水库淤积问题研究及对策分析

滕万军

(哈尔滨市磨盘山水库管护中心,哈尔滨 150001)

1 研究背景

水库淤积问题一直备受众多学者关注。三峡水库汛期来沙量占全年来沙量的90%以上,而汛期沙峰输移与洪峰输移出现不同步的现象,即存在洪峰沙峰异步现象,这对水库泥沙淤积分布和形态将产生直接影响。因此,研究水库洪峰沙峰异步特性机理和精细化减淤调度方式是十分必要的［1］。同时,我国水库平均年淤损率高达2.3%,是世界上水库平均年淤损率的2～4倍,淤积问题的严重程度高居世界之首。泥沙淤积导致的库容损失,使水库的各项功能、安全保障以及综合效益受到影响。因此,深入开展水库淤积相关问题的研究,成为摆在水利工作者面前的重要课题［2］。

目前,我国针对水库淤积问题已经开展了大量的工作,取得了一系列研究成果。但在实际工作中,还存在一些困难和问题。如水库淤积治理不仅事关工程自身安全及效益发挥,也关系到人民群众生产、生活、生态用水安全。此外,水库淤积治理需要综合运用机械清淤和水力排沙清淤两种技术手段,如何制定科学合理的清淤方案也是亟待解决的问题。

2 水库淤积问题分析

2.1 淤积问题的定义和影响

水库淤积问题是指水库中堆积的沉积物逐渐增多,逐渐抬高了水位,进而导致水库蓄水量减少,淤积位置形成滩头,湖岸失去平整。淤积现象不仅仅是一种自然水文地理现象,同时也是人为造成的环境问题［3］。近年来,随着社会经济的发展和人口的增加,水资源的利用量增加,水域建设扩大,导致水库淤积问题日趋严重,给社会生产和人民生活带来了一系列的负面影响。

1)水库淤积问题导致水量不足。水库淤积严重会导致水库水位下降,有效蓄水量减少,水库拦蓄泄洪能力下降,夏季出现枯水的可能性增加,从而影响周边地区农业生产、工业生产和居民生活。

2)水库淤积问题对水质造成一定的影响。水库淤积后,淤积物中的有毒物质易向水体中释放,并与水体中的营养元素发生化学反应,导致水体富营养化和蓝藻增生等问题,从而影响水质。

3)水库淤积问题还会影响水库周边的生态环境。随着水库淤积程度的加重,水体动植物生境退化,生态系统破坏,生态环境恶化,导致水资源的生态价值丧失,影响生态系统的平衡。

2.2 淤积问题的成因分析

淤积问题是指水库内部因沉淀物质不断累积,导致水位下降、库容减少、水库失去应有的调洪调节作用,甚至影响水库安全,对水资源利用和生态环境产生不良影响的问题。淤积是长期积累的过程,在水库运行中难以避免。淤积问题的成因主要有以下几点:

1)地形不利于水流运动。水库周围的地形特征往往对淤积产生影响。如湖泊形状狭长、湖里有大量的湖湾和半岛等,都会使水库内部水流速度变慢,水质容易产生异动,从而加剧淤积。

2)自然因素影响较大。降雨是水资源的主要来源,也是水库淤积的主要原因。长期的降雨不仅可以直接影响水库底部的沉淀物质质量,还可以改变水库出入口水流情况,从而使水库淤积更加严重。

3)人为因素难以忽视。在水库运行过程中,大量的农村居民和工业企业倾倒污染物进入水库,直接影响水库水质和水位,加重了淤积问题。此外,大规模的土地开发、石材采矿等活动,也会使水库淤积问题日益恶化。

2.3 淤积问题的研究现状

水库淤积问题一直是研究的热点之一。目前,国内外学者围绕水库淤积问题进行了大量的研究,提出了许多关于淤积问题的成因和防治方法。

1)从水库工程的角度出发,学者们研究了水库淤积的形成机理及演化过程。通过对水库内部流动情况、入库水口、出库水口等工程因素进行分析,发现水库冲淤作用是水库淤积的主要原因之一。此外,水库内的水流速度越慢,淤积的程度也会越严重。因此,研究人员提出了一系列关于水库工程的改进措施,以减轻水库淤积的影响。

2)还有学者从环境因素的角度出发,进行了淤积问题的研究。研究发现,水库周边的环境变化会影响水库内部的水流情况,同时也对淤积问题产生了重要影响。研究表明,流域面积、降雨量、径流量等都是影响水库淤积的重要环境因素。因此,学者们提出了在控制环境变化和加强水库管理等方面的方法,以减轻水库淤积的影响。

总之,在研究淤积问题的过程中,学者们综合分析了各种因素,并针对实际情况提出了一系列的治理措施。然而,水库淤积问题是一个非常复杂的系统工程,其中涉及到许多方面的因素,需要我们继续加强研究和实践,以期找到更有效的治理方法。

3 淤积问题对策探讨

3.1 淤积清淤技术

淤积清淤技术是一项非常重要的技术手段。由于水库存在着大量的水生植物、浮游生物和底泥等,其淤积情况较为严重。在淤积清淤技术方面,目前主要有人工清淤和机器清淤两种方法。人工清淤方法适用于一些较小的淤积点,采用冲淤、挖淤等方式进行清淤。而对于大型水库的清淤,则需要机器化进行操作。机器化清淤利用了先进的机械清淤设备,包括大型挖掘机、抽泥船等,来进行淤积泥沙的清理和运输。机器化清淤具有效率高、清淤效果好、环保性好的优点。

除了淤积清淤技术之外,淤积物处理与利用也是解决水库淤积问题的重要方面。淤积物处理与利用包括淤积物分离、减量、安规处理、资源利用等一系列技术手段。通过淤积物的处理与利用,可以降低淤积物的数量和危害程度,还能够将淤积物转化成可用的便民产品,为人们的生产和生活提供了新的资源。

3.2 淤积物处理与利用

淤积物是水库淤积问题的主要体现,对于水库的可持续发展具有重要意义。目前,有关淤积物的处理与利用研究已经引起广泛的关注。

1)传统的淤积物处理方式是采用填埋法,这种方式显然存在许多缺陷,如浪费土地资源、对环境污染等。因此,目前在淤积物处理方面,越来越多的研究开始转向淤积物的资源化利用方面。淤积物可以用于土地改良、土壤修复和建筑材料等方面。

2)淤积物的处理及利用存在许多问题,需要进一步完善和解决。当前关于淤积物的处理技术和利用途径还相对较少,需要进一步研究淤积物的物理化学性质和生物特性,以及淤积物的资源化利用技术等。同时,淤积物的利用市场还比较薄弱,需要拓宽淤积物的利用途径和市场空间。

3)未来淤积物处理及利用的发展方向是资源化利用和循环利用方向。对于淤积物作为一种资源,应该采取合理的处理方式和措施,充分利用淤积物的资源价值,避免浪费和污染。同时,可以通过推广淤积物的资源化利用技术,建立淤积物资源化的产业链,提高淤积物的利用效益。

淤积物的处理和利用研究对于水库淤积问题的解决具有重要意义,需要进一步加强研究和开发,推广优秀的处理技术和利用途径,建立淤积物资源化利用的产业链,最终实现淤积物的资源化和循环利用。

3.3 淤积防治措施

针对淤积问题,应采取一系列的防治措施。

1)应该在生态、经济和社会效益上全面评估。从源头上减少淤积物的输入量,这需要通过加强采砂管理、减缓山地侵蚀、控制土地开垦等措施来实现。同时,应该加强水库的运行维护管理,及时进行清淤和疏浚。对于已经发生的淤积问题,可以通过利用淤积物提高土地肥力、生产生态环境建设材料等方式进行综合利用,避免对环境的二次污染。

2)定期检查水库水下淤积情况,根据情况进行清淤。在清淤过程中,应该注意对淤积物的处理。可以将淤积物通过破碎、筛选等工艺处理成各种规格的建材和回收利用的资源,这不仅可以创造新的经济收益,也可以降低排放污染物对环境的影响。

3)加强对水库周边环境的管理和维护,遏制乱砍滥伐、野生动植物破坏等现象。同时,需要加强宣传教育,提高公众对水库淤积问题的认识和应对能力。在实际操作中,还需要加强政策和法规的建设,对相关部门的责任和义务进行明确,建立相应的考核和奖惩机制,切实加强水库淤积的防治工作。

4 对策实施效果评估

4.1 对策实施效果评估方法

对策实施效果评估方法分为定量和定性方法。定量方法是通过数据采集、统计和分析来评估对策实施效果的方法。常用的方法有水质监测、水流量监测、淤积情况监测等。定性方法是通过专家评估、问卷调查等方法来评估对策实施效果的方法。常用的方法有专家打分法、层次分析法、模糊综合评价法等［4］。通过对专家意见和调查数据的综合评估,可以得出对策实施效果的定性评估结果。

4.2 对策实施效果评估结果

淤积治理对水库的水位控制具有明显效果。通过对水位进行长时间的监测发现,淤积治理后水位变化幅度更小,且水位波动频率明显减少。这表明淤积治理有效缓解了水位变化过快的情况,保证了水库的正常运行。

淤积治理对提升水库蓄水能力也有着显著的效果。对治理前后的水库容积和蓄水跟踪进行对比分析发现,淤积治理后水库容积显著增加,最大蓄水量也明显提高,这为水库的日常运营提供了更多的灵活性和安全性,同时也为全社会的水资源利用提供了更多保障。

在社会经济指标方面,淤积治理同样给予了重要的贡献。淤积治理有效解决了淤积带来的灾害隐患和水资源短缺问题,为周边的发展提供了保障,同时在生态保护和水资源利用方面也起到了重要的支撑作用。

5 淤积问题研究展望

本文对淤积问题的成因和导致的影响进行了分析研究。通过对淤积形成的因素进行分析发现,水文水力条件是影响水库淤积的主要因素,土地利用、流域状况以及降雨等气候因素也是淤积问题的重要影响因素,制定科学、合理、有针对性的水库淤积治理措施和管理模式非常重要。

针对淤积问题,未来的研究应向两个方向展开:①进一步深入分析影响淤积的因素,因为只有准确找到问题的根源,才能够提出切实可行的解决方案;②需要加强水文监测和预测的能力,利用现代技术手段提高水文水资源的信息化管理水平［5］;③加强实地考察和数据收集,增加了解淤积情况的深度和广度。随着科学技术的不断提高和水资源管理的不断完善,未来淤积问题的治理还需要从综合性的角度出发,多做探索和设计,才能更好地保障水库的安全和水资源的可持续发展。

总之,水库淤积问题是一个比较困难的、综合性的问题。要加强对于淤积问题的研究,提出切实可行的对策措施,并在实践中不断完善和创新,才能有效解决淤积问题,保障水资源的合理利用和生态环境的健康发展。