甘肃省疏勒河流域水资源局 甘肃玉门 735211
摘要：北方水库安全运行管理中，大多气候干旱，雨量稀少，水土流失严重，造成水库淤积。为解决水库泥沙淤积问题，延长水库使用寿命，认真分析和掌握水库排沙运用规律，采取合理蓄水、泄洪、排沙、灌溉、发电，充分发挥工程效益，科学调度水资源，更好的为经济建设服务。
关键词：水库淤积；排沙；措施；调度
一、水库基本情况
昌马水库位于甘肃省河西走廊西端玉门市境内的疏勒河境内昌马峡进口1.36km处。地理位置东经96°48′48″北纬39°57′40″，水库是以农业灌溉为主，兼顾工业供水、水力发电和防汛等综合利用的大Ⅱ型水利枢纽工程，现有农业灌溉面积134.2万亩，水电装机容量20.75兆瓦，总库容1.934亿m3相应水位2000.8m，淤积库容0.8亿m3，多年平均降雨量94.2mm，年蒸发量2800.2mm，2001年11月27日下闸蓄水，设计洪峰流量1620m3/s（100年），最大坝高54.8m，多年平均径流量10.31亿m3。排沙泄洪洞位于右岸，进口底板高程1951.0m（原河床底部），出口底板高程1947.0m，设计流量991m3/s，校核流量1014m3/s，排沙泄洪洞控制排沙流量450m3/s。
二、水库淤积危害性分析
水库淤积对水库正常运行存在极大的危害，主要对水库兴利、水库自身和下游灌溉、发电影响严重。
1.水库兴利、水库自身影响
1.1抬高水库淤积，降低兴利库容。
1.2长时间淤积缩短水库使用寿命。
1.3水库回水末端淤积上延，将扩大淹没周边农田面积，影响农业生产。
2.下游灌溉、发电影响
2.1水中含沙量增加，影响下游农田灌溉。
2.2排洪时含沙量增加，将会造成大量弃水，水的利用发电效率降低，严重破坏发电机转轮。
三、水库排沙常用的方法
3.1滞洪排沙
滞洪排沙就是在已形成浑水水库的情况下，当洪水到来时及时开启闸门，利用洪水挟裹大量泥砂排到库外，并可以将原来淤积的泥沙冲走一部分，汛期泥沙比较集中，因此滞洪排沙效果显著。
滞洪排沙效果的大小主要受水流漫滩条件的影响。中小洪水滞洪时间短，泥沙能充分沉降，即沉入主槽，故排沙效率高。滞洪历时长，使大量泥沙在滩面上落淤，排沙效率就低，为了提高排沙效果，要对库水位加以适当控制.
3.2异重流排沙
当异重流到达排沙洞口时，即开启闸门，可将洪水夹带大量泥沙排出库外，减少水库淤积。
异重流排沙效果跟洪水大小，排沙泄流量大小有密切关系，异重流洪水在清水底部，比重大，除少部分在入口处向清水中扩散，其余大部分都会在主糟两侧滩地上大量落淤。因而异重流排沙效果比滞洪排沙低.
3.3泄空排沙
洪水入库前将水库放空，在泄洪过程中，回水末端将逐渐向滩前移动，原来淤积的泥沙也因洪水下移而发生冲刷，泄空的最后阶段，加大泄洪量则冲刷效果将更加明显。
沿途冲刷会将原来淤积的刷悬、坍塌，一片片的进行切割，由下往上不断发展，为淤积冲刷的继续发展创造条件，随着冲刷的发展，出库於沙量逐渐加大.
3.4集中冲刷
有一些水库在丰水年和枯水年为了保证蓄水灌溉，根本没有多余的水用于排沙，只好把水库泥沙暂时拦蓄在水库里，然后利用较大洪水的泄洪机会，进行集中冲刷。
四、昌马水库排沙效果分析
昌马水库主要来水量在6—9月份占全年来水量的70%，主要是暴雨和洪水，其余30%主要是雪山融水和上游少量泉水，而汛期也是在6月10日—9月10日，因此利用汛期调度好灌溉蓄水和排沙泄洪就显得非常重要。
昌马水库2012—2017进库统计表（表一） 单位：亿m3
按照多年甘肃省抗旱防汛指挥部关于昌马水库防汛调度运行计划的批复，7月1日至8月20日为主汛期，限制水位1993.32m，主期根据水位灌溉排沙或空库运行，末汛期适时下闸蓄水。
依据上表可以得出，排沙量不仅和进库流量，出库流量有很大关系，还有在时间上契合很重要，当洪水入库时排库量越接近控制排沙流量450m3/s时含沙量越大，流量减小时则反之。
由此可见，昌马水库主要利用异重流排沙，而异重流排沙必须掌握时机，按照“蓄清排洪”的原则，当异重流来时，可以看到库面有大量漂浮物，如柴草，秸秆，矿泉水瓶等聚集，漂浮物的聚集是判断发生异重流的良好标致，在异重流潜入过程中，浑水与清水有剧烈的掺混现象，在水面上常可看到浑水泥团不时冒升水面的“翻花”现象，掺混结果使异重流潜入点附近产生大量淤积，异重流沿库底前进过程中除了克服库底阻力外还要克服清浑水交界面上的阻力。尽管如此，由于河道坡度较大异重流流速也比较大，浑水还是沿库底或者往年冲刷的河槽先行流到坝前。
昌马水库不仅灌溉，还要发电、为库区周边供电，情况特殊，单一的排沙方式不能满足水库正常运行，因此除异重流排沙外，还需滞洪排沙、泄空排沙、集中冲刷等多种方式并用，根据不同的时段、季节采取不同的排沙方式，从而确保水库安全运行。
五、建议及结论
昌马水库建在疏勒河的上游，为北方季节性河流，含沙量较大，水库建成后为了提高供水保证率保持水库的正常蓄水能力，就必须及时排沙，因此只有合理的解决了排沙和蓄水的矛盾，才能达到排沙保库的目的，又满足了蓄水灌溉的要求，必须坚持四项原则。
第一、坚持排沙的原则。昌马水库与下游的双塔水库、赤金峡水库联合调度运行。每年昌马水库都有洪水进入，而下游灌溉用水、工业用水多年均在7亿m3左右，因此完全有条件进行排沙，只要坚持严密观测水清、雨情，科学调度就能最大限度减少水库淤积。
第二、坚持电调服从水调原则，排除干扰，保证大坝安全运行。不能因为蓄水高，发电效率高而无原则的蓄水。
第三、坚持“蓄清排洪”的原则。只要进入汛期，不论初汛、主汛、末汛期有洪水入库，有条件排沙泄洪就要当机立断，尽可能减少水库淤积。
第四、坚持上下协调的原则。当有较大洪水进入时，特别是异重流发生时要及时做好上下协调，根据入库流量大小确定出库流量排沙泄洪，同时及时通知下游做好防洪准备工作及撤离下游的基建施工作业。
昌马水库主要采用异重流排沙方式排沙，其他排沙方式相互补充，从而确保水库有效排沙；坚持四项原则，做到蓄好水，用好水、排好沙，充分发挥水库作用，延长水库使用寿命。
参考文献
[1] 中国科学院水利水电研究院，《异重流研究和应用》北京：水利水电出版社，1959
论文作者:来耀宽1,陈国军2,马虎林3
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年8期
论文发表时间:2019/8/1
标签：水库论文; 洪水论文; 汛期论文; 泥沙论文; 流量论文; 下游论文; 含沙量论文; 《建筑学研究前沿》2019年8期论文;