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三峡水库泥沙淤积应对措施
泥沙与水库使用寿命息息相关。由于泥沙的长年淤积,古代的云梦泽消亡了,近代的洞庭湖逐步萎缩,黄河的三门峡水库也差点淤废,三峡水库会不会面临同样的命运?
据测算,三峡水库年平均入库泥沙量达5亿吨左右,如处理不好,不仅会影响水库正常效益的发挥,缩短水库使用寿命,而且会影响长江“黄金水道”的通畅。
“三峡大坝不会成为淤满泥沙的死坝!”中国工程院院士、长江委总工程师郑守仁肯定地说。
原来,专家们已找到了对付泥沙的妙方——“蓄清排浑”,这一招已让三门峡水库起死回生。
“蓄清排浑”,就是汛期来沙较多时,在下游防洪承受能力范围内降低三峡水库水位运行,让含沙量较大的洪水顺利排到下游;汛期过后,水中的含沙量少了,10月份水库开始存蓄清水,保证发电和航运。
郑守仁介绍,三峡工程的泥沙问题已研究了近半个世纪,目前在北京、南京、武汉、重庆四地仍建有泥沙模型。
根据泥沙专家的计算,采取“蓄清排浑”的运用方式,三峡水库运行100年后、水库冲淤基本达到平衡时,防洪库容仍能保持86%,兴利调节库容仍能保留92%,这意味着三峡水库可以长期使用。
而在水库建筑物的布置上,更充分考虑了泥沙问题,他们已采取了一系列措施,增加排沙出库量。
如,三峡工程船闸、泄洪闸高程比两岸电站低18米,下面布设了冲沙孔,保证了电站不会被淤积。还借鉴了葛洲坝的经验,设置了冲沙闸。
郑守仁说,要减少入库泥沙量,必须加强坝址上游流域内水土保持工作。同时,三峡水库的泥沙60%来自长江金沙江段,在长江上游干支流建造大型水库可以拦截相当比例的泥沙。
据悉,长江上游金沙江上即将兴建溪洛渡与向家坝两座大型水库,工程建成后,将减少金沙江流向下游的泥沙量达46%以上。
大型水库淤满了怎么办呢
关于这个问题其实有点杞人忧天之嫌。所谓大型水库,是指水库库容(有效蓄水量)在一亿立方米以上的水库,具体分为大(一)型水库(库容在10亿立方米以上),大(二)型水库(库容在1亿至10亿立方米之间);它是属于我国的骨干水利枢纽工程,集灌溉、发电、航运、防洪等功能于一身。
在设计建设大型水库时,工程技术人员会根据当地的水文地质资料,综合其历史上有记载的气象记录,认真考虑上下游农业及自然生态等多方面因素,一般以“百年一遇”的标准,设计水库“死库容”的标高,留足留夠容沙容淤库容;而容沙容淤库容的设计,是根据水库上游的集雨面积、森林覆盖率、山体坡度、年平均降雨量等多种自然条件为依据的。所以说,大型水库一般情况下不会出现淤满的情况,不会对下游的生态造成威胁。
当然,假如出现这种情况时,水利管理部门还是有充分预案的。
1、在危及水库大坝安全时,可打开泄淤闸门,有计划、有部署地逐步清淤。
2、当水库容淤库容不足,而又不允许向下游排泄淤沙的情况下,工程技术人员可用提高水库排水岀口高程的办法,来增加水库的容淤库容。
3、可组织清淤设备或挖沙船有计划地在库尾清除掉部分泥沙。
4、最关键的还是要做好库区的植树造林和绿化工程,防止库区内水土流失。
如果水库库区森林覆盖率高,林木茂盛,植被丰富,流入水库的都是清水;那么按照“百年一遇”标准设计的大型水库,就一定不会岀现满淤的情况。
水库泥沙淤积与冲刷有哪些不同类型
是泥沙淤积和水流冲刷的不同,水库泥沙淤积是汛期洪水中带着的悬移质进入水库后,慢慢沉淀在库底,日积月累就形成水库泥沙淤积。冲刷是水流湍急,在水流作用下冲刷河岸、堤脚,河、沟底,在长期水力作用下,冲刷容易造成河提、河岸垮塌、滑坡等,或形成较大山冲坑。
水库如何清理淤泥
清理水库淤泥有以下4种方法:
1、水力学方法清淤主要是指采用水力学方法疏浚水库。这种方法是最为常用的,而且一般是在水库修建之初就由设计单位将其考虑在了主体工程之中。其形式有这么几种:用异重流排沙、设冲沙孔冲沙、用泄水底孔排沙。水力学方法的优点是:清淤工程不需要预先排空水库,也不需要停止运行。在清淤过程中,水库可以照常运行。该方法的缺点是:疏浚只能对挖淤进行有限控制,在洪水期间,已开挖的都分可能再淤塞。采用这种方法进行挖淤需要淤泥运输装置和堆料场。
因此,必须在淤积物中预先设置排水系统。用水力冲沙法排沙通常是行之有效的,但这些方法的缺点是耗水量大,此外还须保证水库的重新蓄水量。
2、虹吸式清淤指虹吸式放水涵管工作时,先排除管内空气,使管内形成真空,此时涵管起虹吸作用,使水库的水沙从涵管进口上升到涵管的顶部,从而源源不断向下游涵管出口流出。虹吸式清淤一般设计成放水涵管的形式。虹吸清淤装置(水力吸泥装置)的优点在于:不需泄空水库,不必专为清淤消耗水量,清淤不受来水季节限制,可以结合各季灌溉常年排沙。缺点在于:依靠上下游水位差决定输出流量的大小,清淤范围局限在坝前一定范围,且耗水量大,本方法适用于较大坝高的水库。
3、横向冲蚀是利用死库所特有的高滩深槽形态,依靠强烈的重力侵蚀与水力冲刷作用对淤滩进行破离与输移。其具体做法是在库首河床或库区支流沟口,设低坝(闸)挡水,截引河水到沿库周修建的渠道或管道内,居高临下,对淤滩进行冲蚀。横向冲蚀辅助工程包括三部分:一是取水设施,主要形式有低坝(闸)或扬水机械,其作用在于抬高水位,满足冲蚀所需要的流量,二是输水设施,一般形式有渠道,明槽或管道,其作用在于输送水流至待冲库段,三是冲滩设施,主要包括泄水口与集流槽,其作用在于将输水设施中水流有计划地分配和导引至淤滩表面,以利冲滩拉淤。
实践证明,横向冲蚀技术具有以下特点:
(1).清淤效率高;
(2).清淤成本低廉;
(3).耗水量少;
(4).应用范围广。对泥沙淤积严重,且水资源贫乏的干旱与半干旱地区水库较为适用。
4、引水冲滩法清淤
引水冲滩,其实质就是利用库区高滩深槽的淤积形态,截引河水到沿库周修建的引水渠内,人为地增大水流势能,依靠重力侵蚀与水力冲刷作用对淤滩进行破坏与输移。
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