河南省宿鸭湖水库淤积情况及成因分析

朱洪儒

（河南驻马店市宿鸭湖水库管理局 汝南 463300）

河南省宿鸭湖水库淤积情况及成因分析

朱洪儒

（河南驻马店市宿鸭湖水库管理局 汝南 463300）

宿鸭湖水库为驻马店境内平原水库，为汝河干流控制工程。库区淤积情况对水库运行影响较大。本文结合水库建库前后库容曲线的变化以及库区实测淤积情况，分析计算了水库淤积量，并对库区淤积变化及成因进行了详细剖析，为库区运行管理提供了参考。

平原水库 泥沙淤积 库容曲线 成因分析

1 水库概况

宿鸭湖水库位于河南省驻马店市汝南县城西6km处，属淮河流域大洪河支流汝河干流控制工程，控制流域面积4498km2。水库工程于1958年2月20日开工，同年8月20日建成。至2015年，共进行六次除险加固，现工程标准为100年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核。设计水位57.23m，相应库容11.68亿m3；校核水位58.64m，相应库容16.38亿m3；兴利水位52.84m，相应水面面积130km2。水库大坝为均质土坝，全长34.202km，最大坝高18m，一般坝高7～10m，是一座以防洪为主，结合灌溉、发电、养殖、旅游等多项目综合利用的大（1）型平原水利工程。库区分为北库和南库两部分，中间以人工开挖的引洪道相连，北库为主要库区，南库库容较小，两座泄洪闸均位于南库。

2 库区淤积测验情况

宿鸭湖水库建库后没有系统完整的实测淤积资料。2009年水库第六次除险加固时，仅对常水位以上进行了测量，但未涉及水下部分，2015年年底对水下泥沙淤积进行了较为全面的测量工作。

3 水库泥沙淤积分析

3.1 由库容曲线变化推求淤积量

宿鸭湖水库自建库以来库容曲线经历了三次变化，分别是1980年、2007年和2015年。

1980年水位库容曲线是根据1956年淮委实测1∶10000地形图量算的，1975年、1977年及1980年作了南、北库分界调整、延长和修正，1980年的修正成果作为1982年宿鸭湖水库除险加固设计的依据以及水库防汛调度运用的基础资料。

2007年水位库容曲线，水下部分是2007年底实测的，水上部分是根据河南省测绘局1997年9月航摄、2003年7月调绘的航测图量算的，水上与水下部分测量的分界高程为51.84m。

2015年水位库容曲线采用的是实测库底高程推求成果。2015年测量成果仅对北库53.84m以下淤积部分进行了实际测量，北库53.85m高程以上及南库部分仍然采用2007年成果。

此次分析挑选1980年、2015年水位库容曲线进行对比。北库、南库及全库新老库容对比曲线见图1～3。

图1 宿鸭湖水库北库库容曲线图

图2 宿鸭湖水库南库库容曲线图

图3 宿鸭湖水库库容曲线图

由数据分析可知，相同水位下，新库容较老库容有着较为明显的减少。2015年53.84m（原征地线54.0m）以下累计库容减少4990万m3，58.84m以下累计库容减少6680万m3。经南、北库库容曲线对比，基本情况是50m高程以上新库容比老库容偏小，愈往上新老库容曲线相差愈小，水库淤积绝大部分发生在北库。南库、北库和总库容对比情况如下：

南库水位在50.00～56.00m之间，新库容比老库容大，在此水位区域南库以冲刷为主，56.00m以上新库容比老库容小，至高水位58～59m时新库容比老库容减小约10.6%。北库50.0m以上均为新库容比老库容小，减小幅度50.0m以下55.1%，53.84m以下减小13.9%，北库是以淤积为主的；总库容对比，50.0m以上均为新库容比老库容小，且愈往上减小量愈大，但减小的幅度愈小，冲淤趋势和变化数量与北库相当。

南库的库面狭小，水位53.0m处库面面积为3.8km2，并且南库和北库的入库洪水均由位于南库的夏屯泄洪闸宣泄，同时水库库区由壤土构成，易受到洪水水流冲刷，因此南库库区56.0m以下常遇到洪水冲刷，冲刷后库容变大是合理的。

北库的库面开阔，水位53.0m处库面面积为121.3km2，且北库至泄洪闸之间长约30km，泥沙易在库内沉积，所以北库常年泥沙淤积、库容减小是合理的。

经宿鸭湖水库南、北库新老库容冲淤曲线对比，可知水库淤积绝大部分发生在北库，且南库50～56m新库容比老库容大，56m以上新库容比老库容小，南库以冲刷为主，北库则以淤积为主，北库53.84m以下库容减少5570万m3，死水位50.34m以下库容为1398万m3，死库容淤积2762万m3；因此，宿鸭湖水库的泥沙淤积主要在北库。

3.2 由实测资料推求淤积量

根据2015年实测水库淤积深度等值图，结合库区地形等高线分布，计算出宿鸭湖水库库区实际淤积总量为7711万m3，淤积量计算成果见表1。兴利水位以下淤积7395万m3，其中死水位以下淤积量为3834万m3，占淤积量的51.85%，死水位至兴利水位之间淤积3561万m3，占淤积量的48.15%；兴利水位以上淤积316万m3，占淤积总量的4.10%。3.3泥沙淤积成果分析

表1 水库北库库区实测淤积量计算表

根据上述淤积量推求成果，采用实测资料推求出的库区淤积量为7711万m3，其中兴利水位52.84m以下淤积量7395万m3，兴利水位以上淤积量316万m3，较采用库容曲线推求出的淤积成果偏大。宿鸭湖水库淤积量计算成果见表2。

由表2可以看出，兴利水位52.84m以下两种方法计算的淤积量差30.22%，兴利水位52.84m与死水位50.34m之间淤积量差19.40%，死水位50.34m以下淤积量差40.27%。经分析，主要有以下原因：

（1）水库建库时，库区主河槽有大面积的耕地，而死水位对应的水面面积52km2，经近60年库水浸泡，腐殖土可能已变成淤泥，此次实测淤积的厚度可能包括这部分厚度及原河道淤泥部分，造成计算结果偏大。

（2）板桥水库“75·8”特大洪水造成溃坝，溃坝中、前期洪水洪峰流量、流速大，后期洪峰流量小、流速变小，会造成溃坝洪水进入宿鸭湖水库时先冲后淤，与原水位库容关系存在偏差。

（3）宿鸭湖为平原水库，库区上游岸线长度约25km，边坡较缓，死水位50.34m以下库底边坡为1∶3000～1∶1500，鉴于建库之初测量工具、方法及技术手段等较为落后，也可能造成水库库容关系比较时存在偏差。

（4）2015年水位库容曲线依据实测的水库淤积深度计算，淤积深度等值线间距为0.5m，对计算结果也有精度方面的影响。

4 淤积成因分析

（1）自然因素形成。由于地理、地质条件，水库上游部分地区土质较为疏松、植被相对稀少，从而引发水土流失，使得上游河流中含沙量较大。同时，在汛期雨水挟带大量泥沙进入库区，尤以水库西部，大面积坡地水夹杂泥土进入库区，造成水库库床淤积壅高、库容减少。历史上遭遇了二十多次较大洪水考验，尤其是“75·8”等多次特大洪水，上游河道冲切滑塌、农田水土流失严重，大量泥沙等杂物冲入水库。

（2）人为因素影响。水库上游及周边地区多为村庄，虽然水库上游53.84m高程以下土地在20世纪90年代已经办理过征地手续，但附近村民仍然在52.34～53.84m之间的区域进行耕种，水位退到哪里，就耕种到哪里，将原有河道改为耕地，使得河道原有的植被和卵石层被破坏，导致水库上游及周边地表岩土层的风化，引发水土流失，径流携带泥沙进入水库库区。受城镇化建设的影响，公路、住宅等工程项目的建设，加大了洪水的含沙量。建筑废料、生活垃圾等也随着河道进入库区，而且很难通过泄洪排除，也加剧了水库淤积和水质破坏。

（3）工程设施不足。由于水库建于20世纪50年代，当时对河流泥沙特性和运动规律缺乏研究和认识，工程设计中未考虑设置排（冲）沙设施，进库泥沙难以排出库外。宿鸭湖作为平原水库，库床比降缓，库面面积大，拦库大坝长，上游来水进入库区后，下泄缓慢，尤其北库至泄洪闸之间长约30km，下泄通道过长，大量泥沙沉入库区。

表2 宿鸭湖水库库区淤积量推求成果对比分析表

（4）运用条件限制。水库淤积速度与运用方式密切相关。经研究分析，水库排沙1m3需耗水10～20m3。宿鸭湖地区降雨量时空分布不均，水资源不足，水库需首先满足供水需求，需要水库汛期拦洪蓄水，没有蓄清排浑的水量条件，导致大部分泥沙滞留库内。在管理运行中，由于北方缺水，每年第一场洪水含泥沙量最多，但往往是在库容达到警戒水位才泄洪，致使洪水带来的泥沙基本全部沉淀在水库。

5 结语

宿鸭湖水库自建库运行以来，充分发挥了防洪效益和社会效益，给汝南县及下游人民群众生命财产安全提供了重要保障。近60年来，水库库区淤积量7395万m3，年平均淤积量123万m3。随着库区经济社会发展，库区水土流失可能加剧。为保护水库发挥最大防洪效益及社会效益，建议一方面加大库区水土保持力度，减少水土流失，另一方面加强水库管理、优化水库调度，以减少库区淤积■