新疆猛进水库清淤方案比选

袁喜泉

(乌鲁木齐市水利勘测设计院(有限责任公司)，乌鲁木齐 830049)

1 项目概况

猛进水库是五家渠灌区的龙头水库，位于乌鲁木齐河下游，五家渠市东南3 km处。地理坐标E87°25′-E87°39′，N44°09′-N44°41′。它与下游的八一、沙山子两水库相互调节，共同承担五家渠灌区的灌溉任务，担负着上游乌鲁木齐河、老龙河、头屯河分洪调洪任务，确保五家渠市防洪安全。猛进水库引蓄乌鲁木齐河、头屯河、老龙河来水及上游的泉水，控制灌溉面积2×104hm2，上一年11月上旬关闸蓄水，当年4月上旬开闸放水，夏季水库以灌溉为主，兼顾防洪。水库属Ⅲ等中型工程，主要建筑物为3级，次要建筑物为4级。洪水标准为50年一遇设计，300年一遇校核。

水库自 1956运行至2010年，共淤积3 132×104m3，平均年淤积57.8×104m3，淤积量占设计总库容的48.0%，严重影响下游城镇防洪安全，制约当地经济发展，清淤工作刻不容缓。

2 选址原则及方案

2.1 选择原则

猛进水库工程在经历半个多世纪的运行及后期除险加固，并随着兵团农六师五家渠市城市建设的迅猛发展，本次猛进水库清淤工程在选址上应充分结合猛进水库的管理和淤积现状以及淤积物组成和形态，使选择的水库清淤方案符合城市防洪和农业、工业供水的要求。根据工程量、施工条件、工期、投资、环境影响、运行条件等因素，本次清淤工程的选址主要综合考虑以下原则：

1) 在摸清猛进水库淤积型态和淤积分布、淤积物组成的基础上，提出切实可行的清淤方案。

2) 在库区平剖面上因淤施清，充分清除兴利库容范围内的淤积质，保证供水质量。

3) 施工期不得影响五家渠市的城市、工业和五家渠灌区农业供水质量，保证正常供水安全。

4) 尽可能符合水库运行的要求进行分区清淤，结合国内的清淤机械设备条件，合理安排施工方法，必要时结合施工试验完善施工参数，以降低工程投资。

5) 必须考虑施工尾水回收，不得排弃。

6) 充分利用水库的地形、地质、气象及水库运行条件，合理安排施工期。

7) 合理安排清淤物质堆放场地的位置、排距，分析其合理利用的潜力。

8) 对于国内已有的成功清淤经验进行充分调研、考察、咨询，使本次清淤工程的清淤措施合理、完善。

9) 充分考虑猛进水库清淤工程的经济效益和融资来源。

2.2 选择方案

猛进水库库盘范围均属于青格达湖湿地自然保护区范围，根据测量及地勘资料，结合青格达湖湿地自然保护区功能区划分，按1956年猛进水库建库时正常蓄水位回水线范围计算，猛进水库淤积质分布情况如下(图1)：

图1 猛进水库淤积分布图

1) 湿地缓冲区1(现状库盘水域范围)淤积量：467.24×104m3。

2) 湿地核心区淤积量：1 419.72×104m3。

3) 湿地缓冲区2淤积量：375.02×104m3。

4) 湿地实验区淤积量：816.66×104m3。

5) 非湿地保护区：53.04×104m3。

6) 淤积量合计：3 131.68×104m3。

湿地核心区与湿地缓冲区2范围内不允许大面积进行清淤工程，只允许在乌鲁木齐河入库口、头屯河入库口、老龙河入库口至水库深水区之间及回水线附近清淤打通50 m宽过水通道；湿地缓冲区1为现状库盘水域范围，允许进行水库清淤工程。经计算，现状在青格达湖湿地自然保护区允许条件下进行打通水道及湿地缓冲区1范围内允许清淤总量为641×104m3。

根据以上情况，确定猛进水库清淤工程选址范围为现状在青格达湖湿地自然保护区允许条件下进行打通水道及湿地缓冲区1范围内允许清淤总量为641×104m3的清淤工作。

3 清淤工程方案比选

3.1 方案一

方案一：腾库晾晒后，采用挖掘机直接挖掘。但由于猛进水库是以五家渠灌区骨干水利系统工程中以灌溉为主的龙头水库，每年春灌前，水库必须按正常蓄水位蓄水，以保证垦区2×104hm2耕地的灌溉用水，水库无放空晒库的可能性。在水库低水位运行期，部分淤积质成为滩涂露出水面，但由于地下水位较高，淤积质颗粒较细，短期露出水面也无法完全固结，承载力不足，虽可采用两栖式挖掘机挖掘，但运输车辆无法进入，也无法进行挖除。

3.2 方案二

方案二：水力冲淤，猛进水库无专门泄洪设施，洪水通过放水涵洞下泄，经总分水闸和猛进干渠一支联合闸将洪水分成3条通道向下排泄，分别是八一引水渠通道、沙山子引水渠通道、猛进干渠通道。

现状猛进水库无水力冲淤设施，即使新建冲沙洞，水库水面较大，距冲沙洞远处淤积质无法进入冲沙洞；近处能进入冲沙洞的水库下泄淤积质也将进入下游干渠、八一水库和沙山子水库，增加下游水利设施的泥沙淤积。因此，猛进水库不具备水力冲淤的条件。

3.3 方案三

方案三：在不采用加高增容的条件下，采取选择合适的具有自排功能的水上清淤设备，在水库正常运行期间进行水上清淤恢复部分库容。

鉴于水库在当地灌溉系统中不可替代的作用以及其自身特点，方案三是现阶段较为合理可行的，本次推荐方案三采用水上清淤设备清淤。

通过现场情况经济比选，当排送距离小于1.5 km时无合适的堆放场地，加大排送距离或进行淤积质二次倒运至其他场地投放，工程将加大投资投资。采用清淤船将库内淤积质清除后将淤积质排送至水面附近约1.5 km处堆放最为经济合理。

4 工程总体方案比选

根据猛进水库淤积情况，通过现场踏勘调查水库周边地形、地形图测量资料，结合实际情况，猛进水库清淤工程初步考虑以下两种方案：

4.1 方案一：纯清淤方案

在现状条件下开展清淤工程，将打通水道及湿地缓冲区1范围内641×104m3淤积质采用绞吸式清淤船全部清除，清除的淤积质根据经济排距情况选择堆料区就近堆放，其中缓冲区1范围内95×104m3淤积质吹填至猛进水库大坝坝后排水渠与大坝之间，堆放高度低于坝顶2 m，缓冲区1范围内剩余部分淤积质372.23×104m3堆放于头屯河入水口西侧湿地保护实验区的集中堆土区；打通水道部分淤积质共计86.52×104m3可堆放于头屯河入水口西侧湿地保护实验区的集中堆土区，打通水道剩余部分淤积质共计87.23×104m3可沿水库回水线边界吹填成土堤，清淤工程总计可恢复库容641×104m3，其余清淤工作后期逐步开展。

4.2 方案二：清淤结合猛进水库坝体加高方案

在现状条件下开展清淤工程，将打通水道及湿地缓冲区1范围内641×104m3淤积质采用绞吸式清淤船全部清除，清除的淤积质用于加高、加固水库大坝，在提高正常蓄水位约1.85 m前提下，结合清淤共可恢复库容3 132×104m3。

具体比选内容详见表1。

由表1可知，现状条件下，方案一：纯清淤方案虽然仅能恢复641×104m3库容，但工程内容单一，施工程序简单，实施难度小，不会带来其他安全问题。由于水库淤积是周而复始的过程，无法一次性永久解决问题，采用清淤方案，可根据需要循环实施，以满足长久需要。因此，采用该方案虽不能完全解决规划库容不足与需水要求的矛盾，但可大大缓解该矛盾，有效保护自然环境是十分可行的。

方案二：清淤结合猛进水库坝体加高方案，虽然可根据本次需要增加所需库容，且可充分利用本次清淤后的淤积质，摊薄本次工程单方水投资成本。但从长远来看，加高坝体无法永久性解决水库淤积问题，后期仍需进行清淤工作。而且坝体加高，水库特征水位将发生变化，改变了原水库大坝设计工况，对坝体安全影响较大。

通过分析，本次猛进水库清淤工程确定采用方案一：纯清淤方案作为推荐方案。

5 结 语

全国仍有很多水库因泥沙淤积而处于报废的边缘，水库淤积损失的不仅是库容，更浪费了建造水库的优良坝址。选择新的坝址就要产生新的淹没和移民，投入巨大，并对生态造成破坏。猛进水库通过清淤方案的选择合理，不但达到恢复部分有效库容的目的，解决当地防洪压力，还有效地保护水源，促进当地经济、社会和谐发展。并且增加的库容可直接服务当地工农业的发展，造福边疆经济，并为新疆类似工程设计打下坚实的基础。