淤滩

水库泥沙淤积及其防治工作论述

摘要：在河流上修建水库后，泥沙随水流进入水库，在库内沉

积，形成水库淤积。水库淤积的速度与入库径流中的含沙量、水库

的运用方式、水库的形态等因素有关；通常位于水土流失区的水库

淤积都比较严重。本文现就水库泥沙淤积及其防治工作做客观交流

与论述。

关键词：泥沙淤积横断面纵剖面防治

由于水库淤积，库容减小，水库的调节能力也随之减小。水库

的淤积不仅会影响水库的综合效益和使用寿命，而且还会使水库上

游的淹没和浸没范围扩大，两岸地下水位升高，造成土地盐碱化、

沼泽化，同时破坏水库下游河道的水沙平衡，促使下游河床演变加

剧。

一、水库泥沙的冲淤现象和基本规律

1、库区水流形态和输沙流态。

库区水流形态主要有壅水流态和均匀流态两种。均匀流态的挟

沙特征与一般天然河道相同，称为均匀明留输沙流态，这种流态挟

带的泥沙数量沿程不变。当来沙量与水流可以挟带的沙量不一致

时，就会发生沿程预计或沿程冲刷。在壅水流态下，库区可以发生

以下三种输沙流态：

（1）浑水进入库区壅水段后，泥沙扩散到水流全断面，由于壅

水，流速沿程递减，水流能挟带的泥沙数量也沿程递减；

（2）入库浑水含砂较浓且细颗粒较多，浑水进入壅水段后，不

予库内清水发生全局性掺混，而潜到清水下面沿库底向下游运动，

则形成所谓的异重流输沙流态；

（3）异重流抵达坝前而不能排除库外时，异重流浑水在坝前清

水水面以下滞蓄而形成浑水水库。在壅水明流输沙流态时，如泄流

量很小，库区壅水程度较大，流速极小而来沙较多、较细时，也会

形成浑水水库输沙。

综上所述，库区不同的水流形态有着预制相应的输沙流态。而

不同的输沙流态，又产生不同的淤积形态。

2、水库泥沙的冲刷现象。

库区泥沙冲刷可分为溯源冲刷、沿程冲刷和壅水冲刷三种：

（1）溯源冲刷。是指当库水位下降时所产生的向上游发展的冲

刷。库水位降落到预计面以下越低，其冲刷程度越大，向上游发展

的速度越快，冲刷末端发展的也越远。溯源冲刷发展的形式与库水

位的降落情况、前期淤积物的密实抗冲性等因素有关。

（2）沿程冲刷。是指不受库水位升降影响的库段，因水沙条件

改变而引起的冲刷。即当水沙条件如流量和含砂率发生变化的时

候，原来的河床就会不相适应，为了调整河床使之适应变化了的水

沙条件，所发生的冲刷（或淤积，淤积时即为沿程淤积）。

3、库区泥沙淤积形态。

库区泥沙的淤积形态，分纵剖面形态与横断面形态；纵剖面形

态基本上有三角洲淤积、锥体淤积和带状淤积。横断面形态主要有

全断面水平淤高、主槽淤积和沿湿润周均匀淤积。

（1）三角洲淤积。淤积体的纵剖面呈三角形形态，这种淤积形

态多见于库容相对于入库洪量较大的水库，特别是湖泊型水库。当

这类水库的库水位较高且变幅较小时，挟沙水流进入回水末端以

后，随着水深的沿程增加，水流流速逐渐减小；相应挟沙能力也沿

程减小，泥沙就不断落淤。

（2）锥体淤积。淤积体的纵剖面呈锥体形态，这种淤积形态多

见于多沙河流上的中小型水库。这类水库的壅水段短，库水位变幅

大；底坡大，坝不高，在进库水流山杀了较高的情况下，含沙水流

往往能将大量泥沙带到坝前而形成锥体淤积。

（3）带状淤积。淤积体的纵剖面自坝前到回水末端呈均匀分布

的带状形态，这种淤积形态多见于库水位变动较大的河道型水库，

这类水库在进库泥沙颗粒较细且水流含沙量较少时，往往形成带状

淤积。影响淤积纵坡面形态的因素，包括有库区地形、入库水沙条

件、水库运行方式、库容大小和直流入汇等。其中，水库运用方式

对淤积形态起着决定作用。

4、水库泥沙冲淤的基本规律。

水库淤积的主要形式是壅水淤积。通过淤积对河床组成、河床

比降和河床断面形态进行调整，进而提高水流挟沙能力，达到新的

输沙平衡。同样，冲刷也是通过对河槽的调整来适应变化了的水沙

条件。冲淤的结果都是达到不冲不淤的平衡状态。这就是冲淤发展

的第一二个基本规律，即冲淤平衡趋向性规律。

水库泥沙冲淤的另一个基本规律是“淤积一大片，冲刷一条带”。

由于挟带泥沙的浑水到哪里，哪里就会发生淤积，而淤积在横断面

上往往是平行淤高的，这就是“淤积一大片”的特点。当库水位下

降，水库泄流能力又足够大时，水流归槽，冲刷主要集中在河槽内，

就能将库区拉出一条深槽，形成滩槽分明的横断面形态，这就是“冲

刷一条带”的特点。

二、多沙河流水库淤积的防治措施

水库淤积的防治措施，主要包括3个方面，即将其水土保持减

少泥沙入库，合理运用减少库淤积和清除水库淤积措施。

1、加强水土保持减少泥沙入库。

水土保持是建设水库淤积的根本途径，它既能保水保土保肥，

又能拦沙。减少入库泥沙量，因而从根本上解决了水库的淤积问题。

关于水土保持措施主要包括生物措施、农业措施和工程措施3个方

面，应根据具体情况合理进行选择。如植树造林、种草绿化荒山。

合理耕种梯田，深耕密植，开沟拦截地表水，修筑淤地坝、拦沙堰、

拉泥库等。

2、合理运用减少水库淤积。

对水库进行合理运用管理，主要包括采样引洪放淤、蓄清排浑、

拦洪蓄水、异重流拍啥等运用方式。

（1）引洪放淤。引洪放淤主要有引洪淤灌、淤滩造田和洼地放

淤等方式；通过水库的引洪放淤，不仅可以营造农田、改良土壤，

也可以减少水库的泥沙淤积程度。

（2）蓄清排浑。多沙河流的泥沙主要集中在汛期，尤其是汛期

的前几次洪水。蓄清排浑运用方式，就是在汛期的主要拉沙季节，

采用空库迎讯或降低水位运用，当洪水挟带大量泥沙入库时，利用

排沙设施（如排沙底孔、输沙隧洞）排沙减淤，当河中含沙量较小

时，拦蓄径流，蓄水兴利。也可以通过并联、串联水库，多个联合

运用，以达到蓄清排浑的目的。另外，也有的通过引清入库或筑渗

水坝蓄水清，汛期泄洪排浑。

（3）拦洪蓄水。对于库容相对较大，河流含沙量较小的水库，

可以采用拦洪蓄水，即水库常年蓄水，非汛期拦蓄基流，汛期拦蓄

洪水，并根据具体情况泄放水量。由于水库常年蓄水，往往淤积速

度较快、水库寿命缩短，所以有时要结合蓄清排浑运用方式。

（4）异重流排沙。在水库蓄水情况下，当洪水挟带大量泥沙入

库时，由于清水与浑水比重有别，两者基本不相混掺，而是浑水潜

入库底并向坝前运行。此时若及时打开底孔闸门，将浑水排出库外，

则可减少水库淤积量。由于水库在异重流排沙前后均能蓄水，使水

库在汛期保持有一定的调蓄能力，而不产生大量弃水，所以对水流

较缺或不能泄空排沙的水库较为适用。我国北方干旱与半干旱地

区，水量缺乏，水库排沙与蓄水兴利的矛盾相对突出。

三、结束语

水库排沙应根据具体情况进行比较后现在，也可以结合进行，

以更好地减轻水库淤积。一些地方的水库，因异重流排沙弃水量小，

不影响水库蓄水，且能结合灌溉功能，因而得到了广泛的重视和利

用。