河南省宿鸭湖水库淤积成因分析及清淤扩容必要性探讨（水利）
董长兴
（驻马店市宿鸭湖水库管理局，河南驻马店 463300）
【摘要】 河南宿鸭湖水库是亚洲最大人工平原水库，库容16. 38亿m3，1958年建库以来，运行58年，淤积严重，本文对水库淤积进行实地测量和相关分析，提出清淤扩容的必要性。
【关键词】 宿鸭湖水库；淤积成因；清淤扩容
中图分类号：TV62 文章编号：1005-4774( 2016) 06-0067-03
1工程概况
宿鸭湖水库是一座以防洪为主，结合灌溉、发电、养殖、旅游等多项目综合利用的大(1)型水利枢纽工程。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。水库于1958年8月建成，工程标准为100年一遇洪水设计、1000年一遇洪水校核；死水位50. 34m（1985国家高程基准，下同），死库容0. 321亿m3；兴利水位52. 84m，兴利库容2.286亿m3；汛限水位52. 34m，相应库容1. 74亿m3；设计水位57. 23m，相应库容12. 61亿m3；校核水位58. 64m，相应库容16. 38亿m3。
水库多年来在防洪方面发挥了巨大作用，年平均控制下泄洪水9.6亿m3，有效保护了下游包括河南省驻马店市的汝南、平玉、新蔡、正阳4县和信阳市的部分县及安徽省的部分市县工农业生产和人民生命安全，仅驻马店市4县就约有耕地370万亩、人口300多万。
2水库淤积现状及成因分析
2.1水库淤积现状
宿鸭湖水库淤积主要来源于板桥水库、薄山水库一宿鸭湖水库区间流域面积3156km2的来水来沙，同时受“75·8”历史特大洪水的影响，其入库泥沙组成较复杂。在“75·8”特大洪水中，板桥水库失事，水库建成23年以来的水库淤沙、大坝土方、区间河道冲切滑塌、农田水土流失、铁路、工矿企业、民房等大量泥沙、杂物均冲入宿鸭湖水库。由于宿鸭湖为平原水库，库床比降缓，库面面积大（设计洪水库容面积285km2、正常蓄水位库容面积125km2），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，加之宿鸭湖水库为洼地建坝而成，河道汇流，汛期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。为了解目前水库淤积状况，对新旧库容曲线进行对比分析，同时对淤积地形以及淤积分布等进行研究，经实测到2015年底水库共淤积7710万m3，其中，死水位以下淤积3834万m3，兴利水位以下淤积7395万m3，减少兴利库容3561万m3。
2.2淤积成因分析
结合宿鸭湖水库的实际情况，认为水库淤积成因主要有以下几方面：
a．自然因素形成。由于地理、地质条件，水库E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，尤以水库西部为甚．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。
b．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高程之间的区域进行耕种，水位退到哪里，耕种就跟到哪里，将原有河道改为耕地，使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风化，引发水土流失，径流携带泥沙进入水库库区。城镇化中公路、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。
c．工程设施不足。由于宿鸭湖水库建于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，工程设计中未考虑没置排（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。
d．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，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。在运行管理中，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。
e．“75·8”特大洪水淤积影响。历史上，宿鸭湖水库遭遇了20多次较大洪水考验，其中尤以“75·8”特大洪水最为严重。1975年8月，水库经受罕见的“75·8”洪水考验。最大24h入库洪量10. 182×108m3（7日21时-8日20时）。8日1时，板桥水库长372m大坝溃决，深度达30多m。最大入库洪峰达24500m3/s，入库洪水总量达20多亿m3。在这次洪水中，上游水利工程、铁路工程、交通工程、工厂、民房、山体、土地等遭到严重破坏，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，因此，“75·8”特大洪
水造成的淤积是形成宿鸭湖淤积的重要原因。
3 水库淤积影响及清淤扩容必要性研究
3.1概述
泥沙淤积使水库不断受到功能性、安全性和综合效益下降的影响。泥沙淤积对水库的影响可分为社会影响、经济影响和生态环境影响，包括减少水库有效库容、削弱水库功能、影响库尾河道形态、降低水库安全等级和水质等级等。
泥沙淤积侵占调节库容，导致水库有效库容损失，使水库功能削弱。防洪库容减少导致水库防洪标准降低，兴利库容减少导致水库供水能力、供水保证率、发电保证率等降低，严重时甚至丧失部分功能。变动回水使宽浅河段主流摆动或移位，影响库区通航保证率、航道等级。
泥沙淤积上延造成库尾河床抬高，河道水位抬升，水面比降和流速减小，河槽过水能力降低，河道形态发生改变。河道水位抬高还会增加水库淹没损失，引起两岸地下水位升高，加重土地盐碱化。
泥沙淤积影响水工建筑物等的安全，如船闸、引航道、水轮机进口、引水口、水轮机叶片、拦污栅等。进入电站引水管的泥沙会加剧对过水建筑物和水轮机的磨损，影响建筑物和设备的效率和寿命。附着在泥沙上的污染物影响水库水质。泥沙本身是一种非点源污染物，同时也是有机物、铵离子、磷酸盐、重金属以及其他有毒有害物质的主要携带者，这些污染物进入水库，将会给库区水质造成不良影响。
3.2.1 兴利的需要
根据201 5年实测水库淤积深度等值线图，死水位以下淤积3834万m3，兴利水位以下淤积7395万m3，而且水库淤积还在逐年加大。宿鸭湖水库多年平均来水量93613万m3，现状能满足灌区80万亩农田的灌溉用水量；随着驻马店市社会经济的发展，水资源供需矛盾也日趋突出，工业、生活、生态环境需水量逐年增加，新的发展形势对宿鸭湖提出了新的兴利要求。根据现状水库的淤积情况进行兴利调节计算：河道基流按多年平均径流量的5%下放，农业灌溉保证率仅为68%；河道基流按多年平均径流量的5%下放，增加城市供水3650万m3，则农业灌溉保证率仅为59%，均不满足灌区农业灌溉设计保证率75%的要求。
《驻马店市水利发展“十三五”规划》已将宿鸭湖水库供水列入市区用水规划和生态用水调节计划，对宿鸭湖水库的兴利提出了新的要求，以满足区域社会经济的可持续发展。
现状兴利调节成果：
a．保持农业灌溉面积80万亩，经调节计算，满足灌溉设计保证率75%要求。
b．河道基流分别按多年平均径流量的5%和10%下放，经调节计算，按满足农业设计保证率75%的要求，仅可满足70万亩和53万亩耕地的灌溉用水量。
c．河道基流分别按多年平均径流量的5%和10%下放，增加城市用水量3650万m3，按满足城市用水保证率95%和农业设计保证率75%的要求，仅可满足55万亩和41万亩耕地的灌溉用水量。
水库现状兴利调节成果见下表。
清淤扩容后兴利调节成果：满足农业设计保证率75%的面积80万亩，95%保证率的城市、生态和周边县乡用水量7300万m3及河道基流4630万m3（5%的多年平均径流量），经调节计算，需新增库容10950万m3，结合清淤进行扩容。
3.2.2 改善生态的需要
库容淤积问题不仅严重影响了水库的防洪和兴利效益，同时，由于水深小于2m的面积为61.8 km2占47. 5%，水深小于1m的面积为32. 7km2占25. 2%，大面积的库区常年水深小于2m，也造成了库区内大面积杂草、芦苇丛生。根据2009-2015年库区水质监测数据与评价成果分析，近年各项水质指标中5日生化需氧量及氨氮两项超标严重，其他指标均基本达标。水质成果显示库区水体富营养化严重，水质下降，生态环境破坏，如任此发展，不加以改善，原来的天水一色、雁鸭齐鸣景色将会成为历史。
水库设计之初没有考虑下游河道的生态基流。为改善和修复下游河道生态环境，带动和实现河流及下游流域的生态文明建设，实现资源环境的可持续利用，该次清淤扩容后为下游提供稳定可靠的河道生态基流量。
3.2.3社会经济发展的需要
由于驻马店市属于缺水地区，可利用水资源有限；随着社会经济的发展，用水量逐年增大，水资源供需矛盾日趋突出，制约了社会经济的可持续发展。
宿鸭湖水库清淤扩容工程在不占用基本农田和不影响防洪任务的情况下，扩大兴利库容，不但可提高灌溉和城镇用水保证程度，缓解水资源供需矛盾，构建稳固的城乡安全供水体系，为城镇化进展、社会主义新农村建设和全面建成小康社会与町持续发展奠定坚实基础；还可以改善水库水质，极大改善库区生态以及水库小流域气候条件，打造生态湿地，带动旅游业发展。
宿鸭湖清淤扩容工程的实施对于充分利用当地水资源，发展灌溉，解决当地水资源短缺问题，保障区域经济社会可持续发展具有重要作用。因此，宿鸭湖水库清淤工程，实为造福于一方的利民工程，是非常必要的。
3.2.4驻马店城市规划的需要
根据已经批复的驻马店总体发展规划，按照市政府提出的“一中心，五组团”发展理念，宿鸭湖水库是驻马店总体发展规划生态系统核心区。沿水库迁赔线54. 0m高程修建25km沿湖公路，与驻马店市纬十路、置地大道、中华路相连接，市区距离湖区最近距离不到6km，最远也只有15km，水库清淤扩容后，水体变清，绿波荡漾，把城市和水库自身特性相结合，很大程度改善了驻马店的生态环境，大大提高驻马店的品味和发展空间，给今后驻马店发展带来巨大的财富。
