密云水库泥沙淤积分析及防治措施.pdf

万方数据 分 析 与 研 究 北 京 水 务 2 0 1 2年第 4期 统计见表 1 两方面因素 实际泥沙入库总量应为3 1 9 9万 m 表 1 1 9 5 9 2 0 0 6年 白河 潮河实测入库悬沙量统计 表 2 1 9 5 9 2 0 0 6年密云水库 区间入库悬沙量估算 1 9 5 9 1 9 7l 8 5 0 6 1 9 7 2 1 9 8 3 7 33 6 1 9 8 4 1 9 9 8 4 46 6 1 9 9 9 2 0 0 6 4 46 6 合计 2 4 6 3 2 5 3 4 0 1 71 0 5 5 3 4 0 3 9 8 5 5 3 4 0 1 1 9 5 3 4 0 1 2 2 1 3 1 6 5 8 5 1 4 6 3 1 3 1 4 9 2 1 8 7 2 O 5 4 6 8 5 8 6 1 2 7 5 8 1 2 1 9 9 9 47 9 Ol 9 7 6 2 从 表 1中可 以看 出 由于 白河 上 游 云州 水 库 和 白河堡水库拦 蓄泥沙 密云水库 白河年平均入库泥 沙锐减 1 9 7 2 1 9 8 3年较 1 9 5 9 1 9 7 1年年平均入 库 泥 沙 减 少 3 0 5 1 9 8 4 1 9 9 8年 较 1 9 7 2 1 9 8 3 年 年平 均 入库 泥 沙 减少 7 6 7 1 9 9 9年 以后 由于连 年 干 旱 上 游 来 水 少 相 应 泥 沙 入 库 量 也 明 显 减 少 潮 河 在 1 9 9 8年 前 平 均 入 库 泥 沙 变 幅 不 大 1 9 9 9年 以后 来 沙 同 白河 一样 入库 泥沙 明显 减少 表 1中泥沙入库总量为 1 0 5 4 8万 t 按密云水库 工程设 计总结水库 淤积物干容 重为 1 2 t m 3 泥沙人 库 总量 为 8 7 9 0万 m 表 1中泥 沙入 库 总 量仅 为两 个 水文 站 测 到 的悬移 质 泥 沙量 不包 括 推 移 质来 沙 量 根 据 北京 类 似河 道 推 移 质 来 沙量 约 占悬移 质 来沙 总量 的 1 0 E4 同时 两水文站 泥沙 采样 点位于 弯道凸岸上 用岸边一点法采样测定水流含沙量 弯 道 凸岸 一 点法 采 样测 定 水 流含 沙 量 比全 断 面 法偏 小 1 O 因此 实际上游来沙 量应为 1 0 6 3 6万 m 2 1 2 区 间流 域产 沙量 分析 密 云水库张家坟水 文站和 下会水文站控制 流域面 积为 1 3 8 4 6 k m2 占总 流域 面积 的 8 7 7 未控制 的区 间流域 面积 1 9 4 2 k m 2 流域 内有对 家河 白马关河 清水河 安达木河和牛 亡 牛河等支流 但这些支流没有 完整的水文泥沙观测资料 从清水河葡萄同站和安达 木河二道河站的实测少量水文泥沙观测资料 两条河 流年平均悬移沙量分别 l 1 5 1 万 t 和 1 3 5 3万 t 两站控 制流域 面积 6 8 0 k m 年平均产沙量 0 0 3 6 8 万 t k m 2 1 9 7 5年斗 t 牛河上游半城子水库修建控制流域面 积6 6 1 k m 2 1 9 8 4年安达木河上游遥桥峪水库修建控 制流域面积 1 7 8 2 k m z 因此 1 9 8 4年后区间产沙面积 为 1 6 9 7 7 k m 区问流域悬移质产沙量为 3 1 7 3 3 万 t f 表 2 1 悬移泥沙人库量为 2 6 4 4万 m 考虑河道推移 质来沙量 占悬移质来 沙总量 的 l y r4 1 及测量偏小 1 0 2 2 水库淤积现状 2 2 1 库 区淤积量 1 9 9 5年 和 2 0 0 5年 两次 对 密 云 水 库 进 行 了 水 下 地形淤积测量 根 据 2 0 0 5年密 云水库库 区淤积测 量 库 区淤积量为 1 8亿 m 其 中 白河库区淤积 量为 0 6亿 1T I 潮河库区淤积量为 1 1 亿 I n 内湖 淤积量为 0 1 亿 m 3 15 2 2 2库 区淤 积分布 根 据密 云水 库 水下 地 形 淤积 测 量 密 云 水 库 白 河库 区淤 积主 要位 于 入库 开 阔段 的 白河故 道 滩槽 内 以及 白河 大坝 前 淤积 区 潮 河库 区淤 积 主要 位 于人 库开阔段 清水河入库河口附近及潮河坝前淤积区 1 白河入库段淤积最厚处可达 6 7 m 石塘 路附近最厚处可达 1 0 i n多 紧邻坝上游最厚处淤积 可达 2 0多 I T I f 可能由唐山地震后 大坝修复边坡弃 碴所致 其他 白河库 区淤积则较薄 淤积面的高程 南入 库附近 的 1 5 0 I T I 降至 主坝前 的 1 0 7 i n左 右 f 2 潮河库区淤积物表面高程由入库处的 1 6 0 m 逐渐 降低 到潮河主坝前 的 1 1 0 m左 右 潮河库 区河谷 较宽 故滩槽淤积带也较宽 淤积量较 大 3 潮 河 库 区淤 积 体 较 厚 处 主 要 位 于 入 库 开 阔段 清水 河 入 口附近 以及 潮河 主 坝 前淤 积 区 入 库区淤积体最厚达 5 6 1T I 清水河入库河 15附近 厚度 可达 4 5 i n 潮 河 主坝前 厚度 达 9 m 2 2 3 水库 淤积 形 态 水库淤积的纵剖面形态可分为三角洲淤积 带 状淤积及锥体淤积三种基本形态 密云水库分潮河 库 区 和 白河库 区 潮 河 库 区主 要 人 库 河 流 为 潮河 白河库 区主要入库河流为 白河 从潮河库 区淤积纵 剖 面 图看 图 1 潮 河库 区具 有 三 角洲 淤 积 形 态 三角 洲 的顶 点 距潮 河 主坝 约 1 5 k m 处 从 白河 库 区 沿白河河槽淤积纵剖面图看 图 2 白河库 区具有 三 角洲 淤 积形 态 但 不太 明显 三 角 洲 的顶 点距 潮 河主 坝约 1 3 k m处 2 9 2 j 跏 9 万方数据 分 析 与 研 究 北 京 水 务 2 0 1 2年 第 4期 g 挺 暄 鑫 宴 惶 图 1 潮 河库 区淤 积 纵 剖 面 图 2 白河库区沿白河河槽淤积纵剖面 2 3 对水库供水的影响 密 云水库 白河输 水 隧洞 潮河 输 水 隧洞 及 水 九 引水隧洞 进 口高程分别 为 1 0 6 m 1 3 0 r n 1 1 7 m 从 2 0 0 7年 测 得 的 库 区 分 布 图上 看 三 隧洞 进 15外 淤积 面高程分别为 1 0 4 m 1 1 4 m 1 0 9 m 均低 于 隧洞进 口高程 目前 水库淤积对输水 引水隧洞 供水没有影响 2 4 水库淤积发展趋势 根 据 前 面 分 析 1 9 5 9 2 0 0 6年 密 云 水 库 泥 沙 淤积总量约为 1 8 亿 m 占总库容的 4 1 平均年 淤积量约为 3 7 5万 m 密云水库原设计平均年淤积 量为 2 7 0万 m3 估计 5 0 a淤沙容积为 1 3 5亿 m s 目前 水 库年均 淤积的泥沙量 是原设计 时年 均淤 积量 的 1 4倍 若按 目前 淤积速 度推算 至 2 0 5 0 年 水库淤 积将达 3 6亿 m 占总库容 的 8 2 对 库 区 地 形 及 相 关 资 料 分 析 密 云 水 库 淤 积 的 一 半为死 库容 另 一半侵 占了调节库容 从 潮河库 区和 白河 库 区的淤积分布看 库首段较 宽阔 淤 积 量较 多 3影响水库淤积的因素 3 1 水土流失 密云水 库上游地 区受温带 大陆性季风气 候影 响 降水的季节变化明显 6 8月的降水量占全年 3 0 降水量的 7 5 6 且降水 多以暴雨形式 出现 降雨 强度 大 侵 蚀力 强 加 上地 势 坡度 大 土层 薄 多 年平均土壤侵蚀模数为 1 9 5 0 t k m2 a 极易形成水 土流失 密 云水库上 游水 土流失 主要分 布在赤 城 丰宁 滦平县的黄土和土石山区 据 2 0世纪 8 0年代中期的 遥感调 查 水 土流失面积 8 3 9 7 k m 2 截 至 2 0 0 0年底 水 土 流失 面 积 约 6 8 0 0 k m 其 中河 北 省 5 9 9 0 k m2 北京 8 1 0 k m2 E 6 1 每年泥沙流失量有相 当大 的部分进 入 密云水库 形成密云水库淤积 同时 严重的水土流 失 造 成上游地 区耕地减少 沙化面 积增加 沙尘 暴 天数增多 生态环境恶化 加剧水库淤积 3 2 泥石流 密 云 水 库 上 游支 流众 多 属 于 泥 石 流 易 发 区 泥石流 易发 区面积达 4 4 9 k m 主要分 布在 石城 冯 家峪等库北 9个乡镇 近 3 0 a来 已发生较大的泥 石 流 7次 每次 因泥石 流输 送 至密 云水 库 的泥沙 达 3 0 0万 4 0 0万 m 左右 4 增加 了密 云水 库 的淤积 4泥沙防治措施分析 4 1 加强水土保持工程建设减少水土流失 为 防治 水 土流 失 改善 生 态环 境 保 护 首都 饮 用水安 全 1 9 8 9年 3月 经 国家计委 水利 部批准 将密云水库上游列入国家水土保持水源保护 区 进 行 重点 治 理 同 时成 立密 云水 库 上游 水 土 资源 保 护 领导小 组 组织 领导重点治理 区开展工作 到 1 9 9 5年 底 共 治理 水 土流 失 面 积 3 7 4 5 3 k m 2 建设 有 谷坊 坝 拦 沙坝 护地 护村 坝 梯 田及水 平 条 田 等工程 1 9 9 6年 在密云水库上游开始实施亚洲开发银 行贷款项 目 北京饮用水源保护及泥石流防治 工程 1 9 9 8年 和 1 9 9 9年 实施 北 京市 密 云水 库 上游水土保持重点治理工程项 目 截至到 1 9 9 9年 底 累计完 成治理 面积 5 5 0 k mz 2 0 0 1年 5月 2 3日 国务 院 国函 2 0 0 1 1 5 3 号 批准实施 2 1 世纪初期 2 0 0 1 2 0 0 5 年 首都水 资源可持续利用规划 密云水库上游河北省实施水土 流失治理项 目2 9 项 治理水土流失面积2 3 4 4 k m 经过 上游水土流失治理 密云水库水质得到了有效保护 4 2 坚持生态防治 强化水源保护 在密云水库泥沙防治过程中 坚 持生态防治 强化水源保护 坚持从水源保护中防沙 从防沙过程 万方数据 分 析 与 研 究 北 京 水 务 2 0 1 2年 第 4期 中保护水 源 密 云水 库泥沙 淤积 可能造成 有害物 质 沉积于库底 使水质和环境受到污染 密云水库上游 的保水 拦沙和水源保护工程建设 保障密云水库水 质保持在国家二级饮用水源标准 在水库上游支流建 设透水型谷坊坝 透水型拦沙坝等水源保护工程 既 减少 了面源污染 保护 了水 源 又缓洪拦 沙保证 清水 入 库 同时 坚 持 把人 治 理 与生 态 自我修 复相 结 合 发 挥水利水保 工程在 生态建设 中的基 础作用 近 年来 封山育林有 效地 防治 了水 土流失 减少 了入库 泥沙 4 3 建设清洁小流域 加快水土流失防治进程 减少沙源 继 续 坚持 清 洁 小 流域 建 设 构 筑 水 土保 持 三 道 防 线 远 山 高 山 区 以封 山育 林 为 主 结合 营造 水 源 涵养 林 形 成 第 一 道 防线 浅 山丘 陵 区 由于 植 被稀少 土层薄且坡面较破碎 水土流失严重 以 营造水土保持林为主 建立第二道 防线 近山缓坡 区 土 层 较厚 以发 展 山地 经 济林 为 主 开挖 水 平 条 田 栽植干鲜果树等 形成第 道 防线 从 1 9 9 8 年 开始 在 密云 水 库 流域 应 用林 农 业 综 合措 施 建 立植被恢复 近 自然森林经营 中幼林抚育 封山 育林 生 态果 园和 生 态小 流 域综 合 治 理 等 6个 可 推 广林 业 经 营技 术 模 式 有 效 改 善 了密 云 水库 流 域 生 态环境 使森林覆盖率显著提高 水源保护林 的生 态 服务 功 能充 分 显 示 流 域 内 没有 发 生 过 山洪 泥 石 流灾害 水土流失也 明显减轻 提 高了入库水质 减少 了入库泥 沙 4 4 建设涵养林和生态湿地 控制水土流失 水土流失与植被覆盖率存在密切的联 系 对北 京市山区研究 植被覆盖率与泥沙流失量呈负相关 当植 被 覆盖 率 6 0 8 0 地 面 坡度 3 5 时 沙土 流 失 量 1 0 5 m s k mz 植 被覆 盖率 6 0 地 面坡度 3 0 时 沙 土流失量 4 9 0 0 m3 k i n l 7 植被 覆盖率3 0 地 面坡度 3 0 时 沙土流失 量1 5 9 0 0 m3 k m 2 7 因此 加 强对现有林木的封育保护 在水 库 干支 流 内加 速植 树 造林 通过 乔 灌 草 相结合的林木结构布局 增 强 林木 整 体 涵养 水 源 功 能 防止裸 露 土 壤 经雨 水 冲刷造成水土流失 减轻洪涝泥石流灾害 防止雨 水 泥石流输送 泥沙入库 对潮 白河入库 口因水 位下 降造成 的滩地采取保护与治理相结合 的办法 禁 止 种植 作 物 和采 砂 依靠 自然 修 复能 力 恢 复湿 地 生 态系统 防止泥 沙人库 4 5 坚持治理开发和预防保护相结合的治理措施 多年来 密云水库上游水土保持治理取得了一定 效果 但是随着经济的发展 新的水土流失现象也 日 趋 严重 流域内取土 挖沙 采石 采矿很少有水土保 持 措施 严重地破坏了地貌植被 库 区山场承包者为追求 经济效益 放弃涵养水源能力强的树种而广泛栽种经济 林 株木间距加大 依山铺垫道路破坏中层和底层植被 地表土壤裸露 裸露土壤经雨水 冲刷造成水土流失 因 此 坚持把治理开发和预防保护相结合 制止破坏林草 植被 依法保护水土和林草资源 整体推进生态环境建 设 通过多部门联合执法加强对取土 挖沙 采石及采 矿等 的治理 控制人为造成 的水土流失 同时 改变 目 前 山场承包的混乱局面 保障植被 自然生长 涵养水源 5建 议 1 加强人库泥沙监测 从监测项 目和泥沙测 量 方 式 两方 面 人手 准确 地 掌 握入 库 泥 沙变 化 情况 和入库 泥沙 量 2 加大生态涵养林 的治理和建设的力度 涵 养水源 防治水土流失 通过建设 治理和保护相 结合 保证涵养林持续健康发展 3 探 索泥沙 防治新 措施 水 库泥 沙产生 的 根 源 是 水 土 流 失 水 土 流失 防治 措 施 从 投 资