秦　　超，戴秋萍，薛　　冰（.山東省水利工程管理局，山東 濟(jì)南 5004；.江蘇省水利工程建設(shè)局，江蘇 南京 009；.陽(yáng)谷縣水務(wù)局，山東 陽(yáng)谷 500）

水庫(kù)清淤的必要性與影響因素分析

秦超1，戴秋萍2，薛冰3
（1.山東省水利工程管理局，山東 濟(jì)南 250014；2.江蘇省水利工程建設(shè)局，江蘇 南京 210029；3.陽(yáng)谷縣水務(wù)局，山東 陽(yáng)谷 252300）

【摘要】文章對(duì)水庫(kù)清淤的必要性與影響因素進(jìn)行了全面的綜述，分析了水庫(kù)清淤的影響因素及有關(guān)措施，及水庫(kù)清淤工程順利實(shí)施及發(fā)揮水庫(kù)綜合效益提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】水庫(kù)清淤；安全影響；防洪興利

1　水庫(kù)清淤的必要性

山東省共建有各類(lèi)水庫(kù)6424座，作為優(yōu)化水資源配置和防洪減災(zāi)的重要工程，在防洪保安、抗旱供水、涵養(yǎng)水源等方面一直發(fā)揮著巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。由于這批水庫(kù)大都興建于20世紀(jì)五六十年代，經(jīng)多年運(yùn)行，加上河流中攜帶的泥沙含量較多，淤積嚴(yán)重，侵占了水庫(kù)防洪和興利庫(kù)容，影響水庫(kù)綜合效益的發(fā)揮，甚至部分水庫(kù)因淤積嚴(yán)重而處于降等或報(bào)廢狀態(tài)。為確保水庫(kù)綜合效益的發(fā)揮，對(duì)水庫(kù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)那逵俟こ淌潜匾摹?/p>

1.1防洪保安

防洪庫(kù)容是衡量水庫(kù)防洪能力，保護(hù)下游人民群眾以及重要基礎(chǔ)設(shè)施防洪安全的重要指標(biāo)。上游河道內(nèi)泥沙在水庫(kù)的防洪庫(kù)容內(nèi)大量淤積，勢(shì)必導(dǎo)致防洪庫(kù)容的減少，相應(yīng)降低水庫(kù)防洪能力。另外，淤積物在入庫(kù)河流段淤積，會(huì)導(dǎo)致河道行洪斷面縮窄，降低行洪能力，影響兩岸群眾及耕地的安全。

1.2興利增效

興利庫(kù)容是水庫(kù)工程發(fā)揮供水、灌溉、養(yǎng)殖、發(fā)電等效益的基礎(chǔ)。興利庫(kù)容內(nèi)大量淤積物，會(huì)減少水庫(kù)興利庫(kù)容，減弱水庫(kù)興利能力，進(jìn)而影響水庫(kù)興利增效的能力。

1.3投資效益

實(shí)施水庫(kù)清淤工程，能恢復(fù)或增加水庫(kù)興利和防洪庫(kù)容，是水庫(kù)增效擴(kuò)容的重要手段。其優(yōu)勢(shì)是不產(chǎn)生移民、不占用耕地，工程投資少；淤積泥沙可資源化利用，部分淤積物可作為有機(jī)肥料或建筑用砂，降低清淤成本。

2　水庫(kù)淤積物范圍的確定

水庫(kù)淤積物的分布形態(tài)受入庫(kù)流量、泥沙量、庫(kù)區(qū)地形、水庫(kù)調(diào)度和泄水建筑物等因素的影響。從地形上看，含泥沙較多的河流且上游水位變幅較小的湖泊型水庫(kù)，淤積物易集中在庫(kù)尾（入庫(kù)區(qū)）；含沙量少、水位變幅較大的河道型水庫(kù)，易在河床帶狀淤積；含泥沙較多的河流上，庫(kù)容及壅水相對(duì)較小的中小型水庫(kù)，洪水期間易在庫(kù)內(nèi)或壩前淤積。從庫(kù)容上看，淤積物會(huì)在防洪庫(kù)容、興利庫(kù)容和死庫(kù)容中均有不同分布。清淤工程前要先確定淤積物的范圍，通過(guò)建庫(kù)時(shí)與當(dāng)前實(shí)測(cè)地形圖對(duì)比分析結(jié)果、地質(zhì)勘察資料以及顆分試驗(yàn)成果，確定淤積物分布、深度、粒徑組成。水庫(kù)淤積物范圍的確定，可為下一步明確清淤邊界線(xiàn)及深度打好基礎(chǔ)。

3　水庫(kù)清淤影響因素及有關(guān)措施

3.1防洪和興利的需求

水庫(kù)清淤工程首先要先確保水庫(kù)防洪安全。根據(jù)水庫(kù)淤積物分布，對(duì)防洪庫(kù)容內(nèi)的淤積物全部清除，恢復(fù)原防洪庫(kù)容，再恢復(fù)興利庫(kù)容。對(duì)增加防洪和興利庫(kù)容的，應(yīng)根據(jù)庫(kù)區(qū)地質(zhì)勘察資料，綜合安全與經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)建庫(kù)時(shí)淤積物或砂層進(jìn)行適度開(kāi)挖，以達(dá)到增效擴(kuò)容的目的。近年來(lái)山東省大型水庫(kù)清淤方案的實(shí)施，主要針對(duì)興利庫(kù)容內(nèi)淤積物進(jìn)行清除，增加水庫(kù)供水量和灌溉能力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，田莊、高崖、日照、青峰嶺4座大型水庫(kù)清淤總量分別為291.67萬(wàn)m3、670.9萬(wàn)m3、2503萬(wàn)m3、2153萬(wàn) m3，分別占興利庫(kù)容的4%、11.5%、13.7%、8%。項(xiàng)目實(shí)施后，水庫(kù)興利能力大幅增加，供水、灌溉效益顯著。

3.2樞紐工程的安全影響與庫(kù)岸穩(wěn)定

水庫(kù)樞紐工程包括大壩、溢洪道、放水洞。清淤邊界線(xiàn)應(yīng)與樞紐建筑物和庫(kù)岸邊坡保持一定安全距離，避免因清淤造成建筑物基礎(chǔ)破壞、失穩(wěn)滑坡的現(xiàn)象。庫(kù)岸穩(wěn)定，應(yīng)首先充分分析庫(kù)岸地質(zhì)情況，再選取典型斷面對(duì)清淤后的邊坡抗滑穩(wěn)定進(jìn)行分析，確保庫(kù)岸穩(wěn)定。如高崖水庫(kù)庫(kù)區(qū)周邊的庫(kù)岸大部分為巖漿巖，構(gòu)造單一，巖體內(nèi)軟弱結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，無(wú)不利于庫(kù)岸穩(wěn)定的組合，且地面坡度一般在4%~16.7%，不會(huì)發(fā)生崩岸現(xiàn)象。再選擇典型斷面，利用瑞典圓弧法，計(jì)算正常水位下的穩(wěn)定滲流期的臨水側(cè)岸坡、設(shè)計(jì)洪水位驟降期的臨水側(cè)岸坡、正常水位時(shí)遭遇地震的臨水側(cè)岸坡等3種工況下，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)是否滿(mǎn)足規(guī)范要求。

3.3庫(kù)區(qū)滲漏

淤積物是水庫(kù)天然庫(kù)底鋪蓋，清淤活動(dòng)易破壞這種天然庫(kù)底鋪蓋，形成滲漏通道，導(dǎo)致庫(kù)區(qū)滲漏或影響壩體安全。灰?guī)r地區(qū)或庫(kù)區(qū)裂隙發(fā)育較多，清淤工作的實(shí)施易形成新的滲漏通道。清淤前，應(yīng)根據(jù)庫(kù)區(qū)地質(zhì)情況，分析庫(kù)區(qū)地層巖性，合理確定清淤深度和范圍。近年來(lái)，山東省實(shí)施的高崖、青峰嶺等水庫(kù)庫(kù)區(qū)地層巖性多為巖漿巖，透水性差。高崖水庫(kù)庫(kù)區(qū)地層巖性主要為太古界變質(zhì)巖和第四系松散堆積層，水庫(kù)淤積物為庫(kù)內(nèi)多年沉積的泥沙，位于原始地面的上部，水庫(kù)清淤后不會(huì)形成庫(kù)區(qū)滲漏。青峰嶺水庫(kù)庫(kù)區(qū)周?chē)姆炙畮X由巖漿巖組成，山體寬厚，卜家莊北部有寒武系和奧陶系地層出露，分部局限，山體透水性差，大壩上游附近有斷裂通過(guò)，由于斷層帶內(nèi)充填膠結(jié)較好，透水性差，不會(huì)形成滲漏通道。

3.4周邊重要基礎(chǔ)設(shè)施及第三者的影響

清淤范圍及深度選取不當(dāng)會(huì)直接影響清淤區(qū)附近的橋梁、高速公路、輸電設(shè)備等重要基礎(chǔ)設(shè)施的安全，應(yīng)充分論證清淤范圍和深度對(duì)周邊基礎(chǔ)設(shè)施造成的影響，保持一定安全距離。同時(shí)，清淤范圍應(yīng)避開(kāi)居民主要生產(chǎn)、生活區(qū)，避免對(duì)人民群眾造成不必要影響。根據(jù)《公路安全保護(hù)條例》第二十一條規(guī)定，在公路橋梁跨越河道上、下游各500m范圍依法進(jìn)行疏浚作業(yè)的，應(yīng)符合公路橋梁安全要求。日照水庫(kù)和青峰嶺水庫(kù)清淤規(guī)劃指出清淤疏浚距離特大型公路橋梁上、下游距離應(yīng)不小于500m以上，大、中型公路橋梁上、下游距離不小于300m以上，中型以下道路橋梁上、下游距離不小于200m。清淤應(yīng)避開(kāi)其他公共基礎(chǔ)設(shè)施，高壓線(xiàn)塔不小于200m，提水泵站不小于200m，村莊飲用水井不小于300m。

3.5水庫(kù)水質(zhì)的影響

由于水庫(kù)上游及周邊工業(yè)污染企業(yè)產(chǎn)生的廢水、生活污水以及庫(kù)區(qū)周邊農(nóng)田農(nóng)藥、化肥的使用，導(dǎo)致有害廢棄殘留物入庫(kù)沉淀到淤積物中，嚴(yán)重影響了水質(zhì)。清淤前應(yīng)對(duì)水庫(kù)內(nèi)底泥進(jìn)行取樣檢測(cè)，分析淤泥中氮、磷以及汞、鋅、鎘等元素是否超標(biāo)；清淤時(shí)應(yīng)將含有害物質(zhì)的底泥全部清除，清淤帶有污染源底泥時(shí)應(yīng)采取合理的機(jī)械，避免因清淤擾動(dòng)水體，導(dǎo)致二次污染水質(zhì)的現(xiàn)象。沂源縣田莊水庫(kù)清淤區(qū)內(nèi)，因山東聯(lián)合化工有限公司常年排污，造成水體氨氮等污染物含量超標(biāo)，雖然污染企業(yè)已關(guān)閉，但因40多年運(yùn)行，污染物已不同程度地沉積于河底泥沙中。為避免污染物繼續(xù)通過(guò)沉積物向上擴(kuò)散，清淤時(shí)采用對(duì)水體無(wú)擾動(dòng)污染的氣動(dòng)泵船清淤，通過(guò)真空吸走淤泥轉(zhuǎn)送至棄渣場(chǎng)固化處理，避免了因采用絞吸式挖泥船造成水體擾動(dòng)，實(shí)施效果較好。

4　結(jié)語(yǔ)

水庫(kù)清淤工程的實(shí)施，可恢復(fù)或增加水庫(kù)防洪、供水能力，保障當(dāng)?shù)胤篮楹凸┧踩?，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展。但水庫(kù)清淤工程應(yīng)根據(jù)淤積物分布情況以及影響因素評(píng)價(jià)結(jié)果合理確定清淤范圍及深度，采取不同施工方式進(jìn)行清淤，以發(fā)揮水庫(kù)綜合效益。

（責(zé)任編輯崔春梅）

【中圖分類(lèi)號(hào)】TV697

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【文章編號(hào)】1009-6159（2015）-06-0009-02

收稿日期：2015-03-23

作者簡(jiǎn)介：秦超（1982—），男，工程師