“沉沙与蓄水两用水库”模式的研究

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摘要：本文介绍了引黄取水新模式中沉沙与蓄水两用水库的基本思路与基本原理，并通过对该模式在山东省东营市广南1#沉沙与蓄水两用水库沉沙条渠的应用所进行的现场观测，初步分析和研究了其工程效果。

关键词：沉沙 蓄水 两用水库 转圈沉沙 水沙利用新模式

1 前言

黄河水是下游及河口地区主要的水源，引黄取水必然要引进泥沙，黄河水中的泥沙历来是引黄取水工作中的心腹之患，传统的取水方法一是采用控制取水含沙量，尽量在黄河低含沙量时取水；二是在渠道中实行以挖待沉来解决泥沙问题；三是在浑水进库之前建设专用的沉沙池使浑水澄清后入库。但是，随着黄河下游断流的加剧，一年之中黄河来水时间主要是集中在汛期，而汛期历来是黄河水高含沙期，显然，传统的取水方法已不能适应高含沙引水的需要。为此，提出了充分利用浑水资源，又合理地安排泥沙的引黄取水新模式。本文将对这一引黄取水模式中的泥沙处理部分“沉沙与蓄水两用水库”进行研究，并通过在广南1#沉沙条渠的实际观测研究，初步评价了其效果，为进一步推广应用打下了基础。

2 “沉沙蓄水两用水库”模式的基本思路与原理

众所周知，传统的引水模式中用来沉沙和蓄水的工程是分开建造的，不仅投资大，且占用大量的土地，同时淤积的泥沙直接影响沉沙池的使用和寿命，清淤费用巨大，使得工程难以充分发挥作用，尤其难以适应引用高含沙水流的需要。“沉沙蓄水两用水库”模式，是将沉沙池与蓄水水库相结合，运用黄河水流泥沙运动的规律，把沉沙池建成一条人造周边“小黄河”，其河堤、河床、河滩、河槽一应俱全，含沙量较高的浑水从中流过，沉积的泥沙将河床不断抬高形成一条宽大的堤坝，该堤坝中间自然形成水库。这样既合理地处理了泥沙，又自然得到了蓄水水库，一举二得，克服了传统引水模式的不足。目前在黄河三角洲地区已建成了多座“沉沙与蓄水两用水库”，较为典型的是广南1#“沉沙与蓄水两用水库”。

图1 广南1#沉沙与蓄水两用水库平面示意图

Sketch of Guangnan Reservoir for desilting

and storage

3.3 “人造小黄河”式沉沙条渠的转圈推进速度

在一定的来水来沙条件下，“人造小黄河”转圈沉沙推进速度，取决于口门段堆积体的纵向发展速度。而内外堤间距是影响堆积体的纵向发展速度的一个重要因素。由广南1#沉沙蓄水两用水库的实测断面分析认为以主槽22m、滩地44×2m、内外堤间距110m为宜。运行一年，淤积体向下游推进至7+800桩号，淤积体纵向长度1.8km，平均宽度200m，平均淤积厚度1.1m。由此可以估算出“人造小黄河”转一圈的时间约为6年。若泥沙量增大，所需转圈的时间将缩短。

3.4 “两用水库”具有沉沙和蓄水双重效益

实测两用水库“人造小黄河”总淤积量为70.53万m3，占进沙量91.8万m3的76.83%，这部分泥沙同时又被用作筑堤，使两用水库的外堤普遍升高0.4～1.2m。广南水库原1#沉沙池在运行十年后，可利用的水域面积为3.24km2。如按蓄水2m水深计，沉沙池剩余的蓄水容积仅为1380万m3。假设过去十年其按照沿周边转圈沉沙运行方式运用，将比现状可利用的水域面积增大2倍，当蓄水水位为4.0m时，比现状蓄水容积增加42%。

4 结语

通过对沉沙与蓄水相结合“两用水库”工程实际运行的现场观测结果的分析研究，可以得出以下几点认识：

1.沉沙蓄水两用水库的周边沉沙条渠具有黄河的特征；

2.随着淤积体的不断向下推进，“人造小黄河”形成蓄水水库的外堤；

3.“人造小黄河”式沉沙条渠以主槽宽度为20～26m、滩地宽度84～90m、内外堤间距约100～110m为宜，河相关系约为3～6之间。如按来沙量较少的1998年的推进速度，广南1#两用水库的沉沙条渠转一圈，并抬高1.0～1.5m，约需6年。

4.“两用水库”具有沉沙和蓄水双重效益，即可淤沙造堤，又可以增加蓄水容积。

由此可见，沉沙与蓄水两用水库与传统引黄模式相比具有较大的优点，尤其在将自流泥沙用作淤沙造堤、增加水库库容、节省清淤费用等方面。但是，沉沙与蓄水相结合两用水库是建立在一定理论基础上的，虽得到了实际运行资料的初步检验，但由于实际工程运行时间都较短，积累的实测资料较少，尚需要在实践中不断改进并完善。

参 考 文 献

[1] 曾庆华，张世奇，胡春宏等。黄河口演变规律及整治。黄河水利出版社，1997.12.

[2] 钱宁，张仁，周志德。河床演变学。科学出版社，1989.