河南省宿鴨湖水庫淤積情況及成因分析

朱洪儒

（河南駐馬店市宿鴨湖水庫管理局 汝南 463300）

河南省宿鴨湖水庫淤積情況及成因分析

朱洪儒

（河南駐馬店市宿鴨湖水庫管理局 汝南 463300）

宿鴨湖水庫為駐馬店境內平原水庫，為汝河干流控制工程。庫區淤積情況對水庫運行影響較大。本文結合水庫建庫前后庫容曲線的變化以及庫區實測淤積情況，分析計算了水庫淤積量，并對庫區淤積變化及成因進行了詳細剖析，為庫區運行管理提供了參考。

平原水庫 泥沙淤積 庫容曲線 成因分析

1 水庫概況

宿鴨湖水庫位于河南省駐馬店市汝南縣城西6km處，屬淮河流域大洪河支流汝河干流控制工程，控制流域面積4498km2。水庫工程于1958年2月20日開工，同年8月20日建成。至2015年，共進行六次除險加固，現工程標準為100年一遇洪水設計，1000年一遇洪水校核。設計水位57.23m，相應庫容11.68億m3；校核水位58.64m，相應庫容16.38億m3；興利水位52.84m，相應水面面積130km2。水庫大壩為均質土壩，全長34.202km，最大壩高18m，一般壩高7～10m，是一座以防洪為主，結合灌溉、發電、養殖、旅游等多項目綜合利用的大（1）型平原水利工程。庫區分為北庫和南庫兩部分，中間以人工開挖的引洪道相連，北庫為主要庫區，南庫庫容較小，兩座泄洪閘均位于南庫。

2 庫區淤積測驗情況

宿鴨湖水庫建庫后沒有系統完整的實測淤積資料。2009年水庫第六次除險加固時，僅對常水位以上進行了測量，但未涉及水下部分，2015年年底對水下泥沙淤積進行了較為全面的測量工作。

3 水庫泥沙淤積分析

3.1 由庫容曲線變化推求淤積量

宿鴨湖水庫自建庫以來庫容曲線經歷了三次變化，分別是1980年、2007年和2015年。

1980年水位庫容曲線是根據1956年淮委實測1∶10000地形圖量算的，1975年、1977年及1980年作了南、北庫分界調整、延長和修正，1980年的修正成果作為1982年宿鴨湖水庫除險加固設計的依據以及水庫防汛調度運用的基礎資料。

2007年水位庫容曲線，水下部分是2007年底實測的，水上部分是根據河南省測繪局1997年9月航攝、2003年7月調繪的航測圖量算的，水上與水下部分測量的分界高程為51.84m。

2015年水位庫容曲線采用的是實測庫底高程推求成果。2015年測量成果僅對北庫53.84m以下淤積部分進行了實際測量，北庫53.85m高程以上及南庫部分仍然采用2007年成果。

此次分析挑選1980年、2015年水位庫容曲線進行對比。北庫、南庫及全庫新老庫容對比曲線見圖1～3。

圖1 宿鴨湖水庫北庫庫容曲線圖

圖2 宿鴨湖水庫南庫庫容曲線圖

圖3 宿鴨湖水庫庫容曲線圖

由數據分析可知，相同水位下，新庫容較老庫容有著較為明顯的減少。2015年53.84m（原征地線54.0m）以下累計庫容減少4990萬m3，58.84m以下累計庫容減少6680萬m3。經南、北庫庫容曲線對比，基本情況是50m高程以上新庫容比老庫容偏小，愈往上新老庫容曲線相差愈小，水庫淤積絕大部分發生在北庫。南庫、北庫和總庫容對比情況如下：

南庫水位在50.00～56.00m之間，新庫容比老庫容大，在此水位區域南庫以沖刷為主，56.00m以上新庫容比老庫容小，至高水位58～59m時新庫容比老庫容減小約10.6%。北庫50.0m以上均為新庫容比老庫容小，減小幅度50.0m以下55.1%，53.84m以下減小13.9%，北庫是以淤積為主的；總庫容對比，50.0m以上均為新庫容比老庫容小，且愈往上減小量愈大，但減小的幅度愈小，沖淤趨勢和變化數量與北庫相當。

南庫的庫面狹小，水位53.0m處庫面面積為3.8km2，并且南庫和北庫的入庫洪水均由位于南庫的夏屯泄洪閘宣泄，同時水庫庫區由壤土構成，易受到洪水水流沖刷，因此南庫庫區56.0m以下常遇到洪水沖刷，沖刷后庫容變大是合理的。

北庫的庫面開闊，水位53.0m處庫面面積為121.3km2，且北庫至泄洪閘之間長約30km，泥沙易在庫內沉積，所以北庫常年泥沙淤積、庫容減小是合理的。

經宿鴨湖水庫南、北庫新老庫容沖淤曲線對比，可知水庫淤積絕大部分發生在北庫，且南庫50～56m新庫容比老庫容大，56m以上新庫容比老庫容小，南庫以沖刷為主，北庫則以淤積為主，北庫53.84m以下庫容減少5570萬m3，死水位50.34m以下庫容為1398萬m3，死庫容淤積2762萬m3；因此，宿鴨湖水庫的泥沙淤積主要在北庫。

3.2 由實測資料推求淤積量

根據2015年實測水庫淤積深度等值圖，結合庫區地形等高線分布，計算出宿鴨湖水庫庫區實際淤積總量為7711萬m3，淤積量計算成果見表1。興利水位以下淤積7395萬m3，其中死水位以下淤積量為3834萬m3，占淤積量的51.85%，死水位至興利水位之間淤積3561萬m3，占淤積量的48.15%；興利水位以上淤積316萬m3，占淤積總量的4.10%。3.3泥沙淤積成果分析

表1 水庫北庫庫區實測淤積量計算表

根據上述淤積量推求成果，采用實測資料推求出的庫區淤積量為7711萬m3，其中興利水位52.84m以下淤積量7395萬m3，興利水位以上淤積量316萬m3，較采用庫容曲線推求出的淤積成果偏大。宿鴨湖水庫淤積量計算成果見表2。

由表2可以看出，興利水位52.84m以下兩種方法計算的淤積量差30.22%，興利水位52.84m與死水位50.34m之間淤積量差19.40%，死水位50.34m以下淤積量差40.27%。經分析，主要有以下原因：

（1）水庫建庫時，庫區主河槽有大面積的耕地，而死水位對應的水面面積52km2，經近60年庫水浸泡，腐殖土可能已變成淤泥，此次實測淤積的厚度可能包括這部分厚度及原河道淤泥部分，造成計算結果偏大。

（2）板橋水庫“75·8”特大洪水造成潰壩，潰壩中、前期洪水洪峰流量、流速大，后期洪峰流量小、流速變小，會造成潰壩洪水進入宿鴨湖水庫時先沖后淤，與原水位庫容關系存在偏差。

（3）宿鴨湖為平原水庫，庫區上游岸線長度約25km，邊坡較緩，死水位50.34m以下庫底邊坡為1∶3000～1∶1500，鑒于建庫之初測量工具、方法及技術手段等較為落后，也可能造成水庫庫容關系比較時存在偏差。

（4）2015年水位庫容曲線依據實測的水庫淤積深度計算，淤積深度等值線間距為0.5m，對計算結果也有精度方面的影響。

4 淤積成因分析

（1）自然因素形成。由于地理、地質條件，水庫上游部分地區土質較為疏松、植被相對稀少，從而引發水土流失，使得上游河流中含沙量較大。同時，在汛期雨水挾帶大量泥沙進入庫區，尤以水庫西部，大面積坡地水夾雜泥土進入庫區，造成水庫庫床淤積壅高、庫容減少。歷史上遭遇了二十多次較大洪水考驗，尤其是“75·8”等多次特大洪水，上游河道沖切滑塌、農田水土流失嚴重，大量泥沙等雜物沖入水庫。

（2）人為因素影響。水庫上游及周邊地區多為村莊，雖然水庫上游53.84m高程以下土地在20世紀90年代已經辦理過征地手續，但附近村民仍然在52.34～53.84m之間的區域進行耕種，水位退到哪里，就耕種到哪里，將原有河道改為耕地，使得河道原有的植被和卵石層被破壞，導致水庫上游及周邊地表巖土層的風化，引發水土流失，徑流攜帶泥沙進入水庫庫區。受城鎮化建設的影響，公路、住宅等工程項目的建設，加大了洪水的含沙量。建筑廢料、生活垃圾等也隨著河道進入庫區，而且很難通過泄洪排除，也加劇了水庫淤積和水質破壞。

（3）工程設施不足。由于水庫建于20世紀50年代，當時對河流泥沙特性和運動規律缺乏研究和認識，工程設計中未考慮設置排（沖）沙設施，進庫泥沙難以排出庫外。宿鴨湖作為平原水庫，庫床比降緩，庫面面積大，攔庫大壩長，上游來水進入庫區后，下泄緩慢，尤其北庫至泄洪閘之間長約30km，下泄通道過長，大量泥沙沉入庫區。

表2 宿鴨湖水庫庫區淤積量推求成果對比分析表

（4）運用條件限制。水庫淤積速度與運用方式密切相關。經研究分析，水庫排沙1m3需耗水10～20m3。宿鴨湖地區降雨量時空分布不均，水資源不足，水庫需首先滿足供水需求，需要水庫汛期攔洪蓄水，沒有蓄清排渾的水量條件，導致大部分泥沙滯留庫內。在管理運行中，由于北方缺水，每年第一場洪水含泥沙量最多，但往往是在庫容達到警戒水位才泄洪，致使洪水帶來的泥沙基本全部沉淀在水庫。

5 結語

宿鴨湖水庫自建庫運行以來，充分發揮了防洪效益和社會效益，給汝南縣及下游人民群眾生命財產安全提供了重要保障。近60年來，水庫庫區淤積量7395萬m3，年平均淤積量123萬m3。隨著庫區經濟社會發展，庫區水土流失可能加劇。為保護水庫發揮最大防洪效益及社會效益，建議一方面加大庫區水土保持力度，減少水土流失，另一方面加強水庫管理、優化水庫調度，以減少庫區淤積■