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丹江口水库排沙清淤方法探讨

11-29 12:48:07  浏览次数:918次  栏目:给水排水

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  3.3 引洪淤灌用洪用沙

  丹江口水库灌渠引水口象其他水库一样也布置在水库下游的坝前附近。由于丹江口水库坝前附近大多时间为清水,所以灌区的农田基本上是常年清水灌溉。如果把灌渠引水口布置在水库上游变动回水区与常年回水区交界处(如:神定河至堵河口及其附近),引水渠充分利用有利地形沿水库边向下游延伸,然后与陶岔、清泉沟引水灌渠相连,构成引水排沙、灌溉枢纽网络系统;为了多排沙也可沿途多开引水口。洪水期将泥沙引走进行农田灌溉,既可以减少库区泥沙淤积,又可有利于农业生产,上、下灌渠相连既能排沙也能保证供水。这可能会使灌渠发生泥沙淤积,但灌渠清淤要比库区清淤容易得多。

  4 机械挖沙清淤

  4.1 机械清淤布设

  机械挖沙是清除库区淤积泥沙的一种直接、实效的方法。目前,采用机械挖沙的水库,大多是在库区淤积泥沙影响水库运行时在坝前采取的“治疗型”清淤治理(“治疗型” 清淤是指:对于库区泥沙淤积已妨碍水库的正常运行或者死库容已被淤满时所进行的排沙清淤治理)。而坝前水较深,作业困难,施工成本高,工效低。根据丹江口水库的运行情况,目前还不需要在库区坝前开展施工困难、且费用昂贵的“治疗型”清淤措施,还适宜采取“防治型”清淤治理。“防治型”机械挖沙清淤,宜布置在水库变动回水区及其附近。因为水库变动回水区及其附近是淤积泥沙最多的重点区域,且水深浅,便于机械作业,施工成本低,清除效果好。另外,汛前清除后的河段,河底比降减小后形成人工沉沙池,使来年汛期的泥沙又沉落在该河段内。这样循环往复地机械挖沙清淤,既可以对入库泥沙有效地控制在变动回水区及其附近,防止泥沙向深水区扩散,有利于集中治理,减少人力物力的投入;又可以有效治理水库“翘尾巴”问题,真实一举多得,效用倍增。

  机械清淤工程是一项较为复杂的工程。它的布设既要考虑应以最少的投入而得到最高的回报为原则来投放挖沙机械,又要考虑施工其间的行洪、航运、交通的正常运行,还要考虑清淤物的堆放和综合利用以及对生态、环保等因素的影响。

  机械挖沙清淤,可在整个变动回水区及其附近同时展开,也可分段进行。在变动回水区及其附近的机械清淤应按地形特征来布设。宽阔的大肚区域(如:郧阳县城上、下的两个大肚区域)是机械清淤的重点区域。因为,在宽阔的大肚区域内,由于过水面积增大,流速和挟沙力减小,使大量泥沙落淤,即在该区域形成天然的沉沙池。该区域水面宽阔,适宜多台机械共同作业,其清淤重点是滩地部分。分叉河道(如:在油房沟口的孤山、堵河口处的大孤山、天河口上游的孤山子等处,把汉江分成左右半江)是挖沙清淤的好场所。对于分叉河道可实行左、右江轮换作业,这样使施工期间不影响航运的正常通行。弯道处泥沙落淤在凸岸,所以弯道处机械清淤的重点应放在凸岸。在顺直河段,为了不影响航运的正常通行,也可按左、右半江分别清淤。卡口段和天然节点处,多为不淤地带,不进行机械清淤。

  4.2 挖沙机械种类选择

  挖沙机械种类选择应根据淤积物的组成分布不同来选择不同种类的挖沙机械。水流挟带泥沙在进入库区的运动过程中,随着水力因子呈现有规律地变化,淤积泥沙在沿程的分布上也呈现出严格的上粗下细的变化规律(即:变动回水区的上部淤积物为卵石和粗沙,下部的沉积物为细颗粒泥沙)。在卵石和粗沙砾石这一区间,一般水比较浅,可采用挖沙船进行常年清淤,低水时裸露部分的泥沙亦可采用挖土机进行清挖;在变动回水区与常年回水区的交界处,分布的淤积物多为细沙和黏土,水比较深,在这一区间可采用铰吸式或深水吸扬式或其它更先进的挖泥船进行清淤。

  4.3 拦、排、挖结合法

  水库泥沙淤积治理的方法可归纳为拦、排、挖。在治理过程中,往往需要多种方法结合进行。如果使拦、排、挖有机结合,则会使治理效果更好,并能起到集中施工和降低成本投入的作用,还可使水利工程具有重复利用的功能。具体结合应因地制宜、灵活多变,可采用两种方法相结合,也可采用三种方法相结合。上述的旁引蓄沙水库就是排与拦相结合。

  大型沟叉与库区的交汇处(如:安成沟口、将军河口、白河城河交汇口等)是修建拦、挖结合工程的理想之地。若在大型沟叉与库区的交汇处修建一定的水工建筑物,使汛期蓄洪时形成回旋区。回旋区能使沟叉洪水和一部分库区水流所挟带的泥沙落淤;到枯期时,再集中力量把汛期所淤泥沙清除走(即为拦、挖结合法),并使工程在来年可重新利用。现已建成的天河口和三门口拦河坝,已成功地拦蓄了一定的泥沙。但不足的是没有进行及时清除已淤积的泥沙,使这些工程漫漫地失去了应有的作用;再者,这些拦沙工程在淤满之后若不及时把淤积泥沙清除走,则容易造成拦沙坝跨塌,致使原被拦截的泥沙又流入库区。

  4.4 清淤物的处理

  清淤物的处理是水库泥沙淤积治理的一个重要部分。清淤物的处理应遵循:长远规划、综合利用、安全堆放和有利环境的原则。

  长远规划是大前提,清淤物处理的每项工程都应着眼未来、立足长远。例如:运输清淤物的交通规划、堆放清淤物的地点选择等,都应考虑长远利益。

  清淤物综合利用:对不同粒径的清淤物泥沙,应按其用途的不同进行综合利用处理。卵石和粗沙可用于工程建筑材料。可以通过政府制定政策性法规,使清除的、适合作工程建筑材料的卵石和粗沙进入周围的建筑市场,既可以变害为利,又可以有效制止基建用料中的乱采、乱挖而导致水土流失现象的发生。细颗粒泥沙是一些营养物质和一些有机质的载体,是建造肥沃良田的优质原料。变动回水区周围的陆地,大多是山区,沟壑纵横,可耕地贫乏。因此可把清淤的细颗粒泥沙用于填沟造田,造福农业。把清淤泥沙用于工程建筑材料和填沟造田,可使水库泥沙淤积治理产生综合效益,降低挖沙成本清淤物的安全堆放:需要进行综合利用处理的清淤物要及时进行处理;对于未经处理的和不能进行综合利用的清淤物应堆放到安全地带,要防止清淤物再次流入库区和对环境造成污染或造成其他不良影响,要千方百计地保证北方调水不受污染。

  5、结 语

  水库长久良好地运行,需要及时、正确地养护。清除库中的淤积泥沙是养护水库的重要途径。对丹江口水库中的淤积泥沙采取清除措施是十分必要的,且早开展早受益;开展越早,治理越容易,投资也越少。

  把清除库区中淤积泥沙的重点放在变动回水区及其附近的“防治型”清淤治理,相对于传统的坝前清淤具有的优点:施工方便、成本低、效果好;并能把淤积泥沙控制在一定范围内,进行集中治理;也能有效治理泥沙淤积上延,有利航运,有利交通等优点。对清淤物的综合利用,既可变害为利,又利于丹江口水库淤积泥沙清除工程的可持续发展。

  本文所提出的丹江口水库库区泥沙清淤方法,对其它蓄水型水库在治理库区淤积泥沙方面有一定的适用性。

  Approach to Desilting at Danjiangkou Reservoir

  Abstract: Danjiangkou reservoir is a source reservoir of the middle route project of SouthtoNorth Water Transfer. To guarantee its well operation has much important in economic and social sectors. One of the effective ways to fulfill this target is desilted. According to the reservoir own property, we recommend use “control” rather than traditional “treatment” method in the process.

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