浅谈水库清淤设计的必要性和淤泥处理
措施
《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施
-以荆门市刘嘴水库为例 （1、荆门市水利勘察设计院，湖北荆门448001；2、荆门市水利科学研究所，湖北荆门448001）Summary：水库作为调控水资源时空分布，优化水资源配置的重要
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
设施，在经济发展和环境保护方面有着不可替代的重要地位。水库淤积问题导致水库兴利功能弱化，供水、防洪及生态保障能力下降，工程效益衰减，制约着区域经济社会发展。本文分析了水库清淤设计的必要性，并简要说明了淤泥清除方式和处理措施，仅供参考。Keys：水库；清淤量计算；淤泥清除；淤泥处理1水库基本概况刘嘴水库位于荆门市漳河新区漳河镇刘院村，是一座以灌溉为主，兼有防洪等综合效益的小（二）型水库。水库于1977年11月动工兴建，1978年1月竣工投入运行，坝址以上承雨面积0.5km³，水库校核洪水位99.06m，设计洪水位98.61m，正常蓄水位98.00m，汛期限制水位97.00m，死水位93.50m。水库总库容18.96万m³，调节库容13.80万m³，死库容1.2万m³。水库下游保护耕地0.15万亩，人口1000人，设计灌溉面积0.1万亩，有效灌溉面积0.06万亩。水库大坝为均质土坝，水库大坝于2013年11月开始对主体工程进行除险加固，次年1月底下闸蓄水。2项目建设必要性刘嘴水库运行四十多年来，发挥了巨大防洪效益，并取得了一定的经济效益。2020年，荆门市水利勘察设计院组织人员对刘嘴水库开展了相关的勘测工作，通过水下测量，重新对水库的库容进行了分析，水库现状总库容约为11.52万m³，较原设计总库容减少了7.44万m³，库容缩减率为39.24%，库容的减少给当地的防洪和农业灌溉造成了很大的影响，严重制约着当地的农业经济发展。提高水库的供水灌溉能力，必然要增加水库的兴利库容。可操作的
方法
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有两种：一是加高大坝增加水库总库容；二是在不增加总库容情况下进行淤积清理，腾出较大的兴利调节库容。综合考虑，水库清淤方案技术难度较小，无移民及淹没问题，水库清淤是刘嘴水库增加兴利库容，调节供水量的合理方案。3水库清淤方案3.1水库清淤范围划定根根据刘嘴水库库区测量资料及现场实地勘察，水库库区淤积主要位于库底等高线94.0m～96.0m区域，以及考虑大坝枢纽工程稳定安全，结合库区情况，计划清淤范围为整个库区，清淤面积划定为2.35万㎡，平均清淤深度2.0m，总清淤量为4.24万m³。为保证大坝坝体稳定和安全，清淤基线距大坝安全距离不小于40m。3.2水库清淤量计算目前清淤量计算方法主要包括断面法、方格网法及数值地貌模拟法。本工程清淤量确定采用方格网法计算，按照10m×10m布置方格网，设定平底标高求出每个方格清淤面积，然后把各方格清淤面积相加，即得清淤总量。根据计算结果，总设计清淤工程量为42445m³，各方格区域清淤量与实际情况可能会存在一定的误差，最终以实际清淤量为准。3.3淤泥堆弃方案刘嘴水库库区下游均为耕地和村庄，无合适的淤泥堆弃场。结合当前水库周边地形地貌，并与村委会领导实地查看水库周边现状，在符合相关规范的前提下，确定了利用水库北侧约300m的冲沟作为淤泥堆放场，并在堆放场的下游设置拦泥堤，拦泥堤高度控制在5.0m，用于堆放约4.24万m³淤泥。3.4清淤总布局清淤宜在枯、平水期进行，以减少湖水及地下水对施工的影响，施工中排水较多时，应当做导流墙，边排水边清淤。对于水库常水面以下河床部分淤泥的清除，以“水底清淤、水中清障”为主要内容，清除底部淤泥和障碍物，改善水库水质，为水库生态修复奠定良好的基础。4常见的淤泥清除方式及处理措施4.1淤泥清除方式目前国内常用的清淤一般采用围堰干挖、绞吸式挖泥船、机械疏挖、水力冲挖等方案。（1）围堰干挖由围堰干挖是将水库排干水体后，使底泥晒干滤水，采用机械与人工相结合的办法，将淤泥集中后再利用反铲挖掘机挖装土，然后由自卸车外运。（2）绞吸式挖泥船绞吸式挖泥船是目前在清淤工程中运用较广泛的一种船舶，它是利用吸水管前端围绕吸水管装设旋转绞刀装置，将河底泥沙进行切割和搅动，再经吸泥管将绞起的泥沙物料，借助强大的泵力，由沿岸布置的排泥管输送到泥沙物料堆积场，它的挖泥、运泥、卸泥等工作过程，可以一次连续完成，它是一种效率高、成本较低的挖泥船，是良好的水下挖掘机械。（3）机械疏挖对于宽阔水面的水库，可以采用机械方式进行疏挖，目前较为常用的机械为水上挖机。水上挖机适用于松软地带、沼泽地、浅水区作业，可用于水库清淤、鱼塘清淤及升级改造、湖泊分割、围堤加固、滩涂开发等工程。综合考虑现场情况和成本，本地清淤设计采用此方法。（4）水力冲挖水力冲挖是一种简便易行的施工方式，广泛应用于滩涂吹填、湖泊鱼塘清淤，机组由高压水泵、水枪和泥浆泵组成。施工时将渠道截留后，通过高压水泵抽水加压形成高压水流，将淤泥冲击混合成流动性较好的均匀泥浆（浓度40～60%），再用泥浆泵抽吸泥浆，利用管道输送至淤泥处理场地。4.2淤泥处理措施常用的淤泥处理措施主要有自然干化、板框压滤处理系统、淤泥固化处理等形式。（1）自然干化自然干化传统的处置方式大致如下：选择农用地或者鱼塘，清淤产生的淤泥或泥浆通过泥浆车运输或管道输送在该地块上，自然干化后的泥土，作为农用土使用。结合本工程特点，由于自然干化经济、施工简便且有村委指定的淤泥堆放区，本次清淤选择自然干化处理方法。（2）板框压滤处理系统板框压滤处理系统是疏浚泥浆经管道输送至调节池，采用沉淀池自行沉淀后，用泥浆泵送至“脱水固结一体化”处理系统（材料添加、均化池、泥水分离系统）进行泥浆的调理与泥水分离的处理系统。通过该种工艺对淤泥进行脱水固结处理，处理后淤泥含水率≤40%，体积减量约60%，并可根据需要完成对重金属、微生物、细菌等有害物质的消毒、钝化或固结。（3）淤泥固化处理淤泥固化处理是将疏浚淤泥经过浓缩沉淀后，输送至围堰内，然后在淤泥中添加适量淤泥固化剂，使淤泥含水率快速降低，抗压强度增加。淤泥固化剂主要是由结构剂、矿化剂、促凝剂和偶联剂按照一定的配比配置而成的混合体，通过一系列复杂的理化反应（如水化反应、矿化反应、污染物螯合反应等），将淤泥转化成类似土壤或胶结强度很大，且无二次环境污染的固化体，以实现淤泥的无害化处理。5投资概算与资金筹措根据概算，工程部分静态投资74.51万元，其中建筑工程55.86万元，临时工程9.49万元，独立费用9.17万元，征地移民静态投资0.65万元，工程总投资75.17万元。6结语实施水库清淤工程是保障区域经济社会发展的需要，是巩固脱贫攻坚成果、助力乡村振兴战、障粮食安全的需要，也是保障流域生态用水和水利高质量发展的需要。实施水库清淤工程，缓解水库淤积，替代新建大量水库带来的占地、水生态等问题，对于保障缺水地区经济社会持续高质量发展具有重大意义。[1] -
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