科苑论谈
中小型水库清淤措施研究进展
何亮
龚涛
（云南农业大学水利水电学院，云南昆明６５０２０１）
摘要：在水库的运行过程中，随着水库上游和周边泥沙的汇入，水库的淤积是不可避免的。本着减少水库淤积的思想，介绍了现今正在使用的
各种水库清淤技术措施，这些措施主要适用于小型水库。
关键词：中小型；水库；清淤；技术Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｃｏｕｒｓｅｏｆｔｈｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒ＇ｓｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｗｉｔｈｔｈｅｕｐｐｅｒａｎｄｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ＇ｓｓｅｄｉｍｅｎｔｒｅａｃｈｉｎｔｏｔｈｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒ，ｔｈｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒ＇ｓｓｉｌｔａｔｉｏｎｉｓｉｎｅｖｉｔａｂｌｅ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｉｎｋｉｎｇｏｆｒｅｄｕｃｉｎｇｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ，Ｉｉｎｔｒｏｄｕｃｅｖａｒｉｏｕｓｒｅｓｅｒｖｏｉｒｄｅｓｉｌｔｉｎｇｔｅｃｈｎｉｃａｌｍｅａｓｕｒｅｓｗｈｉｃｈａｒｅｕｓｅｄｎｏｗａｄａｙｓ．Ｔｈｅｓｅｍｅａｓｕｒｅｓｍａｉｎｌｙａｐｐｌｙｔｏｓｍａｌｌｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ．
Ｍｉｄｄｌｅ－ｍｉｎｉｔｙｐｅＲｅｓｅｒｖｏｉｒＤｅｓｉｌｔｉｎｇＤｅｃｈｎｏｌｏｇｙＫｅｙｗｏｒｄｓ：引言
天然河道的水流中一般都挟带着泥沙，因此，为治理开发河流而兴建的水库工程常会出现水库泥沙淤积现象。如果水库建在多沙河流上，严重的水库泥沙狱积，不仅会影响工程效益的发挥，还可能给工程带来十分有害的后果，甚至导致水库的报废。随着全国各地大小水库的兴建和建库技术的进步，水库泥沙淤积问题越来越严重。据田海涛［１］对１１５座具有代表性的中国内地水库淤积资料按类型和区域进行统计分析，结果表明，中小型水库比大型水库淤积严重，不同流域水库淤积的空间差异明显，黄河中下游地区水库淤积比例最大，西南地区水库年
中国内地水库均淤积率最大。截止到２００３年，
的平均淤积比例约为２０％，库容年均淤积率为０．７６％，相当于每年损失ｌ座库容近４２．３亿ｍ３的超大型水库。针对这种情况，将中小型水库清淤方法措施的研究进展作一介绍。
１清淤措施
１．１水力学方法清淤
水力学方法清淤主要是指采用水力学方法疏浚水库。这种方法是最为常用的，而且一般是在水库修建之初就由设计单位将其考虑在了主体工程之中。其形式有这么几种：用异重流排沙、设冲沙孔冲沙、用泄水底孔排沙。水力学方法的优点是：清淤工程不需要预先排空水库，也不需要停止运行。在清淤过程中，水库可以照常运行。该方法的缺点是：疏浚只能对挖淤进行有限控制，在洪水期间，已开挖的都分可能再淤塞。采用这种方法进行挖淤需要淤泥运输装置和堆料场。因此，必须在淤积物中预先设置排水系统。用水力冲沙法排沙通常是行之有效的，但这些方法的缺点是耗水量大，此外还须保证水库的重新蓄水量［２］。
１．２干清淤法清淤干清淤法顾名思义，就是在将水库完全排空后进行清淤。而且这种方法弊多于利。该方法优点：易于掌握清淤方量（可见坑底，也能准确
清除的淤积料可直接运走了解边坡的清淤量）。
和堆放，不篙采取特殊的措蘸。缺点：这种清淤方法本身没有弊端，只存在不可估算的风险，下雨时，现场机械装置无法操作；很难估计淤泥深处的排沙速度，这会导致工程开工时间的不确定性；在整个清淤过程中水库必需停止运行［２］。本方法适合于个别条件特殊的小型水库。
１．３虹吸式清淤
虹吸式清淤指虹吸式放水涵管工作时，先排除管内空气，使管内形成真空，此时涵管起虹
吸作用，使水库的水沙从涵管进口上升到涵管
的顶部，从而源源不断向下游涵管出口流出［２］。虹吸式清淤一般设计成放水涵管的形式。虹吸
不需泄清淤装置（水力吸泥装置）的优点在于：
空水库，不必专为清淤消耗水量，清淤不受来水季节限制，可以结合各季灌溉常年排沙。缺点在于：依靠上下游水位差决定输出流量的大小，清淤范围局限在坝前一定范围，且耗水量大［３］
。本方法适用于较大坝高的水库。１．４横向冲蚀排沙清淤
横向冲蚀是利用死库所特有的高滩深槽形态，依靠强烈的重力侵蚀与水力冲刷作用对淤滩进行破离与输移。其具体做法是在库首河床或库区支流沟口，设低坝（闸）挡水，截引河水到沿库周修建的渠道或管道内，居高临下，对淤滩进行冲蚀。横向冲蚀辅助工程包括三部分：一是取水设施，主要形式有低坝（闸）或扬水机械，其作用在于抬高水位，满足冲蚀所需要的流量，二是输水设施，一般形式有渠道，明槽或管道，其作用在于输送水流至待冲库段，三是冲滩设施，主要包括泄水口与集流槽，其作用在于将输水设施中水流有计划地分配和导引至淤滩表面，以利冲滩拉淤。实践证明，横向冲蚀技术具有以
ａ．清淤效率高；ｂ．清淤成本低廉；ｃ．耗水下特点：
量少；ｃ．应用范围广。对泥沙淤积严重，且水资源贫乏的干旱与半干旱地区水库库为适用［５］。
１．５引水冲滩法清淤
引水冲滩，其实质就是利用库区高滩深槽的淤积形态，截引河水到沿库周修建的引水渠内，人为地增大水流势能，依靠重力侵蚀与水力冲刷作用对淤滩进行破坏与输移。在中小型水库内进行引水冲滩，首先必须具备以下几个条
ａ．要有放空水库或低水位运用的机会。以使件：
ｂ．要有较低的排沙底洞；ｃ．滩面能够充分暴露；
要有一定的清水基流；ｄ．下游最好有浑水淤灌的条件，使出库浑水和泥沙能充分得到利用。引
ａ．挡水低水冲滩的工程设施主要包括三部分：
坝或水闸，它位于水库末端或靠近水库末端的地方，其作用在于调蓄一定的水量，抬高水位，
ｂ．引水渠或输水管道，它的作用是将导水入渠；
水流输送到滩面上；ｃ．冲刷沟沿滩面的最大坡降方向布设在滩面上，从引水渠延伸到主槽，其作用是集中水流，加大单宽流量，提高冲蚀效果［６］
。本方法适合于中小型尤其是小型水库。１．６振荡脉冲射流与气举法清淤
本方法是利用高压水射流对水下淤积物进行搅拌破碎并由气举装置吸排淤积物。振荡脉冲射流与气举清淤装置由气举、射流破碎器（振
高压水泵、吸淤管、排泥管、固液荡脉冲喷嘴）、
分离装置、卷扬机、空压机、进排气管、柴油发电机、船体等组成清淤系统。和传统的清淤工艺相比，脉冲水射流与气举联合作用下的清淤工艺具有工作效率高，运行费用低，操作简便，部件
［７］
磨损消耗少，维修简单等优点。
２结论与建议总的来说，目前国内外的水库清淤措施，按工作动力可分为两大类：一类是无动力的，如虹吸式、萨克斯管形槽孔式等；另一类是需要动力的，如潜水泥泵绞吸式船、气力泵等。对水库清淤的研究是一个历史悠久的课题，它伴随着水库的兴建而产生也将随着水库的运行而继续进行下去。由于每个水库所处的地理位置、气候条件、以及自身筑坝方式等的不同，因而在清淤时，应结合自身的经济条件和其他各种状况选择一个适合的清淤措施。
参考文献
［１］田海涛，张振克等．中国内地水库淤积的差异
２８－３３．性分析［Ｊ］．水利水电科技进展，２００６（１２）：
［２］Ｂ．本格选什［阿尔及利亚］，Ｉ．夏布尼．阿尔及利亚水库泥沙淤积及清淤措施［Ｃ］．第十九届国际大坝会议，论文集Ｑ．７４￣Ｒ．７４：１２０１－１２１０．
岑国新．虹吸式放水涵管在六邦水库［３］梁尚杰，
的应用［Ｊ］．广西水利水电，２００４（４）：６４－６６．
［４］陕西省水利水土保持厅．水库排沙清淤技术［Ｍ］．水利电力出版社，１９８９．
［５］夏迈定．略论横向冲蚀技术在复活死库中的应用［Ｊ］．西安：水利工程管理技术，１９９３（１）：７－１１．
王梦楼．水库引水冲滩清淤技术的实［６］张崇山，
验研究［Ｊ］．人民黄河．１９９２（８）：１２－１５．［７］向文英，李晓红．浅谈河道与水库清淤的新工艺［Ｊ］．环境工程，２００５（２）：７７－７９．
［８］李善征，方伟．水库深水清淤工程实例简介［Ｊ］．北京水利，２００１（３）：２９－３１．
责任编辑：袁依凡
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科苑论谈
中小型水库清淤措施研究进展
何亮
龚涛
（云南农业大学水利水电学院，云南昆明６５０２０１）
摘要：在水库的运行过程中，随着水库上游和周边泥沙的汇入，水库的淤积是不可避免的。本着减少水库淤积的思想，介绍了现今正在使用的
各种水库清淤技术措施，这些措施主要适用于小型水库。
关键词：中小型；水库；清淤；技术Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｃｏｕｒｓｅｏｆｔｈｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒ＇ｓｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｗｉｔｈｔｈｅｕｐｐｅｒａｎｄｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ＇ｓｓｅｄｉｍｅｎｔｒｅａｃｈｉｎｔｏｔｈｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒ，ｔｈｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒ＇ｓｓｉｌｔａｔｉｏｎｉｓｉｎｅｖｉｔａｂｌｅ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｉｎｋｉｎｇｏｆｒｅｄｕｃｉｎｇｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ，Ｉｉｎｔｒｏｄｕｃｅｖａｒｉｏｕｓｒｅｓｅｒｖｏｉｒｄｅｓｉｌｔｉｎｇｔｅｃｈｎｉｃａｌｍｅａｓｕｒｅｓｗｈｉｃｈａｒｅｕｓｅｄｎｏｗａｄａｙｓ．Ｔｈｅｓｅｍｅａｓｕｒｅｓｍａｉｎｌｙａｐｐｌｙｔｏｓｍａｌｌｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ．
Ｍｉｄｄｌｅ－ｍｉｎｉｔｙｐｅＲｅｓｅｒｖｏｉｒＤｅｓｉｌｔｉｎｇＤｅｃｈｎｏｌｏｇｙＫｅｙｗｏｒｄｓ：引言
天然河道的水流中一般都挟带着泥沙，因此，为治理开发河流而兴建的水库工程常会出现水库泥沙淤积现象。如果水库建在多沙河流上，严重的水库泥沙狱积，不仅会影响工程效益的发挥，还可能给工程带来十分有害的后果，甚至导致水库的报废。随着全国各地大小水库的兴建和建库技术的进步，水库泥沙淤积问题越来越严重。据田海涛［１］对１１５座具有代表性的中国内地水库淤积资料按类型和区域进行统计分析，结果表明，中小型水库比大型水库淤积严重，不同流域水库淤积的空间差异明显，黄河中下游地区水库淤积比例最大，西南地区水库年
中国内地水库均淤积率最大。截止到２００３年，
的平均淤积比例约为２０％，库容年均淤积率为０．７６％，相当于每年损失ｌ座库容近４２．３亿ｍ３的超大型水库。针对这种情况，将中小型水库清淤方法措施的研究进展作一介绍。
１清淤措施
１．１水力学方法清淤
水力学方法清淤主要是指采用水力学方法疏浚水库。这种方法是最为常用的，而且一般是在水库修建之初就由设计单位将其考虑在了主体工程之中。其形式有这么几种：用异重流排沙、设冲沙孔冲沙、用泄水底孔排沙。水力学方法的优点是：清淤工程不需要预先排空水库，也不需要停止运行。在清淤过程中，水库可以照常运行。该方法的缺点是：疏浚只能对挖淤进行有限控制，在洪水期间，已开挖的都分可能再淤塞。采用这种方法进行挖淤需要淤泥运输装置和堆料场。因此，必须在淤积物中预先设置排水系统。用水力冲沙法排沙通常是行之有效的，但这些方法的缺点是耗水量大，此外还须保证水库的重新蓄水量［２］。
１．２干清淤法清淤干清淤法顾名思义，就是在将水库完全排空后进行清淤。而且这种方法弊多于利。该方法优点：易于掌握清淤方量（可见坑底，也能准确
清除的淤积料可直接运走了解边坡的清淤量）。
和堆放，不篙采取特殊的措蘸。缺点：这种清淤方法本身没有弊端，只存在不可估算的风险，下雨时，现场机械装置无法操作；很难估计淤泥深处的排沙速度，这会导致工程开工时间的不确定性；在整个清淤过程中水库必需停止运行［２］。本方法适合于个别条件特殊的小型水库。
１．３虹吸式清淤
虹吸式清淤指虹吸式放水涵管工作时，先排除管内空气，使管内形成真空，此时涵管起虹
吸作用，使水库的水沙从涵管进口上升到涵管
的顶部，从而源源不断向下游涵管出口流出［２］。虹吸式清淤一般设计成放水涵管的形式。虹吸
不需泄清淤装置（水力吸泥装置）的优点在于：
空水库，不必专为清淤消耗水量，清淤不受来水季节限制，可以结合各季灌溉常年排沙。缺点在于：依靠上下游水位差决定输出流量的大小，清淤范围局限在坝前一定范围，且耗水量大［３］
。本方法适用于较大坝高的水库。１．４横向冲蚀排沙清淤
横向冲蚀是利用死库所特有的高滩深槽形态，依靠强烈的重力侵蚀与水力冲刷作用对淤滩进行破离与输移。其具体做法是在库首河床或库区支流沟口，设低坝（闸）挡水，截引河水到沿库周修建的渠道或管道内，居高临下，对淤滩进行冲蚀。横向冲蚀辅助工程包括三部分：一是取水设施，主要形式有低坝（闸）或扬水机械，其作用在于抬高水位，满足冲蚀所需要的流量，二是输水设施，一般形式有渠道，明槽或管道，其作用在于输送水流至待冲库段，三是冲滩设施，主要包括泄水口与集流槽，其作用在于将输水设施中水流有计划地分配和导引至淤滩表面，以利冲滩拉淤。实践证明，横向冲蚀技术具有以
ａ．清淤效率高；ｂ．清淤成本低廉；ｃ．耗水下特点：
量少；ｃ．应用范围广。对泥沙淤积严重，且水资源贫乏的干旱与半干旱地区水库库为适用［５］。
１．５引水冲滩法清淤
引水冲滩，其实质就是利用库区高滩深槽的淤积形态，截引河水到沿库周修建的引水渠内，人为地增大水流势能，依靠重力侵蚀与水力冲刷作用对淤滩进行破坏与输移。在中小型水库内进行引水冲滩，首先必须具备以下几个条
ａ．要有放空水库或低水位运用的机会。以使件：
ｂ．要有较低的排沙底洞；ｃ．滩面能够充分暴露；
要有一定的清水基流；ｄ．下游最好有浑水淤灌的条件，使出库浑水和泥沙能充分得到利用。引
ａ．挡水低水冲滩的工程设施主要包括三部分：
坝或水闸，它位于水库末端或靠近水库末端的地方，其作用在于调蓄一定的水量，抬高水位，
ｂ．引水渠或输水管道，它的作用是将导水入渠；
水流输送到滩面上；ｃ．冲刷沟沿滩面的最大坡降方向布设在滩面上，从引水渠延伸到主槽，其作用是集中水流，加大单宽流量，提高冲蚀效果［６］
。本方法适合于中小型尤其是小型水库。１．６振荡脉冲射流与气举法清淤
本方法是利用高压水射流对水下淤积物进行搅拌破碎并由气举装置吸排淤积物。振荡脉冲射流与气举清淤装置由气举、射流破碎器（振
高压水泵、吸淤管、排泥管、固液荡脉冲喷嘴）、
分离装置、卷扬机、空压机、进排气管、柴油发电机、船体等组成清淤系统。和传统的清淤工艺相比，脉冲水射流与气举联合作用下的清淤工艺具有工作效率高，运行费用低，操作简便，部件
［７］
磨损消耗少，维修简单等优点。
２结论与建议总的来说，目前国内外的水库清淤措施，按工作动力可分为两大类：一类是无动力的，如虹吸式、萨克斯管形槽孔式等；另一类是需要动力的，如潜水泥泵绞吸式船、气力泵等。对水库清淤的研究是一个历史悠久的课题，它伴随着水库的兴建而产生也将随着水库的运行而继续进行下去。由于每个水库所处的地理位置、气候条件、以及自身筑坝方式等的不同，因而在清淤时，应结合自身的经济条件和其他各种状况选择一个适合的清淤措施。
参考文献
［１］田海涛，张振克等．中国内地水库淤积的差异
２８－３３．性分析［Ｊ］．水利水电科技进展，２００６（１２）：
［２］Ｂ．本格选什［阿尔及利亚］，Ｉ．夏布尼．阿尔及利亚水库泥沙淤积及清淤措施［Ｃ］．第十九届国际大坝会议，论文集Ｑ．７４￣Ｒ．７４：１２０１－１２１０．
岑国新．虹吸式放水涵管在六邦水库［３］梁尚杰，
的应用［Ｊ］．广西水利水电，２００４（４）：６４－６６．
［４］陕西省水利水土保持厅．水库排沙清淤技术［Ｍ］．水利电力出版社，１９８９．
［５］夏迈定．略论横向冲蚀技术在复活死库中的应用［Ｊ］．西安：水利工程管理技术，１９９３（１）：７－１１．
王梦楼．水库引水冲滩清淤技术的实［６］张崇山，
验研究［Ｊ］．人民黄河．１９９２（８）：１２－１５．［７］向文英，李晓红．浅谈河道与水库清淤的新工艺［Ｊ］．环境工程，２００５（２）：７７－７９．
［８］李善征，方伟．水库深水清淤工程实例简介［Ｊ］．北京水利，２００１（３）：２９－３１．
责任编辑：袁依凡
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