：327-335.

[3]杨胜发，黄颖.三峡水库常年回水区水沙输移规律及航道治理技术研究[M].北京：科学出版社，2015.

[4]胡江，杨胜发，王兴奎.三峡水库2003年蓄水以来库区干流泥沙淤积初步分析[J].泥沙研究，2003（1）：39-44.

作者简介

贠宝革（1994-），男，汉族，河北承德人。