1、前言

　　陜南山區(qū)河流來(lái)水來(lái)沙有別于北方多沙河流，其特點(diǎn)是，含沙量較低，推移質(zhì)泥沙占的比例大，水資源豐富。數(shù)十年來(lái)，在陜南山區(qū)河流上修建了眾多的中小型水庫(kù)，這些水庫(kù)為當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)巨大的促進(jìn)作用，但隨著水庫(kù)蓄水運(yùn)用時(shí)間的增長(zhǎng)，水庫(kù)淤積問(wèn)題越來(lái)越明顯，個(gè)別水庫(kù)甚至面臨淤滿報(bào)廢的危險(xiǎn)。所以對(duì)水庫(kù)排沙運(yùn)用的要求越來(lái)越高。多年來(lái)我們?cè)陉兡仙讨菔心锨厮畮?kù)和二龍山水庫(kù)開(kāi)展了長(zhǎng)期的不同形式的水庫(kù)排沙運(yùn)用，積累了較豐富的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)陜南乃至全國(guó)山區(qū)中小型水庫(kù)排沙運(yùn)用具有重要的推廣和參考意義。

　　2、南秦水庫(kù)排沙運(yùn)用

　　南秦水庫(kù)位于南秦河中下游，距商州市9km，主河長(zhǎng)44km.水庫(kù)總庫(kù)容1019萬(wàn)m³，其中有效庫(kù)容490萬(wàn)m³.庫(kù)區(qū)原河床平均比降6.4‰，控制流域面積453km².水庫(kù)庫(kù)區(qū)平均寬度僅140m，屬于典型的山區(qū)河道型水庫(kù)。水庫(kù)于1974年5月建成，1977年開(kāi)始蓄水運(yùn)用。壩高29m，水庫(kù)左壩肩設(shè)泄洪排沙隧洞，洞徑2.5m，進(jìn)口底坎高程98m（原河床高程95m），平洞流量14m³/s，最大泄量110m³/s.水庫(kù)多年平均來(lái)水量1.62億m³，平均流量5.14m³/s，常流量1m³/s.多年平均懸移質(zhì)輸沙量53.3萬(wàn)t，根據(jù)庫(kù)區(qū)淤積物分析，推懸比為1∶1.汛期6～9月水量和沙量分別占全年的55.4%和92.9%，入庫(kù)最大含沙量達(dá)200kg/m³.南秦水庫(kù)運(yùn)行到1979年，庫(kù)區(qū)淤積泥沙121萬(wàn)m³，到1983年，淤積泥沙299萬(wàn)m³，1982年以前庫(kù)水位較低，平均在110m左右，淤積形態(tài)為錐體，有效庫(kù)容淤損52%，預(yù)計(jì)水庫(kù)壽命將在2000年前告終。為了恢復(fù)有效庫(kù)容，延長(zhǎng)水庫(kù)使用壽命，于1984年汛末進(jìn)行了水庫(kù)泄空排沙試驗(yàn)，沖走原淤積泥沙100萬(wàn)m³，使庫(kù)容恢復(fù)到1980年水平。通過(guò)泄空沖刷，形成了一條延伸至庫(kù)尾的主槽，近壩段沖刷主槽邊岸直立，以大塊坍塌的形式向兩岸展寬。實(shí)踐證明泄空排沙效果顯著[1，2].1992年水庫(kù)淤積量又回升到367萬(wàn)m³.該時(shí)期庫(kù)水位一般在114～116m之間，水庫(kù)淤積具有三角洲和錐體雙重淤積形態(tài)。1993年水庫(kù)再度泄空沖刷，沖走淤積物118萬(wàn)m³，在距壩1.8km以內(nèi)形成明顯的主槽，主槽寬度達(dá)到100m左右，灘槽差在4～6m之間。通過(guò)1994年淤積測(cè)量，部分河段沖刷主槽已發(fā)展到兩岸，淤積泥沙基本上已全部排出庫(kù)外，但也有部分河段在岸邊留有死灘，這是由于沖刷期來(lái)水量偏少，屬于枯水年，主汛期平均來(lái)流量沒(méi)有超過(guò)5m³/s，最大流量為70m³/s，且次數(shù)少歷時(shí)短。實(shí)踐證明排沙量與來(lái)水量成正比，來(lái)水量愈大排沙效益愈好。

　　3、二龍山水庫(kù)排沙運(yùn)用[3，4]

　　二龍山水庫(kù)位于丹江上游，距商州市約5km，水庫(kù)總庫(kù)容8100萬(wàn)m³，有效庫(kù)容3800萬(wàn)m³，是一座以防洪、發(fā)電為主，兼有灌溉、養(yǎng)魚(yú)等綜合利用的中型水庫(kù)，水庫(kù)于1975年正式蓄水運(yùn)用。庫(kù)區(qū)原河床比降3.7‰，流域內(nèi)有麻街河（丹江干流）和板橋河支流。麻街河長(zhǎng)43km，設(shè)有麻街水文站，控制流域面積326km².板橋河長(zhǎng)48km，設(shè)有板橋水文站，控制流域面積493km².水庫(kù)總集水面積965km².壩址原河床高程708m，大壩壩頂高程771.7m，溢流壩壩頂高程765m，最大泄量1390m³/s，發(fā)電引水隧洞直徑4m，進(jìn)口底坎高程740m，電站總裝機(jī)3×1250kw.泄洪排沙底洞斷面尺寸2m×2.8m，進(jìn)口底坎高程723.75m，最大泄量133m³/s.水庫(kù)回水長(zhǎng)度11km.

　　水庫(kù)運(yùn)用以來(lái)，按1975～1990年水文資料統(tǒng)計(jì)，多年平均入庫(kù)徑流量2.13億m³，平均流量6.75m³/s.多年平均懸移質(zhì)輸沙量71萬(wàn)t，推移質(zhì)輸沙估算量為15萬(wàn)t，推懸比約為1∶5，入庫(kù)推移質(zhì)以粗沙為主。6月下旬至8月份多暴雨，洪水陡漲陡落，是主要的產(chǎn)沙期。特別是每年開(kāi)始一兩場(chǎng)洪水含沙量較大。9～10月來(lái)水量大峰小，含沙量小。

　　二龍山水庫(kù)入庫(kù)洪水含沙量一般不超過(guò)100kg/m³，在回水末端容易產(chǎn)生分選淤積，形成三角洲淤積形態(tài)，一部分較細(xì)顆粒的泥沙以異重流形式流達(dá)壩前，形成渾水水庫(kù)，為錐體淤積形態(tài)，所以，二龍山水庫(kù)的淤積表現(xiàn)為三角洲和錐體混合淤積形態(tài)。由于運(yùn)用庫(kù)水位不同，三角洲的位置也隨之相應(yīng)變化，并且，高水位運(yùn)用時(shí)形成的三角洲淤積體，在后期低水位運(yùn)用時(shí)被沖刷下移，形成新的三角洲淤積體。

　　二龍山水庫(kù)從建庫(kù)到1986年4月，淤積泥沙754萬(wàn)m³，其中有效庫(kù)容淤積348萬(wàn)m³，死庫(kù)容淤積393萬(wàn)m³.為了減少有效庫(kù)容的淤積，從1986年開(kāi)始運(yùn)用水位有所降低，汛期限制水位逐步由原來(lái)的762.5m降低到760m，到1990年10月，平均運(yùn)用水位756.8m，淤積部位隨之降低，并且753m高程以上普遍發(fā)生沖刷，形成30～50m的沖刷主槽，最大沖深達(dá)到3m多，沖刷的泥沙堆積在753m高程之下，該時(shí)期淤積的142萬(wàn)m³泥沙，主要淤在死庫(kù)容內(nèi)。這說(shuō)明二龍山水庫(kù)一旦泄空沖刷，沖刷效果將是非常理想的。

　　二龍山水庫(kù)按照蓄清排渾運(yùn)用方式，汛期利用異重流、渾水水庫(kù)進(jìn)行排沙，有效地減緩了水庫(kù)的淤積。1991年汛期，西北水科所專家在二龍山水庫(kù)進(jìn)行排沙試驗(yàn)，7月26日晚發(fā)生當(dāng)年第一誠(chéng)大洪水，板橋站最大流量48.4m³/s，最大含沙量40.2kg/m³，兩河入庫(kù)總水量110.5萬(wàn)m³，總沙量1.04萬(wàn)t，平均含沙量9.4kg/m³，形成異重流。由于采用異重流報(bào)警器報(bào)警，水庫(kù)及時(shí)排沙，歷時(shí)3小時(shí)，測(cè)得出庫(kù)最大含沙量127kg/m³，平均含沙量81.3kg/m³，為入庫(kù)平均含沙量的8.65倍，排沙耗水量17.8萬(wàn)m³，排沙量1.45萬(wàn)t，排水比僅為16.1%，排沙比卻高達(dá)139%.這說(shuō)明二龍山水庫(kù)利用異重流、渾水水庫(kù)排沙，效果是非常顯著的，可以減緩水庫(kù)淤積，減少泄空沖刷次數(shù)，有利于水庫(kù)效益的發(fā)揮。

　　4、泄空沖刷時(shí)機(jī)

　　泄空時(shí)機(jī)原則上應(yīng)選擇在對(duì)興利影響最小、排沙效果最大的時(shí)候。春汛泄空排沙效果較好，但影響后期用水。汛初泄空對(duì)興利影響小，排沙效果也好，是泄空排沙的一個(gè)有利時(shí)機(jī)，但對(duì)卵石推移質(zhì)為主的河流，遇大洪水會(huì)將大量卵石帶入庫(kù)內(nèi)，形成抗沖層。汛期洪水峰高、量小、歷時(shí)短，沖刷效果也不理想。汛期末洪水峰小、量大、歷時(shí)長(zhǎng)，有利于泄空沖刷，是排沙的一個(gè)有利時(shí)機(jī)，但有時(shí)會(huì)影響后期蓄水，要選擇秋雨多的年份泄空沖刷。只要排沙時(shí)機(jī)選擇的好，排沙歷時(shí)就不需要太長(zhǎng)。南秦水庫(kù)1984年汛末4天沖刷了72萬(wàn)t泥沙，約為年平均淤積量的2.5倍。

　　5、結(jié)語(yǔ)

　　南秦水庫(kù)和二龍山水庫(kù)同在陜南商州市境內(nèi)，都是防洪、發(fā)電、灌溉、養(yǎng)魚(yú)的綜合利用水庫(kù)。二龍山水庫(kù)推移質(zhì)來(lái)沙相對(duì)較少，排沙任務(wù)以懸移質(zhì)為主，可充分利用異重流、渾水水庫(kù)排沙，降低排沙的水量，減緩水庫(kù)淤積，必要時(shí)進(jìn)行泄空沖刷。南秦水庫(kù)推移質(zhì)來(lái)沙量大，推移質(zhì)泥沙不能靠異重流排除，除異重流排除部分懸移質(zhì)外，主要靠多年一次的泄空沖刷來(lái)恢復(fù)庫(kù)容，使水庫(kù)保持一定庫(kù)容長(zhǎng)期使用。這兩座水庫(kù)在陜南乃至我國(guó)南方山區(qū)河流中小型水庫(kù)中具有很大的代表性，其成功經(jīng)驗(yàn)具有很大的參考價(jià)值。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 陳景梁，趙克玉。南秦水庫(kù)排沙運(yùn)用的研究。泥沙研究，1987，（1）。

　　[2] 陜西省水利水土保持廳。水庫(kù)排沙清淤技術(shù)。水利電力出版社，1989年。

　　[3] 王力強(qiáng)，趙克玉。二龍山水庫(kù)淤積規(guī)律的研究。西北水資源與水工程，1993，（4）。

　　[4] 趙克玉，陳義琦等。二龍山水庫(kù)排沙減淤技術(shù)的研究。泥沙研究，1995，（2）。