[发明专利]水库清淤防沙的梯级挡沙坝生态系统

说明书

技术领域

本发明属于水利工程领域，具体涉及一种水库清淤防沙的梯级挡沙坝生态系统，适用于中西部地区大型水库库区植被严重破坏、生态环境恶化、水土流失严重水库的淤积防治和生态治理工作。

本专利受水利部公益性行业科研专项项目“西部中小河流及其岸坡生态防治成套技术研究（No:201301022）”的资助。

背景技术

水库淤积是目前世界上水利水电建设中尚未解决的重大问题。近年来，国际大坝会议、国际灌溉排水会议、国际水力学会议以及许多国家都开始重视这一课题的研究。水库淤积是水流进入库区后，由于水深沿流程增加，水面坡度和流速沿流程减小，因而水流挟沙能力沿流程降低，出现泥沙淤积。水库淤积与许多因素有关，其中最主要的原因是水库蓄水后，库区和回水段的水深及过水断面积增大，水面坡度减小，导致库水流速减缓，输沙能力降低，其挟带的泥沙就部分或全部在水库库底沉积下来。虽然可以采取适当措施减缓淤积的速度，但是，水库淤积通常很难根治。水库淤积治理措施主要有水力排沙、水力冲刷和机械清淤三类。但是，现阶段清除库区中淤积泥沙的费用高于修建同体积水库的费用。减少水库淤积最根本的办法是做好流域内水土保持工作，利用植物屏障，减少流域内产沙量，并将泥沙挡淤在回水以上，本发明提出的技术可以从根源上减少来沙量，从而降低水库淤积量。

当前水库清淤技术基本为空白，而中国9万多座水库目前普遍存在淤积问题，尤其西北地区由于水土流失严重，水库严重淤积，如新疆克孜尔水库设计库容为7亿方，水库上世纪九十年代开始蓄水运行，到目前水库淤积量近2亿方，严重影响水库安全和正常运行，迫切需要提出可靠的水库清淤防淤技术解决水库严重淤积问题。在水库防淤方面中国目前常用的治理方法是建设淤地坝，淤地坝是指在水土流失地区各级沟道中，以拦泥淤地为目的而修建的坝工建筑物，其拦泥淤成的地叫坝地。淤地坝是当前中国黄土高原水土流失严重地区重要而独特的治理水土流失的工程体系，该工程体系建设在水库上游也可用于缓解水库淤积。

当前淤地坝主要坝型为黄土均质坝，有少量土石混合坝和石拱坝，筑坝建筑材料有一定要求，不能直接取自库区内原有淤积土，部分材料还需要外购。

发明内容

为了解决水库清淤治理难题，构建自然生态水库，本发明提供一种水库清淤防沙的梯级挡沙坝生态系统，结合包括库区水土流失治理和防护技术以及库区流域岸坡生态防治技术等在内的水库其它生态防护技术，提升水库生态防护水平，在减少水库上游水土流失的基础上，采用本技术实现水库清淤、泥沙拦挡与生态保护的有机结合，对解决水库淤积，改善水库及其流域生态环境将起到积极作用。

完成上述发明任务的技术方案是一种水库清淤防沙的梯级挡沙坝生态系统，其特征在于，操作如下：

在库区上游回水区外河段根据地形情况选择合理的位置作为挡沙坝修建的坝址，对修建挡沙坝的坝址进行简单分区域整平；所述的“挡沙坝修建的坝址”自上游到下游分为若干个梯级；每两个相邻的梯级之间的距离是5～10km（根据库区上游河道自然坡比确定，河道比较平缓的两个相邻的梯级之间距离适当增大，否则其距离减小）。

在清理整平好的河床采用大型水库清淤土充填袋技术分段分层建设充填袋挡沙坝下部坝体，上部采用石笼网建设挡沙坝上部坝体；

对挡沙坝表面进行生态恢复和防护，挡沙坝上、下游区域河流进行合理生态恢复，提升水库及其上游河流的自然生态水平，改善水库及其流域生态环境，解决水库淤积难题。

更优化和更具体地说，本发明的具体操作步骤如下：

⑴.在库区上游回水区外河段根据地形情况选择合理的位置作为挡沙坝修建的坝址，对修建挡沙坝的坝址进行简单分区域整平；所述的“挡沙坝修建的坝址”自上游到下游分为若干个梯级；每两个相邻的梯级之间的距离是5～10km（根据库区上游河道自然坡比确定，河道比较平缓的两个相邻的梯级之间距离适当增大，否则其距离减小）。

⑵.在清理整平好的河床采用大型充填袋技术分段分层充填2～4层（1～2m高）的充填袋挡沙坝下部坝体；

⑶.大型充填袋技术的充填施工工艺采用直接机械摊铺充填后，现场将土工布缝制成袋的施工工艺进行；

⑷.大型充填袋技术中充填入袋土料为水库清淤的水库淤积土，不仅可以实现水库清淤，而且实现水库清淤土的废弃土利用，具有良好的保护环境功效；

⑸.大型充填袋技术充填袋挡沙坝下部坝体完成后，在其上部采用石笼网建设挡沙坝上部坝体；