潘家口水庫泥沙淤積來源及淤積現(xiàn)狀分析

孔令志，孫小東，呂 艷

（海河水利委員會引灤工程管理局，河北遷西 064309）

潘家口水庫位于灤河中下游的河北唐山與承德兩市交界處，控制流域面積33 700 km2，占灤河流域總面積（44 600 km2）的 75%，總庫容 29.3×108m3，是一座集供水、發(fā)電與防洪、灌溉為一體的大型綜合水利工程。

全流域多年平均年降水量650 mm，潘家口水庫以上多年平均年徑流量24.5×108m3，實測最大洪峰18 800 m3/s，多年平均年懸移質(zhì)輸沙量1 635×104t，多年平均年侵蝕模數(shù)485 t/km2。水庫自建成正式運行以來，大大地改善了津、唐兩市用水緊張狀況，對唐山市沿海地區(qū)的水產(chǎn)養(yǎng)殖及糧食連年豐收起到了至關(guān)重要的作用。電站的運行，極大地緩解了華北地區(qū)供電與用電峰谷不平衡現(xiàn)象。因此，如何管好用好這座大型水利工程，充分發(fā)揮其效益、延長其使用壽命，水庫泥沙淤積問題的解決是關(guān)鍵之一。筆者僅就多年來的實測泥沙資料作一簡單分析。

1 水庫泥沙來源

灤河發(fā)源于河北承德市豐寧縣巴顏吐古爾山麓，流經(jīng)河北沽源縣，內(nèi)蒙古正藍旗、多倫縣，河北承德、唐山兩市，于樂亭縣入渤海，全長877 km。主要支流有小灤河、興洲河、伊遜河、螞蟻吐河、武烈河、老牛河、柳河、瀑河等，上述各河流水文泥沙情況見表1（資料截止到2011年）。

表1 潘家口水庫以上灤河干支流水文泥沙基本情況

從表1可以看出，占灤河流域面積比例較大的承德市山高坡陡、河谷狹窄，缺乏坑塘洼地和大面積灌區(qū)、灘地，因此泥沙輸送量比較大。隨著近年來農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的增多，陡坡開荒、過度放牧和無計劃地開礦、采石、修路極大地破壞了坡地植被，造成嚴重的水土流失，每年約有上千萬噸的棄土、棄渣傾入河道。而且，1996—2011年除2005、2008年有較大降水外，其余均是典型的缺水少沙年，一旦發(fā)生大的洪水來沙量就會相對較大，水庫淤積相對嚴重。

2 水庫泥沙淤積現(xiàn)狀

為了及時掌握水庫的變化、了解泥沙在庫內(nèi)的沖淤分布形態(tài)及數(shù)據(jù)，為治理水庫淤積提供依據(jù)，潘家口水庫建庫后至1996年逐年汛后開展的淤積測驗工作積累了大量第一手資料，使我們對潘家口水庫的淤積現(xiàn)象和規(guī)律有了較充分的認識。潘家口水庫1996—2004年沒有發(fā)生較大的洪水，所以近10年未進行泥沙淤積測量。2005年8月發(fā)生10年來的最大一次洪水，入庫洪峰流量2 430 m3/s，所以2006年對水庫進行了泥沙淤積測量。從測淤結(jié)果（見表2）可以看出，潘家口水庫自1980年運行到2006年汛前，總淤積量為1.796 3×108m3，平均每年淤積 0.069 1×108m3，其中在死水位（180.00 m）以下淤積0.431 2×108m3，占淤積總量的24%；死水位以上至216 m淤積1.312×108m3，占淤積總量的73%；216 m以上淤積0.053 1×108m3，占淤積總量的3%。

表2 潘家口水庫庫區(qū)部分測淤斷面淤積厚度

潘家口水庫的淤積縱剖面呈三角洲形態(tài)。1986年以前，水庫處于蓄水運用初期，汛期水位較低；1986年后尤其是1991年后，汛期水位較高，基本穩(wěn)定在汛限水位以上，所以形成了明顯的三角洲。在此后的3年中，汛期水位均維持在汛限水位（216 m）上下，沒有大的漲落和頻繁的變動，是淤積三角洲逐漸發(fā)育完整的階段。三角洲的頂點逐年向壩前推進，各段的比降趨于穩(wěn)定。1994年為大水大沙年份，淤積三角洲的頂點在1993年的基礎(chǔ)上，向壩前推進了5 km，頂點高程由208.4 m下降到201.2 m。從圖1也可以看出，1996年泥沙淤積三角洲的前沿在清河口附近，由于這幾年庫水位較低，2005年的洪水把三角洲向壩前推移了15 km左右，現(xiàn)在三角洲的前沿在楊寶山附近。雖然整個淤積體向前推進，但是各段的縱比降變化不大。這說明淤積縱剖面各段的比降已經(jīng)達到了相對穩(wěn)定的狀態(tài)。據(jù)推測，今后淤積體的位置只是隨著汛期水位的高低有上下的錯動，不會再有明顯的形態(tài)變化和比降的調(diào)整。

庫區(qū)三角洲的淤高不僅直接淤積了干流庫容，而且干流淤積體在支流河口淤堵相當(dāng)于在支流河口建了一座攔河壩，壅高支流水位，減緩水流速度，降低水流挾沙能力，使壩頂高程以下的部分支流庫容不能起調(diào)解作用而成為死庫容，這也是水庫泥沙淤積值得重視和需解決的問題。

圖1 2006年淤積縱剖面

3 結(jié)語

潘家口水庫目前總淤積量為1.796 3×108m3，平均每年淤積0.069 1×108m3，表面看來這個淤積量與巨大的庫容相比似乎不嚴重。其實不然，因為水庫淤積問題絕不是單純的庫容大小與沙量多少的倍比問題，重要的是泥沙在庫內(nèi)淤積部位及分布狀況對水庫正常發(fā)揮效益影響的大小問題。潘家口水庫目前淤積三角洲呈“兩頭小中間大”的形狀，也就是說，死庫容內(nèi)淤積很少，“翹尾巴”現(xiàn)象不明顯。從這個角度考慮，為減少淤損興利庫容和防洪庫容，可利用汛前盡量降低水位的手段，使泥沙盡量淤積在死庫容內(nèi)，一旦死庫容淤積到一定程度，可盡量抬高汛前水位，使淤積落在尾部段，以避免中間淤積量太高阻塞支流，影響支流有效庫容。

另外，潘家口水庫上游流域水土流失是比較嚴重的。多年來，雖然進行了大規(guī)模的水利水土保持工程建設(shè)，但由于人類活動“破壞大于治理”，使流域的產(chǎn)沙量不僅未見減少且有增加的趨勢。依靠群眾，以預(yù)防保護為主、防治結(jié)合是流域治理的指導(dǎo)思想。但在具體措施中，往往忽視了“預(yù)防”和“保護”，所以只見治理投資年年增加、治理面積年年超額完成，而不見河水變清。因此，預(yù)防和保護更為重要，應(yīng)制定相應(yīng)的政策，以法律的手段保護生態(tài)環(huán)境，這樣才能使流域治理成績得到鞏固和長足的發(fā)展。

從河流開發(fā)的意義上講，一條河流上可供開發(fā)利用的河段或壩址是有限的，一旦建壩蓄水后應(yīng)盡量延長其使用壽命，超過設(shè)計使用年限越多，給國家創(chuàng)造的財富越大，這就是水利工程管理者的貢獻。若能長期保持庫容，避免一個河段或壩址的淤廢，對人類的貢獻也是不可估量的。因此，采取有效的防沙、排沙、固沙措施是延長本水庫壽命，最大限度地發(fā)揮水庫效益的關(guān)鍵所在。

[1]王勤，楊玉農(nóng)，黨衛(wèi)紅.水權(quán)交易和水市場[J].水利發(fā)展研究，2002，（11）.