桃曲坡灌區(qū)紅星水庫(kù)清淤治理的探索

王鵬　李莉

摘 要：本文以紅星水庫(kù)為實(shí)例，通過(guò)對(duì)水庫(kù)淤積危害及成因分析，有針對(duì)性的提出了水庫(kù)淤積治理措施，對(duì)解決灌區(qū)三座水庫(kù)淤積問(wèn)題具有一定的參考和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：水庫(kù)；淤積；治理

1 水庫(kù)概況

紅星水庫(kù)位于石川河支流趙氏河中下游，壩址處在富平縣與三原縣分界線上，距210國(guó)道300m，是一座以灌溉為主，兼有防洪、養(yǎng)殖等綜合效益的Ⅳ等小（1）型水庫(kù)，紅星水庫(kù)于1966年12月動(dòng)工興建，1969年12月竣工，2005年完成除險(xiǎn)加固。原設(shè)計(jì)總庫(kù)容836萬(wàn)m3，興利庫(kù)容425萬(wàn)m3，目前有效庫(kù)容668萬(wàn)m3，興利庫(kù)容370萬(wàn)m3。水庫(kù)承擔(dān)著富平縣淡村、呂村、東上官及南社四個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的5.0萬(wàn)畝農(nóng)田灌溉任務(wù)。紅星水庫(kù)是一個(gè)渠庫(kù)結(jié)合的水庫(kù)，蓄水水源由兩部分組成，一部分是壩址以上到玉皇閣下游區(qū)間的流域來(lái)水和玉皇閣水庫(kù)棄水；另一部分是非灌溉季節(jié)通過(guò)灌區(qū)西干渠引入的石川河來(lái)水。

2 淤積現(xiàn)狀及成因分析

近年來(lái)，水庫(kù)蓄水時(shí)出現(xiàn)泥沙回流沉積，泥沙淤積問(wèn)題較為突出，已造成淤積區(qū)域逐年擴(kuò)增。由于西干渠一號(hào)退水（西干六支渠）下游渠道損壞失修，水庫(kù)長(zhǎng)期利用二號(hào)退水蓄水，使水庫(kù)現(xiàn)已在壩前區(qū)800米附近造成約200米寬，600-700米長(zhǎng)的淤積體，形成 “弓形斷離帶”，總淤積面約15萬(wàn)m2，淤積量約160多萬(wàn)m3，淤積帶中段庫(kù)底高程抬升2.5米，兩端抬升近1米，左側(cè)（鄰近210國(guó)道）淤積面高程已超過(guò)502.8m，淤積面平均高程達(dá)502.3m，當(dāng)庫(kù)水位降至502米時(shí)水庫(kù)一分為二，后溝水源與前庫(kù)斷流，“弓形斷離帶”高出放水洞底板（494.39m）約5米，使水庫(kù)上游近80萬(wàn)m3水量無(wú)法出庫(kù)，形成死水，很大程度上限制了水庫(kù)的水資源利用，嚴(yán)重制約水庫(kù)效益的發(fā)揮，威脅庫(kù)壩安全。

根據(jù)調(diào)查分析，造成水庫(kù)淤積的原因主要有3 個(gè)方面。一是自然因素，即由于植被稀少，受降雨、刮風(fēng)、冰凍等作用，導(dǎo)致水庫(kù)上游及周邊地表巖土層的風(fēng)化、引發(fā)水土流失，徑流攜帶泥沙進(jìn)入水庫(kù)庫(kù)區(qū)。二是人為因素，包括修路、建廠等開發(fā)活動(dòng)導(dǎo)致植被、巖土地質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞，以及庫(kù)區(qū)周邊群眾故意向荒溝、河道、庫(kù)區(qū)棄置建筑生活垃圾等。三是工程因素，為解決紅星水庫(kù)短缺問(wèn)題，長(zhǎng)期利用西干渠退水對(duì)紅星水庫(kù)進(jìn)行缺水補(bǔ)給，由于西干退水進(jìn)水口距離壩體較近，且二號(hào)退水與庫(kù)區(qū)連接處地貌復(fù)雜，兩岸邊坡陡峭，在長(zhǎng)時(shí)間的高速水流沖刷下，基礎(chǔ)逐漸被掏空，造成兩岸邊坡大面積坍塌，大量泥沙入庫(kù)。

3.水庫(kù)淤積危害

3.1降低效益。淤積導(dǎo)致水庫(kù)庫(kù)容損失巨大，有限庫(kù)容減少，水庫(kù)調(diào)蓄能力降低， 淤積物進(jìn)入庫(kù)區(qū)，占用一部分庫(kù)容，減少了水庫(kù)的蓄水量，縮小了水庫(kù)的有效灌溉面積。

3.2危及安全。淤積導(dǎo)致防汛限制水位抬高，水庫(kù)防洪庫(kù)容減少，削弱水庫(kù)防洪能力，威脅水庫(kù)下游城鎮(zhèn)和人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。

3.3減少水庫(kù)使用壽命，增加水庫(kù)維護(hù)成本和危害不斷加重，水庫(kù)淤積報(bào)廢問(wèn)題會(huì)增加直接和間接成本，同時(shí)增加了新修水庫(kù)帶來(lái)的生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等負(fù)面影響。

4.水庫(kù)清淤的必要性

紅星水庫(kù)建于上世紀(jì)七十年代，運(yùn)行幾十年來(lái)，基本未進(jìn)行過(guò)水庫(kù)淤積治理，目前死庫(kù)容已淤滿，已影響到了水庫(kù)正常運(yùn)行和效能的充分發(fā)揮，水庫(kù)清淤治理的實(shí)施勢(shì)在必行。只有進(jìn)行水庫(kù)清淤和淤積綜合治理，恢復(fù)水庫(kù)興利庫(kù)容，才是有效緩解水資源供需矛盾的有效途徑。

5.水庫(kù)淤積治理措施

紅星水庫(kù)地處渭北旱塬區(qū)，屬資源性缺水地區(qū)，當(dāng)?shù)厮Y源十分緊缺，沖砂減淤，水資源浪費(fèi)較大，水庫(kù)放空清淤又影響農(nóng)業(yè)灌溉，庫(kù)內(nèi)清淤有可能引起水庫(kù)滲漏。如何采取合理、經(jīng)濟(jì)的泥沙治理措施，以達(dá)到持續(xù)使用水庫(kù)和充分發(fā)揮好水庫(kù)功能效益，延長(zhǎng)水庫(kù)使用壽命，需認(rèn)真研究探討。根據(jù)紅星水庫(kù)和流域?qū)嶋H情況，筆者認(rèn)為可從以下幾方面進(jìn)行水庫(kù)淤積綜合治理。

5.1流域水保治理。

紅星水庫(kù)上游植被稀少，屬典型的黃土高原西部溝壑區(qū)，水土流失嚴(yán)重，水庫(kù)泥沙主要來(lái)源是流域內(nèi)汛期徑流帶來(lái)的，解決的根本措施是在流域內(nèi)開展水土保持和流域綜合治理，控制水土流失。

5.2工程措施，減少入庫(kù)淤泥。

①修建魚鱗坑、水平溝、谷坊等攔截泥沙，減少河道泥沙入庫(kù)。國(guó)內(nèi)已經(jīng)有保持“蓄清排渾”的運(yùn)行成功模式，在水庫(kù)上游相鄰的溝道修建并聯(lián)或串聯(lián)的淤地壩，清水時(shí)通過(guò)引水渠引入水庫(kù)儲(chǔ)蓄，洪水時(shí)渾水下泄到下游溝道。

②引洪放淤。將洪水引入水庫(kù)上游的荒灘地、洼地或沼澤地使泥沙淤積.抬高地面變成耕地。

③異重流排沙。汛期徑流渾水往往具有足夠的濃度和速度，進(jìn)入水庫(kù)，常常會(huì)潛入清水水面以下，沿庫(kù)底向壩前運(yùn)動(dòng)，形成異重流。只要在異重流來(lái)到壩前時(shí)及時(shí)開啟閘門泄水，排沙效率可達(dá)50%-60%，且異重流排沙不需泄空水庫(kù)。

5.3工程清淤

依據(jù)水庫(kù)清淤的目的及水庫(kù)的實(shí)際地形、地貌特點(diǎn)，并綜合考慮安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等原則，并參考目前市場(chǎng)上較為先進(jìn)的方案，方案如下：

方案一：絞吸式深水清淤泵

利用現(xiàn)有輸水洞，將淤泥通過(guò)絞吸式清淤泵抽淤泥到輸水洞口，利用壩后輸水渠，退水閘，可退水入壩下游。該方案采用絞吸裝置將庫(kù)內(nèi)淤積物攪拌成流態(tài)，利用深水泵抽至放水洞-退水閘將淤積物排入壩后溝道內(nèi)。

方案二：干清淤法

施工期可利用灌溉季末排空水庫(kù)，壩后區(qū)域有部分低洼農(nóng)田可規(guī)劃為棄渣場(chǎng)，紅星水庫(kù)具有空庫(kù)清淤的條件，可利用春末灌溉季末至汛期前時(shí)段，運(yùn)用機(jī)械清理淤積。

方案三：采用挖泥船、運(yùn)輸船和泥漿泵綜合配套施工方法：挖泥船抓泥放到運(yùn)輸船上，船滿后運(yùn)至指定停靠點(diǎn)，再用泥漿泵沖吸送至卸泥區(qū)。

6 工程管理

為防止水庫(kù)淤積的再次發(fā)生，在工程完成后，應(yīng)加強(qiáng)庫(kù)區(qū)的日常管理工作，做好水庫(kù)淤積的預(yù)防工作，主要做好以下幾點(diǎn)：

6.1要做好庫(kù)區(qū)及周邊地區(qū)的水土保持和環(huán)境整治。一要堅(jiān)持生物措施與工程措施相結(jié)合。在水庫(kù)上游和周邊地區(qū)多植樹種草，增加植被覆蓋率；在河流、溝岔建設(shè)小型攔渣、攔沙工程，減少進(jìn)入水庫(kù)的泥沙量。二要與政府聯(lián)系，開展大環(huán)境整治與企業(yè)小環(huán)境治理相結(jié)合。三要監(jiān)督與自治相結(jié)合。要加強(qiáng)《水土保持法》和《環(huán)境保護(hù)法》的宣傳、貫徹、執(zhí)行和監(jiān)督。

6.2要從水庫(kù)調(diào)度研究出發(fā)，組織專業(yè)人員重新研究和調(diào)整水庫(kù)調(diào)度方案，利用蓄清排渾運(yùn)用方式，充分利用水庫(kù)沖砂設(shè)施，定期進(jìn)行淤積清理工作。

6.2修復(fù)改造西干一號(hào)退水或西干二號(hào)退水，防止退水過(guò)程中退水渠岸坡坍塌，造成水泥二次淤積。

7結(jié)語(yǔ)

淤積物的沉積、清淤工程的實(shí)施是解決桃曲坡灌區(qū)資源性缺水問(wèn)題的最直接途徑，通過(guò)紅星水庫(kù)的清淤試點(diǎn)，逐步對(duì)三座水庫(kù)淤積物的清理，可以釋放淤積占用的興利庫(kù)容，增加水庫(kù)的調(diào)蓄能力，提高灌區(qū)工農(nóng)業(yè)用水保證率，為水庫(kù)的綜合效益的充分發(fā)揮提供了有力保障，為灌區(qū)工農(nóng)業(yè)的發(fā)展及人民群眾生活水平的進(jìn)一步提高起到推動(dòng)作用。