涇惠渠西郊水庫淤積情況探討及防治措施

馬 亮

（陜西省涇惠渠管理局 陜西 三原 713800）

1 概況

涇惠渠西郊水庫位于三原縣城以西約2km的清河干流上，是以農業灌溉為主的三等中型水利工程。水庫設計總庫容3384.7萬m3，其中興利庫容2362.8萬m3，滯洪庫容994.5萬m3，死庫容27.4萬m3，年調蓄水量4709萬m3。水庫正常蓄水位422.0m，設施灌溉面積37.16萬畝，補充涇惠渠灌區南干系統灌溉面積65.36萬畝。水庫主要利用涇惠渠北干渠引涇河水進行調蓄補充，水庫上游河道幾近枯竭。

水庫樞紐主要由大壩、溢洪道、導流排沙泄洪洞、抽水站、北干泄水工程等組成。大壩為均質土壩，最大壩高42m；開敞式溢洪道位于右岸，長798.32m，設計泄量469.15m3/s，校核泄量946.21m3/s；排沙泄洪洞位于右岸，處于大壩與溢洪道之間，長513.56m，最大泄量43m3/s；抽水站位于大壩上游右岸，設計抽水流量12m3/s，裝機容量5280kW，設計揚程13.5m～35.0m。北干泄水渠（即充庫渠道）位于大壩上游780m右岸，設計充水能力15m3/s。

2 水庫目前存在的淤積問題

水庫放空后的庫區測量成果顯示，水庫壩前區域已淤積至400m高程平臺，基本侵占了全部死庫容，并高于放水排沙洞2m左右，僅在放水排沙洞前形成一條槽溝向上游延伸。同時，通過近年來充庫水量調配日志統計顯示，隨著近幾年水庫調蓄水量的增大，水位升降頻繁，水庫淤積加速，從水位庫容曲線對應庫容與實際充庫水量的對比就很明顯的看出發生淤積。

從以上數據可以看出，在低水位410m時，2011年充庫水量與2009年充庫水量差距較為明顯，高水位時差距相當，說明目前水庫已發生了淤積，侵占了部分庫容。

表1 摘抄西郊水庫管理處充庫水量記錄

3 分析水庫淤積的主要原因

3.1 水庫岸坡塌岸是近期主要淤積來源

西郊水庫為平原型水庫，庫區周邊為涇河二級階地，階面平坦。水庫大壩以上河谷寬度100m～500m，兩岸自然邊坡一般30°～50°，經過多年的調蓄運行，庫水位的變化造成岸坡崩塌。經計算，庫水位在420m以上時塌岸量為79.6萬m3，到2010年時，水庫塌岸已全部發生。為充分利用水庫調蓄能力，2010年實施了水庫擴大利用工程，工程地勘成果預測溢洪道加閘提高正常蓄水位至422m時，塌岸將主要發生在雙河口以下河谷兩岸，一般15.9m～18m，在此范圍內的耕地與村莊將受到影響，將增加塌岸方量估算約16.8萬m3。兩階段塌岸總量達到96.4萬m3。

3.2 引涇河水充庫造成一定的淤積

西郊水庫以上河道區間面積僅為156km2，多年平均入庫水量736萬m3，水庫水源主要還是來自涇惠渠引涇河水，充庫沙限2%，充庫水量按1億m3計時，年均入庫沙量約為16萬m3。但實際情況是，由于西郊水庫為涇惠渠灌區當前唯一能發揮調蓄作用的中型水庫，隨著灌區需水量的增加，水庫調蓄較為頻繁，在灌區夏灌缺水嚴重時也正是涇河來水含沙量較大的時段，為了確?？购倒喔?，對充庫沙限要求有所放松，造成壩前庫區淤積。

3.3 上游河段來水來沙淤積量不大

西郊水庫壩址以上有大小水庫20座，常規徑流大多已被上游水庫攔蓄使用，只有在汛期流域降水特別多，上游水庫無法調蓄使用時，伴隨著大水大沙的洪水才有可能到達西郊水庫。在水庫設計之初，經還原推算，多年平均入庫水量736萬m3，上游來沙多年平均輸沙量41萬t，即29.3萬m3。然而水庫運行十年來，僅有2011年汛期時上游馮村水庫泄洪入庫，而且歷時較短，淤積也僅發生在庫尾，其余年份上游河道均為斷流狀態。

綜上所述，產生庫容淤積的主要原因有以上三個方面：①水庫調蓄過程中引起的庫岸崩塌；②引涇充庫水量挾沙淤積庫容；③汛期偶遇長歷時大降雨，上游河道水庫泄洪，洪水挾帶泥沙和沿河生活垃圾入庫。這些淤積將侵占死庫容，占據部分水庫調節庫容。可以看出，近期的水庫淤積主要由庫區岸坡塌岸產生，但庫岸崩塌總量基本固定，且崩塌后淤積庫底。而長期來看，最大的淤積量應該是引涇河水充庫而帶來的泥沙沉積，其次是上游水庫泄洪及河道垃圾淤積。

4 防治措施和建議

西郊水庫建設之初主要考慮為灌溉用途，遠期作為城鎮供水水源，隨著周邊經濟結構的調整，西郊水庫的重要性越發突出。因此，2010年在確保大壩安全的前提下實施了西郊水庫擴大利用工程，將水庫正常水位抬高至422m，增加調節庫容378.7萬m3，使得興利庫容達到2362.8萬m3。為確保水庫效益能長期正常發揮，目前對充庫河水進行嚴格限制和采取改進管理措施是最為直接有效的方式，同時積極爭取建設資金，逐步開展水庫塌岸治理和水保措施等，防治庫岸侵蝕。

4.1 嚴格限制充庫沙限

確定充庫沙限的前提是要滿足水庫調蓄水量的需求，因此通過對各沙限條件下可充庫水量的對比，來確定最優充庫沙限。鑒于西郊水庫的重要性，遠期有不間斷供水的需求，本次采用最不利的邊界條件進行水量調配計算。

（1）采用典型年法。選取涇河張家山水文站1982年～2011年水文系列，以年徑流總量進行頻率排序，取97%水文頻率對應的年份為渠首來水典型年。以該三十年系列灌區實際斗口灌溉引水量進行頻率排序，取75%對應的年份為灌溉用水典型年，取調配日志數據進行日調節。

（2）西郊水庫初設報告已分析計算了充庫沙限2%時的情況，充庫水量為1.13億m3時年均入庫沙量約為16萬m3，且主要淤積于壩前。為盡量減少淤積，本次還選取1%和0%沙限標準進行對比，并剔除來水流量中渠首泉水常流量1.1m3/s。

（3）受引水工程限制，涇惠渠渠首和總干渠最大引水流量為45m3/s，北干渠最大輸水流量為15m3/s。總干渠和北干渠綜合渠道利用率為0.86。并考慮了南干和北干下灌溉用水過程。

通過頻率排序確定典型年，并按典型年水文日報表和灌溉調配日志數據，按以上邊界條件進行日水量調配計算，按月匯總后，可充庫流量、水量結果如表2。

計算表明，當充庫沙限控制在1%時，西郊水庫全年可充庫水量為1.2976億m3；當充庫沙限控制在0%時，全年可充庫水量為1.2975億m3。相比之下可充庫水量差距微小，其中5月、12月因河源來水較小，正值灌溉用水期間，無法充庫，7月、8月因來水含沙量大無法充庫。在入庫沙量方面，據水文資料統計，充庫沙限控制在1%和0%時，充庫水均無泥沙；西郊水庫總庫容3384.7萬m3，其中興利庫容2362.8萬m3，年調蓄水量4709萬m3，1%沙限下可充庫水量即可完全滿足水庫需求。據此，建議西郊水庫充庫沙限控制在1%，若后期水量需求增幅較大，可提高沙限至2%。

表2 可充庫水量匯總表

4.2 加強水庫運行管理

在分析得出水庫淤積的主要原因后，要及時建立科學完善地運行管理制度，加強運行管理，避免人為因素產生的庫容淤積。①嚴格充庫水量調配制度，由一個指令部門全面負責，在灌區水量調度辦法中，增加西郊水庫充庫管理辦法。②充庫水量測沙取樣點應設在北干泄水閘處（即水庫充水渠口），在泄水閘前設置攔污柵，在上游渠道停水后再次啟動充庫指令時，必須先排凈上游數十公里渠道沿線拋灑的垃圾，待來水基本無雜物且滿足充庫沙限時，才能充水入庫。③水庫管理處要觀測泵站抽水灌溉過程中庫水位變幅對庫岸的影響，制定合理抽水計劃，并在每個灌季校核一次水位庫容曲線，及時掌握庫內淤積情況。④在非灌溉季節，尤其是夏灌結束后，至少保證一年一次低水位大流量沖庫，打開排沙閘泄水拉沙，減少壩前的淤積，同時加強與上游馮村及黑松林水庫的聯系，當上游水庫泄水時，盡量采取聯動泄洪排沙。

4.3 采取工程措施治理

啟動沿線庫岸調研勘察工作，編制水庫塌岸治理實施方案，爭取項目投資，逐步進行庫區岸坡砌護和削坡減重治理，加大水保措施，減少沿庫水土流失。對水庫大壩下游河道進行疏通，降低下游河床和水位高度，保持泄水沖沙水流暢通。在有條件的情況下，采取高壓水流沖庫或挖泥船作業，淤泥可用于建筑磚瓦的生產，獲取效益填補治理資金缺口。

5 結語

西郊水庫自建成以來，累計調蓄水量2.62億m3，對改善當地農業生產條件，回補地下水，緩解灌區夏灌嚴重缺水等方面發揮了重要作用，也使得涇惠渠灌區初步形成了“渠首穩流、腹地蓄水、豐存枯用、優勢互補”的供水格局。因此，西郊水庫對涇惠渠灌區的灌溉生產以及遠期城鎮供水具有非常重要的戰略意義，研究庫區泥沙問題，進行預判和防治，對保證水庫長期發揮效益十分必要。