水庫(kù)淤積是指河水?dāng)y帶的泥沙在水庫(kù)回水末端至攔河建筑物之間的庫(kù)區(qū)堆積的現(xiàn)象。這一過(guò)程是由攔河筑壩后形成的回水曲線所引起的。
形態(tài)特征
縱剖面形態(tài)
水庫(kù)淤積的縱剖面形態(tài)可分為三角洲、錐體和帶狀淤積三種類(lèi)型。在庫(kù)水位變化幅度不大且淤積自由發(fā)展的情況下，通常呈現(xiàn)三角洲形態(tài)。如果回水曲線較短，入庫(kù)水流紊動(dòng)強(qiáng)度大或含沙量高，則可能形成錐體形態(tài)。若水庫(kù)水位在淤積發(fā)展中大幅變動(dòng)，水流挾沙量小，則會(huì)產(chǎn)生一系列微型三角洲，疊加形成帶狀淤積。三角洲是水庫(kù)淤積的基本形態(tài)，其縱剖面因回水曲線下凹而呈現(xiàn)出下凹面。
橫斷面形態(tài)
在多沙河流的水庫(kù)中，橫斷面形態(tài)表現(xiàn)為淤積一大片和沖刷一條帶的特點(diǎn)。淤積一大片指的是泥沙在橫斷面上基本均勻分布，庫(kù)區(qū)橫斷面上沒(méi)有明顯的灘槽。沖刷一條帶則表示在有足夠的泄流能力和經(jīng)常泄空的運(yùn)用方式下，庫(kù)底會(huì)沖出一條深槽，形成有灘有槽的復(fù)式橫斷面。淤積過(guò)程中，橫斷面的變化遵循死灘活槽的規(guī)律，即灘地只淤不沖，灘面逐年淤高；主槽有淤有沖。在合理的運(yùn)用方式下，庫(kù)區(qū)可以保持一條相對(duì)穩(wěn)定的深槽，防止被泥沙淤塞。相比之下，少沙河流水庫(kù)的淤積一大片特點(diǎn)不明顯，但仍具備沖刷一條帶和死灘活槽的基本特點(diǎn)。
過(guò)程
水庫(kù)淤積的發(fā)展主要由水流對(duì)不同粒徑泥沙的分選過(guò)程決定。在回水末端區(qū)域，流速迅速遞減，卵石、粗沙等推移質(zhì)最先淤積，泥沙分選較為顯著。隨著水流向下流動(dòng)，懸移質(zhì)中的大部分床沙質(zhì)沿程落淤，形成三角洲的頂坡段，其終點(diǎn)即是三角洲的頂點(diǎn)。在頂坡段，由于水面曲線平緩，泥沙沿程分選不顯著。當(dāng)水流通過(guò)三角洲頂點(diǎn)后，過(guò)水?dāng)嗝嫱蝗粩U(kuò)大，紊動(dòng)強(qiáng)度減弱，懸移質(zhì)中剩余的床沙質(zhì)在有限水域內(nèi)全部落淤，形成三角洲的前坡。水體中殘留的細(xì)粒泥沙，當(dāng)含沙量較大時(shí)，可能會(huì)形成異重流繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，或者當(dāng)含沙量小時(shí)，會(huì)擴(kuò)散并在水庫(kù)深處淤積。水庫(kù)淤積是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，隨著時(shí)間的推移和發(fā)展距離的延長(zhǎng)，淤積速度逐漸減緩。最終，回水末端以下直至攔河建筑物前的整個(gè)河段內(nèi)，河床將建立起新的平衡剖面，水庫(kù)淤積發(fā)展達(dá)到終極狀態(tài)。終極平衡縱剖面仍為下凹曲線，平均比降小于原河床平均比降，并與舊河床在上游某點(diǎn)相切。
影響
水庫(kù)淤積會(huì)對(duì)庫(kù)區(qū)的有效庫(kù)容造成影響，從而影響水庫(kù)的調(diào)節(jié)性能和建筑物的正常使用。在上游河道，淤積會(huì)導(dǎo)致河床抬升，水位升高，坡降和流速減小，河槽過(guò)水能力降低，增加防洪難度。同時(shí)，河水位升高也會(huì)引發(fā)兩岸地下水位升高，可能導(dǎo)致土地鹽漬化。在下游河道，水庫(kù)淤積期間，水庫(kù)下泄清水，導(dǎo)致下游河床普遍下切，水位下降。這種變化既有不利的一面，如不利于大壩和沿河建筑物的基礎(chǔ)，使沿河引水工程使用困難，以及下游橋梁基礎(chǔ)埋深減少；也有有利的一面，如能夠提高水電站的發(fā)電能力，改善下游航運(yùn)條件。在水庫(kù)淤積平衡剖面建立之后，河流的全部懸移質(zhì)與大部分推移質(zhì)通過(guò)攔河建筑物下泄，下游河床逐漸恢復(fù)至建庫(kù)前的狀態(tài)。
防治措施
水庫(kù)淤積的防治措施主要包括水力排沙、水力沖刷和機(jī)械清淤三大類(lèi)。水力排沙利用汛期降低庫(kù)水位或?qū)⒛嗌骋援愔亓餍问脚懦鰩?kù)外的方法，稱(chēng)為蓄清排渾法。水力沖刷法包括汛前泄空沖刷、低水位沖刷和定期降低水位水力沖刷法等多種方式。機(jī)械清淤則分為利用水庫(kù)水頭差作為排沙能源和利用外加能源兩類(lèi)，其中后者適用于水資源特別寶貴的水庫(kù)。
參考資料 >
水庫(kù)淤積.中國(guó)知網(wǎng).2024-11-05
水庫(kù)淤積.百度文庫(kù).2024-11-05
水庫(kù)淤積.智匯三農(nóng).2024-11-05