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《淺談河流泥沙及淤積防治措施》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、淺談河流泥沙及淤積防治措施摘要:隨著我國(guó)水利水電建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展,河流泥沙防治措施越來(lái)越多,河工模型設(shè)計(jì)理論和試驗(yàn)技術(shù)均獲得了顯著的成就,并具有自身特點(diǎn),現(xiàn)已成為解決各種水利工程問(wèn)題的一種普遍公認(rèn)的有效工具,其在河流治理開(kāi)發(fā)與保護(hù)中的作用也愈來(lái)愈大。關(guān)鍵詞:河流泥沙;淤積現(xiàn)象;河工模型一、泥沙及其特性(―)什么是泥沙泥沙是河水挾帶的巖「上顆粒。天然河流中常常挾帶著大量的泥沙,河流中的泥沙主要是流域表面的土壤受暴雨或融雪沖刷后,匯入河流而形成的。河槽本身的沖刷,包扌舌河底沖刷和河岸沖刷,也是河流泥沙的一個(gè)來(lái)源。此外,風(fēng)沙的沉積會(huì)使河流的含沙量增加,不過(guò)
2、這部分泥沙所占的比重很小。(-)泥沙的特性有泥沙顆粒的特性和泥沙群體的特性兩種。泥沙顆粒的特性主要有:1、重度,單位體積泥沙顆粒的重量,以千克/米3表示,其數(shù)值隨泥沙的巖性不同而異,礦物成分主耍是石英和長(zhǎng)石,泥沙的重度一般約2650千克/米3。2、粒徑,泥沙顆粒大小的一種量度,有不同方法表示。常用的有等容粒徑即體積與泥沙顆粒相等的球體的直徑;篩徑,即用具有不同孔徑的標(biāo)準(zhǔn)篩,對(duì)泥沙進(jìn)行分篩求出的粒徑;沉降粒徑,即根據(jù)粒徑與沉降速度的關(guān)系算出的粒徑等。3、沉速,指泥沙顆粒在無(wú)邊界靜水內(nèi)的沉降速度,以米/秒或毫米/秒表示。它也可作為泥沙顆粒人小的一種量度,故
3、乂稱泥沙的水力粗度。沉速綜合反映顆粒和水的特性,因河流泥沙而是泥沙運(yùn)動(dòng)的一個(gè)重要參數(shù)。4、細(xì)粒泥沙表面的物理化學(xué)性質(zhì),主要決定于顆粒表面雙電層和吸附水膜的性質(zhì)。細(xì)顆粒泥沙的絮凝和分散等現(xiàn)象都與雙電層和吸附水膜的結(jié)構(gòu)有關(guān)。(三)影響河流挾沙的因素影響河流挾沙的因素很多,綜合起來(lái)有兩個(gè):一是氣候因素,二是下墊面因素,氣候因素中影響最大的是降水。干旱地區(qū)植被較差,土壤含水量不足,使土壤變得松散,很容易被地面徑流沖到河屮。降水強(qiáng)度的大小對(duì)河流挾沙也有影響。降水強(qiáng)度人,地面徑流增加,侵蝕加劇,使泥沙增多。下墊面因素,如土壤、植被和地形等的差異,都會(huì)影響河流泥沙含
4、量的多少。二、泥沙淤積引發(fā)的問(wèn)題我國(guó)北方冇許多含沙量較高的多沙河流,如黃河及其許多支流。由于這些河流流經(jīng)黃土高原地區(qū),氣候干旱,植被很差,夏秋季節(jié)暴雨集中,故水土流失嚴(yán)重。對(duì)于這些河流,山于泥沙淤積而引起的工程問(wèn)題是十分突出的。(一)在河流上修建水庫(kù),在水流挾帶的泥沙進(jìn)入庫(kù)區(qū)后,因流速降低泥沙就慢慢沉積下來(lái),淤積庫(kù)底,縮短水庫(kù)壽命。如三門峽水庫(kù),由于原計(jì)劃対黃河泥沙認(rèn)識(shí)不足,對(duì)泥沙的控制排泄注意不夠,攔蓄洪水后庫(kù)區(qū)淤積迅速發(fā)展,4年竟達(dá)33.95億立方米,以致不得不停蓄改建。青銅峽水庫(kù)1967年建成蓄水運(yùn)行后,由于初期運(yùn)行不善,4年間庫(kù)容曾減少86.9
5、%o寧夏回族自治區(qū)自1958-1975年間建成的大中型水庫(kù),有30%-70%的庫(kù)容已被泥沙淤積。水庫(kù)有效庫(kù)容的大量損失,導(dǎo)致水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)降低,保證供水量減少,使水庫(kù)的綜合利用效益逐年下降。另外,水庫(kù)的淤積常引起水庫(kù)末端研磨、浸沒(méi)面積的擴(kuò)大。(二)引河水灌溉時(shí),同時(shí)也引進(jìn)泥沙,這些泥沙淤塞了灌溉渠系,影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。(三)利用多沙水流發(fā)電,加劇了泥沙對(duì)水輪機(jī)和泄流設(shè)備的磨損,堵塞了攔污柵。(四)利用天然河道來(lái)發(fā)展航運(yùn)時(shí),需要考慮河槽屮的深槽和淺灘的沖刷及淤積問(wèn)題。(五)多沙河流中下游地區(qū)泥沙的淤積降低了江河的泄洪能力,需不斷加高加固防洪堤。如黃河由于泥沙淤
6、積而成為“懸河”,大大增加了防洪工程的費(fèi)用。三、防治泥沙危害的措施泥沙危害主耍發(fā)生在多沙河流的中下游地區(qū),河流中的泥沙主耍是上游地區(qū)的水土流失所致。因此,在上游地區(qū)防止水土流失是防止泥沙危害的根本性措施。另外,在中下游地區(qū)采取合適的水庫(kù)運(yùn)用方式,也是減少泥沙危害的有效措施。1、農(nóng)林牧措施。指水土流失較為嚴(yán)重的地區(qū)通過(guò)植樹(shù)造林、栽種牧草、禁止開(kāi)荒或坡地改成梯田等形式,來(lái)增加植被,減少水土流失的措施。2、水利工程措施。指在流域內(nèi)修建古坊、塘、垠、小水庫(kù)等工程來(lái)減少水土流失的措施。3、多沙河流水庫(kù)的調(diào)度措施。多沙河流水庫(kù)的運(yùn)用,既要滿足蓄水興利要求,又要控制
7、泥沙淤積,保持水庫(kù)長(zhǎng)期使用。四、河工模型在河流治理開(kāi)發(fā)與保護(hù)中的作用河工模型是將河流按相似原理縮成模型,在模型內(nèi)研究各冇關(guān)因素(水流,地形)在不同情況下變化的一種方法。模型的分類河工模型試驗(yàn)可分為定床和動(dòng)床兩大類。模型水流為清水,在水流作用下河床不發(fā)生變形的稱為定床模型;模型水流挾帶泥沙,在水流作用下河床會(huì)發(fā)生變形則稱為動(dòng)床模型。(-)在大型水利工程建設(shè)屮的作用我國(guó)水電資源雖然豐富,但其分布很不均勻,各地的降水量和徑流量差異很大。長(zhǎng)江流域及其以南地區(qū),水資源占全國(guó)的82%以上,耕地占36%,水多地少。長(zhǎng)江以北地區(qū),耕地占64%,水資源不足18%,地多水
8、少,其中糧食增產(chǎn)潛力最大的黃淮海流域的耕地占全國(guó)的41.8%,而水資源不到5.7%。為了解決水