馬 亮

（陜西省涇惠渠管理局 陜西 三原 713800）

1 概況

涇惠渠西郊水庫(kù)位于三原縣城以西約2km的清河干流上，是以農(nóng)業(yè)灌溉為主的三等中型水利工程。水庫(kù)設(shè)計(jì)總庫(kù)容3384.7萬(wàn)m3，其中興利庫(kù)容2362.8萬(wàn)m3，滯洪庫(kù)容994.5萬(wàn)m3，死庫(kù)容27.4萬(wàn)m3，年調(diào)蓄水量4709萬(wàn)m3。水庫(kù)正常蓄水位422.0m，設(shè)施灌溉面積37.16萬(wàn)畝，補(bǔ)充涇惠渠灌區(qū)南干系統(tǒng)灌溉面積65.36萬(wàn)畝。水庫(kù)主要利用涇惠渠北干渠引涇河水進(jìn)行調(diào)蓄補(bǔ)充，水庫(kù)上游河道幾近枯竭。

水庫(kù)樞紐主要由大壩、溢洪道、導(dǎo)流排沙泄洪洞、抽水站、北干泄水工程等組成。大壩為均質(zhì)土壩，最大壩高42m；開(kāi)敞式溢洪道位于右岸，長(zhǎng)798.32m，設(shè)計(jì)泄量469.15m3/s，校核泄量946.21m3/s；排沙泄洪洞位于右岸，處于大壩與溢洪道之間，長(zhǎng)513.56m，最大泄量43m3/s；抽水站位于大壩上游右岸，設(shè)計(jì)抽水流量12m3/s，裝機(jī)容量5280kW，設(shè)計(jì)揚(yáng)程13.5m～35.0m。北干泄水渠（即充庫(kù)渠道）位于大壩上游780m右岸，設(shè)計(jì)充水能力15m3/s。

2 水庫(kù)目前存在的淤積問(wèn)題

水庫(kù)放空后的庫(kù)區(qū)測(cè)量成果顯示，水庫(kù)壩前區(qū)域已淤積至400m高程平臺(tái)，基本侵占了全部死庫(kù)容，并高于放水排沙洞2m左右，僅在放水排沙洞前形成一條槽溝向上游延伸。同時(shí)，通過(guò)近年來(lái)充庫(kù)水量調(diào)配日志統(tǒng)計(jì)顯示，隨著近幾年水庫(kù)調(diào)蓄水量的增大，水位升降頻繁，水庫(kù)淤積加速，從水位庫(kù)容曲線對(duì)應(yīng)庫(kù)容與實(shí)際充庫(kù)水量的對(duì)比就很明顯的看出發(fā)生淤積。

從以上數(shù)據(jù)可以看出，在低水位410m時(shí)，2011年充庫(kù)水量與2009年充庫(kù)水量差距較為明顯，高水位時(shí)差距相當(dāng)，說(shuō)明目前水庫(kù)已發(fā)生了淤積，侵占了部分庫(kù)容。

表1 摘抄西郊水庫(kù)管理處充庫(kù)水量記錄

3 分析水庫(kù)淤積的主要原因

3.1 水庫(kù)岸坡塌岸是近期主要淤積來(lái)源

西郊水庫(kù)為平原型水庫(kù)，庫(kù)區(qū)周邊為涇河二級(jí)階地，階面平坦。水庫(kù)大壩以上河谷寬度100m～500m，兩岸自然邊坡一般30°～50°，經(jīng)過(guò)多年的調(diào)蓄運(yùn)行，庫(kù)水位的變化造成岸坡崩塌。經(jīng)計(jì)算，庫(kù)水位在420m以上時(shí)塌岸量為79.6萬(wàn)m3，到2010年時(shí)，水庫(kù)塌岸已全部發(fā)生。為充分利用水庫(kù)調(diào)蓄能力，2010年實(shí)施了水庫(kù)擴(kuò)大利用工程，工程地勘成果預(yù)測(cè)溢洪道加閘提高正常蓄水位至422m時(shí)，塌岸將主要發(fā)生在雙河口以下河谷兩岸，一般15.9m～18m，在此范圍內(nèi)的耕地與村莊將受到影響，將增加塌岸方量估算約16.8萬(wàn)m3。兩階段塌岸總量達(dá)到96.4萬(wàn)m3。

3.2 引涇河水充庫(kù)造成一定的淤積

西郊水庫(kù)以上河道區(qū)間面積僅為156km2，多年平均入庫(kù)水量736萬(wàn)m3，水庫(kù)水源主要還是來(lái)自涇惠渠引涇河水，充庫(kù)沙限2%，充庫(kù)水量按1億m3計(jì)時(shí)，年均入庫(kù)沙量約為16萬(wàn)m3。但實(shí)際情況是，由于西郊水庫(kù)為涇惠渠灌區(qū)當(dāng)前唯一能發(fā)揮調(diào)蓄作用的中型水庫(kù)，隨著灌區(qū)需水量的增加，水庫(kù)調(diào)蓄較為頻繁，在灌區(qū)夏灌缺水嚴(yán)重時(shí)也正是涇河來(lái)水含沙量較大的時(shí)段，為了確?？购倒喔?，對(duì)充庫(kù)沙限要求有所放松，造成壩前庫(kù)區(qū)淤積。

3.3 上游河段來(lái)水來(lái)沙淤積量不大

西郊水庫(kù)壩址以上有大小水庫(kù)20座，常規(guī)徑流大多已被上游水庫(kù)攔蓄使用，只有在汛期流域降水特別多，上游水庫(kù)無(wú)法調(diào)蓄使用時(shí)，伴隨著大水大沙的洪水才有可能到達(dá)西郊水庫(kù)。在水庫(kù)設(shè)計(jì)之初，經(jīng)還原推算，多年平均入庫(kù)水量736萬(wàn)m3，上游來(lái)沙多年平均輸沙量41萬(wàn)t，即29.3萬(wàn)m3。然而水庫(kù)運(yùn)行十年來(lái)，僅有2011年汛期時(shí)上游馮村水庫(kù)泄洪入庫(kù)，而且歷時(shí)較短，淤積也僅發(fā)生在庫(kù)尾，其余年份上游河道均為斷流狀態(tài)。

綜上所述，產(chǎn)生庫(kù)容淤積的主要原因有以上三個(gè)方面：①水庫(kù)調(diào)蓄過(guò)程中引起的庫(kù)岸崩塌；②引涇充庫(kù)水量挾沙淤積庫(kù)容；③汛期偶遇長(zhǎng)歷時(shí)大降雨，上游河道水庫(kù)泄洪，洪水挾帶泥沙和沿河生活垃圾入庫(kù)。這些淤積將侵占死庫(kù)容，占據(jù)部分水庫(kù)調(diào)節(jié)庫(kù)容?？梢钥闯?，近期的水庫(kù)淤積主要由庫(kù)區(qū)岸坡塌岸產(chǎn)生，但庫(kù)岸崩塌總量基本固定，且崩塌后淤積庫(kù)底。而長(zhǎng)期來(lái)看，最大的淤積量應(yīng)該是引涇河水充庫(kù)而帶來(lái)的泥沙沉積，其次是上游水庫(kù)泄洪及河道垃圾淤積。

4 防治措施和建議

西郊水庫(kù)建設(shè)之初主要考慮為灌溉用途，遠(yuǎn)期作為城鎮(zhèn)供水水源，隨著周邊經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，西郊水庫(kù)的重要性越發(fā)突出。因此，2010年在確保大壩安全的前提下實(shí)施了西郊水庫(kù)擴(kuò)大利用工程，將水庫(kù)正常水位抬高至422m，增加調(diào)節(jié)庫(kù)容378.7萬(wàn)m3，使得興利庫(kù)容達(dá)到2362.8萬(wàn)m3。為確保水庫(kù)效益能長(zhǎng)期正常發(fā)揮，目前對(duì)充庫(kù)河水進(jìn)行嚴(yán)格限制和采取改進(jìn)管理措施是最為直接有效的方式，同時(shí)積極爭(zhēng)取建設(shè)資金，逐步開(kāi)展水庫(kù)塌岸治理和水保措施等，防治庫(kù)岸侵蝕。

4.1 嚴(yán)格限制充庫(kù)沙限

確定充庫(kù)沙限的前提是要滿足水庫(kù)調(diào)蓄水量的需求，因此通過(guò)對(duì)各沙限條件下可充庫(kù)水量的對(duì)比，來(lái)確定最優(yōu)充庫(kù)沙限。鑒于西郊水庫(kù)的重要性，遠(yuǎn)期有不間斷供水的需求，本次采用最不利的邊界條件進(jìn)行水量調(diào)配計(jì)算。

（1）采用典型年法。選取涇河張家山水文站1982年～2011年水文系列，以年徑流總量進(jìn)行頻率排序，取97%水文頻率對(duì)應(yīng)的年份為渠首來(lái)水典型年。以該三十年系列灌區(qū)實(shí)際斗口灌溉引水量進(jìn)行頻率排序，取75%對(duì)應(yīng)的年份為灌溉用水典型年，取調(diào)配日志數(shù)據(jù)進(jìn)行日調(diào)節(jié)。

（2）西郊水庫(kù)初設(shè)報(bào)告已分析計(jì)算了充庫(kù)沙限2%時(shí)的情況，充庫(kù)水量為1.13億m3時(shí)年均入庫(kù)沙量約為16萬(wàn)m3，且主要淤積于壩前。為盡量減少淤積，本次還選取1%和0%沙限標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，并剔除來(lái)水流量中渠首泉水常流量1.1m3/s。

（3）受引水工程限制，涇惠渠渠首和總干渠最大引水流量為45m3/s，北干渠最大輸水流量為15m3/s。總干渠和北干渠綜合渠道利用率為0.86。并考慮了南干和北干下灌溉用水過(guò)程。

通過(guò)頻率排序確定典型年，并按典型年水文日?qǐng)?bào)表和灌溉調(diào)配日志數(shù)據(jù)，按以上邊界條件進(jìn)行日水量調(diào)配計(jì)算，按月匯總后，可充庫(kù)流量、水量結(jié)果如表2。

計(jì)算表明，當(dāng)充庫(kù)沙限控制在1%時(shí)，西郊水庫(kù)全年可充庫(kù)水量為1.2976億m3；當(dāng)充庫(kù)沙限控制在0%時(shí)，全年可充庫(kù)水量為1.2975億m3。相比之下可充庫(kù)水量差距微小，其中5月、12月因河源來(lái)水較小，正值灌溉用水期間，無(wú)法充庫(kù)，7月、8月因來(lái)水含沙量大無(wú)法充庫(kù)。在入庫(kù)沙量方面，據(jù)水文資料統(tǒng)計(jì)，充庫(kù)沙限控制在1%和0%時(shí)，充庫(kù)水均無(wú)泥沙；西郊水庫(kù)總庫(kù)容3384.7萬(wàn)m3，其中興利庫(kù)容2362.8萬(wàn)m3，年調(diào)蓄水量4709萬(wàn)m3，1%沙限下可充庫(kù)水量即可完全滿足水庫(kù)需求。據(jù)此，建議西郊水庫(kù)充庫(kù)沙限控制在1%，若后期水量需求增幅較大，可提高沙限至2%。

表2 可充庫(kù)水量匯總表

4.2 加強(qiáng)水庫(kù)運(yùn)行管理

在分析得出水庫(kù)淤積的主要原因后，要及時(shí)建立科學(xué)完善地運(yùn)行管理制度，加強(qiáng)運(yùn)行管理，避免人為因素產(chǎn)生的庫(kù)容淤積。①嚴(yán)格充庫(kù)水量調(diào)配制度，由一個(gè)指令部門全面負(fù)責(zé)，在灌區(qū)水量調(diào)度辦法中，增加西郊水庫(kù)充庫(kù)管理辦法。②充庫(kù)水量測(cè)沙取樣點(diǎn)應(yīng)設(shè)在北干泄水閘處（即水庫(kù)充水渠口），在泄水閘前設(shè)置攔污柵，在上游渠道停水后再次啟動(dòng)充庫(kù)指令時(shí)，必須先排凈上游數(shù)十公里渠道沿線拋灑的垃圾，待來(lái)水基本無(wú)雜物且滿足充庫(kù)沙限時(shí)，才能充水入庫(kù)。③水庫(kù)管理處要觀測(cè)泵站抽水灌溉過(guò)程中庫(kù)水位變幅對(duì)庫(kù)岸的影響，制定合理抽水計(jì)劃，并在每個(gè)灌季校核一次水位庫(kù)容曲線，及時(shí)掌握庫(kù)內(nèi)淤積情況。④在非灌溉季節(jié)，尤其是夏灌結(jié)束后，至少保證一年一次低水位大流量沖庫(kù)，打開(kāi)排沙閘泄水拉沙，減少壩前的淤積，同時(shí)加強(qiáng)與上游馮村及黑松林水庫(kù)的聯(lián)系，當(dāng)上游水庫(kù)泄水時(shí)，盡量采取聯(lián)動(dòng)泄洪排沙。

4.3 采取工程措施治理

啟動(dòng)沿線庫(kù)岸調(diào)研勘察工作，編制水庫(kù)塌岸治理實(shí)施方案，爭(zhēng)取項(xiàng)目投資，逐步進(jìn)行庫(kù)區(qū)岸坡砌護(hù)和削坡減重治理，加大水保措施，減少沿庫(kù)水土流失。對(duì)水庫(kù)大壩下游河道進(jìn)行疏通，降低下游河床和水位高度，保持泄水沖沙水流暢通。在有條件的情況下，采取高壓水流沖庫(kù)或挖泥船作業(yè)，淤泥可用于建筑磚瓦的生產(chǎn)，獲取效益填補(bǔ)治理資金缺口。

5 結(jié)語(yǔ)

西郊水庫(kù)自建成以來(lái)，累計(jì)調(diào)蓄水量2.62億m3，對(duì)改善當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，回補(bǔ)地下水，緩解灌區(qū)夏灌嚴(yán)重缺水等方面發(fā)揮了重要作用，也使得涇惠渠灌區(qū)初步形成了“渠首穩(wěn)流、腹地蓄水、豐存枯用、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)”的供水格局。因此，西郊水庫(kù)對(duì)涇惠渠灌區(qū)的灌溉生產(chǎn)以及遠(yuǎn)期城鎮(zhèn)供水具有非常重要的戰(zhàn)略意義，研究庫(kù)區(qū)泥沙問(wèn)題，進(jìn)行預(yù)判和防治，對(duì)保證水庫(kù)長(zhǎng)期發(fā)揮效益十分必要。