搜索
您的当前位置:首页正文

关于推进水库清淤工作的研究与建议

来源:小奈知识网
工程建设与管理 2017.16中国水利 关于推进水库清淤工作的研究与建议 张士辰,盛金保,李子阳,杨正华 (水利部大坝安全管理中心,210029,南京) 摘要:基于对我国水库淤积现状的调查分析,剖析了水库淤积成因和危害认为水库淤积普遍存在,危害巨大, ,开展水库清淤工作十分,z-4e;对水库清淤实践与研究进展情况进行了总结.提出目前制约清淤工作的主要因素 包括清淤决策理论和方法不完善、清淤一次性投资规模大、淤积物处置和资源化利用低、清淤长效机制尚未建立 四个方面;建议加强水库淤积基础信息管理,深化清淤技术研究,尽快开展清淤试点,加快建立淤积管理长效机 制,有序推进水库清淤工作 关键词:水库;清淤;试点;投资;资源化利用;长效机制 Studies Oil reservoir dredging and recommendations//Zhang Shichen,Sheng Jinbao,Li Ziyang,Yang Zhenghua Abstract:Based on investigation and analysis of the current condition of reservoir sedimentation,technical studies are made for exploiting the reason of sediment and its hazard.Reservoir dredging is necessary,because sedimentation is commonly existed and causes great harm.On the basis of summary of practice of reservoir dredging and study progress,it is found that four restrictive factors are associated with reservoir dredging: incompletion of decision making theory and methods,huge investment,improper treatment and low utilization rate of depositing sediment as well as lacking of long—term mechanism.It is suggested to strengthen basic information management of reservoir dredging,and technical studies,pilot project initiation and long-term mechanism,SO as to effectively improve reservoir situation. Key words:reservoir;dredging;pilot;investment;resource utilization;long-term mechanism 中图分类号:TV697.3+1 文献标识码:B 文章编号:1000—1123(2017)16-0045—04 我国拥有各类水库9.8万座.为 一有效减轻水旱灾害.满足城乡饮水安 全、防洪安全、粮食安全、能源安全等 起到重要作用 我国大多数水库兴建 、我国水库淤积现状及 水为主要功能.1972年投入使用时总 库容为2.03亿m3.由于泥沙淤积影 响.2002年时总库容仅剩8 866万m . 减少11 434万m (淤积库容占56%)。 2012年水利部组织对山西、陕 原因分析 1.水库淤积现状 目前.我国尚未系统地掌握水库 于20世纪50—70年代.由于冲(排) 沙设施不足和水资源短缺.经过数十 淤积基础数据和特征信息 据有关研 究,我国水库平均年淤积速率(水库 平均年淤积量与总库容之比)为 西、贵州、江西4个典型省份水库淤 积情况进行了调查分析。经统计,山 西省现有水库731座.总库容47.65 亿m].淤积库容约16.20亿m,.淤积 率34% 陕西省现有水库1 019座,总 库容40.43亿m3.淤积库容约13.75 亿m,.淤积率34%.每年减少蓄水l7 亿m3.1978--1998年间因淤积报废水 库438座(中型l0座,小型428座), 年运行.普遍存在不同程度的淤积, 降低了水库供水保障能力与兴利效 益.削弱水库防洪功能.损害水生态 环境.甚至导致水库报废 各地清淤 需求迫切.开展国家层面水库清淤工 2.3%.大于国外水库淤积速率(如阿 尔及利亚1.8%、日本1.02%及美国 0.24%).部分水库淤损库容达30%以 作技术上可行.是今后水库管理和病 害治理领域新的工作着力点与发展 方向.是一项民生工程和德政工程。 上.北方河流尤其是黄河中游水土流 失严重地区的水库淤积情况尤为突 出,如陕西王瑶水库以防洪、灌溉及供 收稿日期:2017—06—16 作者简介:张士辰,高级工程师,研究室主任,主要从事水库大坝安全与风险管理及法规制度研究。 基金项目:水利部公益性行业科研专项经费项目・・土石坝长效安全运行重大关键技术研究”(201501033);南京水利科学研究院基本科研业务费 项目“水库清淤挖潜及控制关键技术”(Y716020)、‘‘《水库大坝安全管理条例》后评估’’(Y915001);南京水利科学研究院基本科研业务 费项目“骨干淤地坝除险加固与兵团水库清淤前期工作关键技术研究”(Y715016)。 45— 工程建设与管理 CHINA WATER RESOURCES 2017.16 特别是陕北地区1992--2002年问因 原.土质疏松,沟壑纵横,植被稀少, 极易引发水土流失.河流含沙量大。 贵州部分山丘区石漠化问题突m,暴 雨洪水挟带大量泥沙进人库区。江西 红壤土面积大.土壤结构松散.遇强 益 淤积侵 兴斥lJ库容,甚垒淤 输 水设施进LJ.导致水库兴利功能衰 淤积报废水库179座 江西省现有 水库9 793座.总库容295.50亿m , 其中6 376座水库存在淤积问题.淤 减 如江 早禾…水库灌溉涵 进¨ 淤寨无法上耋川 四足拟 水!f:念环 境 部分水库 剧边污染物排放,造 积库容约8.93亿m, 贵州省现有水 库1 971座.总库容25.40亿m ,其中 979座水库存在淤积问题,淤积库容 约1.10亿m 。 南北方水库淤积情况有所不同。 降雨易引发山洪、泥石流 二是人为 因素影响 过去一段时期.库区管理 制度缺位、管理手段粗放,水土保持 工作薄弱,非法采矿、采砂、垦荒和乱 成淤积 沙吸附污染物甚至币金 , 加剧水体富竹养化干¨水质劣化 、 3.水库清淤必要性 泥沙淤积胜影响水库人坝嵌个 从面上情况看.山西、陕两两省水库普 遍存在不同程度的淤积问题.江西、贵 州两省约60%的水库存在不同程度的 淤积问题 从淤积程度看,山两、陕西 两省水库淤积比较严重.平均淤积率 达34%:江西、贵州两省水库淤积程度 差异较大.部分水库淤积严重.实地调 研的江西塘背水库淤积率达58.9%. 贵J,I、l新桥水库淤积率达80.0% 2我国水库淤积原因及危害 (1)水库淤积原因 水库淤积是水库建设和运行管 理中的一个难题.也是一个长期并最 终趋于冲淤平衡的动态过程 造成水 库淤积最直接的原因是.在河道上兴 建水库改变了河流的水流条件和泥 沙运行状态.致使水流挟沙能力降 低.泥沙在水库中沉积 我国江河大 多泥沙含量大.水库特别是中小型水 库的泥沙淤积问题较为严重.淤积数 量大、速度快。据估算,目前全国每年 大约有50亿t泥沙进入江河.其中淤 积到水库的约占32%.现有水库的年 均淤积速率在世界上处于较高水平 依据对4个典型省18座水库 (大型1座、中型5座、小(1)型9座、 小(2)型3座)的淤积情况调查结果. 18座水库均存在不同程度的淤积问 题,淤积率介于3% 136%之间 总体 上看,降雨量小、水土流失严重的山 两、陕西两省水库淤积程度高于雨水 相对丰富、植被覆盖率较高的江西、 贵州 水库淤积主要成困包括: 一是自然因素形成 由于特殊地 理、地质条件,部分地区水土流失相 对严重。山两、陕西部分地处黄土高 46 砍滥伐等经济活动频繁.导致库 植 被、地表形态、库岸结构等遭受破坏, 人为造成水土流失.加剧了水库淤积 和水质破坏 是工程设施不足 淤 积严重的水库大多修建于20世纪 50—80年代.对河流泥沙特性和运动 规律缺乏研究和认识.工程设计未设 置排f冲)沙设施或设置不科学,进库 泥沙难以排出库外 特别是一些小型 水库.工程设施简陋.只能被动拦沙, 淤积问题严重 四是运用条件限制 水库淤积速度与运用方式密切相关 经研究分析.水库排沙1 m,需耗水 10~20 113,。西北高含沙地区.降雨量小 且时空分布不均.水资源严重短缺、 供需矛盾突I斗J.需要水库汛期拦洪蓄 水.没有蓄清排浑的水量条件.导致 大部分泥沙滞留库内 (2)水库淤积危害 水库淤积不仅造成库容损失.不 利于大坝结构稳定性.危害水库运行 安全,还会缩短发电设备使用寿命. 降低库区水环境质量.从而影响水库 防洪、灌溉、供水、发电、航运、生态环 保等功能效益的正常发挥,、泥沙淤积 的主要危害如下: 一是影响大坝运行安全 部分水 库因淤积造成进El淤堵,妨碍泄水、 输水设施正常运用 如陕两王瑶水库 泄洪洞几度因进El淤埋失效.贵州新 桥水库冲沙孑L因淤塞废弃 二是削弱 水库防洪能力 淤积侵占防洪库容. 水库调蓄洪水能力下降 如山两省东 风小(2)型水库,为混凝土拱坝,1999 年7月由于库区基本淤平而导致洪 水漫坝溃决 三是降低水库兴利效 运行和综合效 允分发挥 l 的 遍fh】题.也魁 U 济社会发胀tl, 要高度重视的突¨…】题..I41] 夫 水 库存往小 程度的淤{=!{,造成水 防 洪、供水、灌溉等功能衰减,小仪危及 水库大坝 身安全干¨公共安命.…}l 制约经济社会可持续发腮.影响 夫 人民群众的生产qj 水库“Ilf造”效 应、土地资源 约集约利川t、捉I 水 库“性价比”、淤泥资源“变废、工J ”、 提高下游jIl』道稳定等=郁是水 消淤 的显著效孺或优势所 . 水库 淤与淤积防治] 作卜分必 .址一项 新的民生【:程干『I德政f:程 二、水库清淤工作基础 1.实践惰况 存世界范 内的多泥沙河流 淤积一直是水库管理的一大雄题.水 库泥沙运动规律以及淤积防治一A 是国内外学者研究的热点问题、迄 今.水库泥沙运动十}1天 论已经彤 成:控制泥沙入库的预防性措施 符 种排沙方式存实践rf1不断创新干l1发 展:水库清淤技术 j装备取 K 发 展,各种规模、型式合 的消淤 技术装备I『以灵活选川 近年 合水 库清淤试点和实践. 淤干j{埘人 霞 全影响、淤积风险评仙 淤干}5舒 等 方面升展r广泛研究 水库淤 物 资源化利刚方面也进行厂仃旖尝试 经过多年研究实践.我…多沙河 流上修建的火 水库 处删淤 n1】 题上积累r十富经验.总结…卞玎j9J 沙、后期蓄清排浑的州控方式 小浪 底水库建成后.系统JF腱r州水州沙 工程建设与管理 2017.16中国水利 研究与原型试验.进一步丰富和完善 了水沙调控理论与技术 同时.黄河泥 沙资源配置技术不断形成并发展.提 出了“拦、调、排、放、挖”的处置思路。 吸式挖泥船配输泥管道疏浚 陕西王 家崖水库运用绞吸式挖泥船、气力泵 配输泥管清淤.小华山水库采用虹吸 法水力清淤 同时.4省还利用病险水 库除险加固时机.有针对性地开展水 库清淤.大大节省了清淤投资 4省主 要以防洪、供水、灌溉效益突出且淤 积问题突出的中小型水库作为清淤 对象.清淤资金渠道以同级财政为 实测淤积资料.且淤积多尺度分布及 形成机制研究不深入.淤积对水库功 能的风险评估方法缺失.清淤决策理 论与技术方法不完善。不同类型、功 能、需求的水库清淤技术和减淤排沙 长效机制缺失等 近年.相关专家学者在水库淤积 防治领域开展了卓有成效的科学研 国际上也有大量泥沙利用的事例.如 巴西的挖泥造地、美国密西西比河的 浑水灌溉及埃及尼罗河的引洪改沙 等。目前,高效生态清淤技术越来越受 到关注.尤其是城区水源地水库的需 究工作.韩其为院士等专家对水库泥 求更为迫切,浙江省对河口水库、河南 省宿鸭湖水库、江苏太湖等先后开展 了相关研究和实践 目前.我国及世界 各地已对水库淤积问题因地制宜地采 取了多种预防和治理措施.如合理选 择水库坝址、加强流域水土保持、设置 排沙底洞等泥沙排放设施.以及水力 排沙、机械清淤等.对防治和减缓水库 淤积、延长水库使用寿命、实现水库持 续利用发挥了重要作用 我国政府对水库淤积问题十分 重视.20o9年水利部会同发展改革委 联合召开了水库淤积问题座谈会。听 取了有关方面和专家对防治和减缓 水库清淤、科学实施水库清淤工程等 方面的意见.并向国务院上报两部委 意见.建议切实把水沙调度作为水库 日常运行管理工作的一项重要内容。 同时强化源头治理.落实水库淤积防 治责任和相关费用.加强相关部门对 水库清淤工作的支持和指导,积极研 究制定税费优惠政策等 2012年,水 利部组织开展了全国水库淤积现状 与清淤实践调查,重点对山西、陕西、 贵州、江西4个典型省水库淤积防治 工作进行了实地调研.对淤积速率、 淤积库容、淤积发展态势、淤积对水 库防洪和兴利影响程度及相关经验 进行了调查研究.提出了《全国小型 水库清淤试点工程实施方案》,同时 梳理总结出以下经验 一是采用机械清淤 根据水库淤 积土质和形态.采用不同的清淤方 法 山西张家庄水库、汾河二坝、汾河 三坝清淤.水上淤积体采用挖掘机配 自卸汽车挖装.水下淤积体则采用绞 主.水库管理单位或同级水行政主管 部门负责组织实施.按照基本建设程 序履行勘测设计、立项审批、招标投 标、项目验收等程序 二是加强调度排沙 陕西省有的 水库通过滞洪排沙、泄空冲沙、异重流 排沙、高渠拉沙、基流冲沙等运用方式 排沙.有的灌区通过引洪淤灌、泥沙旁 引等措施减少入库泥沙。江西、贵州2 省部分水库则利用汛期洪水冲沙 三是兴建工程拦沙 山西省有的 水库上游设置了沉沙池拦沙.陕西省 对部分水库采取加高大坝、增设排沙 设施等方式.改善水库排沙条件。同 时.各地加强了库区小流域综合治 理.在来沙量大的沟道修建淤地坝. 大大减少了入库泥沙 四是实施水土保持减淤。近年, 各地有针对性地开展了水土保持工 作.大力推进退耕还林措施.加大水 行政执法力度.库区水土流失问题得 到进一步改善.入库泥沙明显减少。 山西、陕西等地水土保持工作效果显 著.入库泥沙量大幅度下降。如山西 浍河水库1964--1992年水库累计淤 积2 690万m3.年均淤积96万m3; 1992--2006年水库累计淤积98万 m,.年均淤积仅7万m 。 2.研究进展 在研究方面.国内外目前对水库 淤积问题尚缺乏全面认识,没有系统 地掌握水库淤积基础数据和特征信 息.我国20世纪60年代开始对黄河 等北方多泥沙流域的三门峡、官厅等 水库淤积进行观测.而后扩展到南方 个别水库.1981年统计仅有236座有 沙淤积研究现状进行了综述.相关研 究主要集中在水库泥沙淤积动静态 形态、淤积物化学特性、水库淤积与 兴利及防洪关系、水库淤积对下游影 响、水库泥沙淤积防治技术等方面。根 据水利部要求.水利部大坝中心组织 开展了“水库淤积对防洪安全与兴利 效益的影响评估…‘全国水库清淤专项 规划前期研究”“水库清淤挖潜及控制 关键技术”等研究.对河南省宿鸭湖水 库、甘肃省南营水库等水库清淤工程 进行了专题研究 目前.国家“十三五” 重点研发计划中已经针对“水库淤积 控制与功能恢复的理论和技术”设置 了研究项目.拟开展水库和湖泊淤积 现状调查.建立全国不同类型区200 座以上典型水库和湖泊淤积数据库: 研发水库有效库容长期保持的调控技 术和淤损库容恢复技术:研究湖库泥 沙资源配置理论与方法:研发湖库淤 积物处理、利用技术和装置;开展水库 应用示范工程.有望在水库清淤关键 技术上取得突破性进展。 三、水库清淤工作的主要 制约因素 一是水库清淤决策理论和方法 尚不完善.制约清淤工作进展。水库 清淤是一项涉及政策、技术、经济等 多学科的复杂系统工程。目前,水库 清淤技术和手段已经较为成熟,但清 淤决策的理论和方法尚不完善,制约 了水库清淤工作进展。攻克水库清淤 决策方法关键技术是水库清淤工作 的重要保障.具有显著的理论意义和 应用价值 47— 工程建设与管理 CHINA WATER RESOURCES 201 7.1 6 二是水库清淤一次性投资规模 大.需要充足的资金投入。水库清淤 济上.应加强淤积防治技术研究,做 好清淤勘测设计.提高清淤效率,降 代表性的淤积态势严重的中小型水 库进行试点.对不同的减淤清淤方式 成本影响因素较多.清淤、运输和处 置三个主要环节成本费用高.以淤积 物运输为例,水上清淤采用挖掘机配 低清淤成本:从水库运行上.应充分 发挥水库自身条件.加强科学调度, 运用洪水排沙冲沙:从库区管理上, 应加强水行政执法.严防非法侵占、 和技术、泥沙资源利用、清淤对环境 的影响以及清淤的效益 j经济分析 等给出定量或定性的结论,为全网宴 施水库清淤1二程奠定基础。 载重汽车的单方投资约15~25元,水 下清淤采用绞吸式挖泥船配排泥管 围垦库区:从长效机制上,应加强库 区管理立法.加强水土保持和监测工 作.从根本上遏制水土流失。 四是加快建立水库淤积管理长 效机制 根据研究和实践情况,适时 提ftI全同水库清淤规划.加大中央清 淤资金支持.加强淤积源头治理和淤 积物资源化利用.逐步建立水库淤f!I 防治长效机制 参考文献: 『11水利部建设与管理司,水利部大 的单方投资约3O~40元.以1 000万 m,淤积量计算则需清淤成本将达到 1.5亿~4.0亿元.水库清淤所需投资 成本相当可观.需要充足的清淤经费 作为资金保障 三是淤积物处置和资源化利用 一四、工作建议 是加强水库淤积基础信息管 一 理 建立淤积档案制度.组织开展水 库淤积情况普查工作.全面掌握我罔 低.容易造成次生环境污染。在水库 淤积物处理及资源化利用方面.目前 主要采用固化螯合搅拌脱水法与机 水库泥沙淤积现状.摸清现有水库规 模、功能、运用方式、实际可利用库 坝安全管理中心.山西等4省水库淤 积情况调研报告l r{1.2012. 械脱水法.由此形成管道搅拌、带式脱 水机、板框机等脱水固化一体化技术. 但处理工艺效率偏低、规模小、成本 高,且形成的固化土pH值与有毒物 质浸出量偏高.容易造成次生环境污 染.限制了淤积物多渠道、大规模利 容、淤积速率、淤积发展态势及危害 程度等基本情况.调研了解不同区域 『2l韩其为 杨小庆.我国水库泥沙淤 积研究综述IJ1.中国水利水电科学研 究院学报.2003.1f31. f31彭辉.水库泥沙淤积对有效库容的 影响规律研究l J1.三峡大学学报(自然 典型水库淤积状况、实施水库排沙减 淤工作的经验和教训.以及各地对水 库清淤工作的意见建议.为开展水库 清淤工作奠定基础 二是深化水库减淤清淤技术研 究 重点以国家“十三五”重点研发计 划项目为依托.组织有关科研单位与 水利_T程管理单位联合开展有关专 题研究工作.系统了解水库淤积现 状.研究淤损库容恢复技术和水库泥 沙资源配置理论方法.研发湖库淤积 科学版) 2011.33(6). f41宁建凤 等.广东合水水库淤积物 基本化学特征分析及农业资源化利 用 实现淤泥处理与利用的规模化、高 效化、资源化及无害化.探索效果明 显、成本较低、淤积物资源化利用较高 的水库清淤方法和途径.势在必行 四是水库清淤长效机制尚未建 立.难以保证清淤成效 由于水库淤 用评价….水土保持学报,2008,22(6). f51 A.S.Harrison著,冯启德译.水库 库首的淤积l J1.泥沙研究,1961(1). [6】韩其为.水库淤积[MJ.北京:科学出 版社.2()o3. 积成因复杂.淤积程度千差万别.水 库淤积防治面广量大.水库淤积管理 长效机制尚未建成,需要运用行政、 物处理、利用技术和装置.为水库清 淤提供理论与技术基础 三是尽快开展水库减淤清淤试 点工程建设。在做好普查、调研和专 f71刘孝盈 等.美国大流域长时间序 列水土保持减沙效果分析….中国水 土保持科学.2006。4f4). 『81 H.尚松,孔祥林.澳大利亚水库淤 法律、技术、经济等手段。综合采用工 程措施和非工程措施.防治结合 从 清淤规划上,应统筹兼顾,突出重点. 因地制宜.分步推进:从清淤技术经 题研究等工作的基础上.分南北方不 同流域和不同自然生态条件。选择有 积问题lJ】.水利水电快报,2006,27(13). 责任编辑轩玮 (上接第41页) 5.增强行政执法能力 ~方在流域管理机构成 公安派m 4.引入市场机制 一是修订相关法律法规.便于 所、警备事.这些均取得_r较好的 效果 参考文献: 『11贾绍凤.河长制要真正实现“首长 是两手发力、创新整合.开创 操作.增加违法成本 二是加强执法 能力建设.尽可能增加一线执法人 员数量.提高执法人员素质.改善装 ■ 水利投资新形势 二是强化公共资源 有偿使用的认识。非公益性的岸线利 用、砂石开采、水体水面占用等开发 建设行为都要引入市场机制.采用 “招、拍、挂”等市场竞争形式。营造有 偿使用氛围 备提高保障。三是要加强法律宣传. 多做事前、事中控制,少搞“秋后算 账” 四是要探索综合执法的模式. 如有的地方配“河道警长”.有的地 负责制”lJl_中国水礼2017(2). 【21李鹏.浅析河长制对水行政执法的 意义[Jl_中国水利.2017(8). 责任编辑安天杭 一48 

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Top