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探析无水清淤和水力清淤在水库治理中的应用

文档作者：赵象旭文档来源：凉州区西营河水利管理处		更新日期： 2026年06月13日	点击数：
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LOW CARBON WORLD 2024/5
探析无水清淤和水力清淤在水库治理中的应用
赵象旭
（凉州区西营河水利管理处，甘肃 武威 733000）
【摘 要】水库淤积严重影响其灌溉尧供水和防洪功能遥 随着水资源需求增长和对生态环境保护重视程度提
高袁如何有效治理水库淤积袁确保水库高效安全运行袁已成为亟待解决的关键问题遥 以西营河水库为例袁对无
水清淤与水力清淤两种淤积治理技术进行研究袁分别提出了无水清淤与水力清淤的淤积治理方案袁以期为水
库淤积治理工程提供科学依据和实践指导遥
【关键词】无水清淤曰水力清淤曰水库治理
【中图分类号】TV697.31 【文献标识码】A 【文章编号】2095-2066（2024）05-0031-03
图 2 西营河水库不同年份淤积库容曲线
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2015
2010
2005
2000
1995
1990
0 100 200 300 400 500 600 700
淤积库容/万m3
0 引言
西营河水库是武威市重要的水利设施，承担着
灌溉、供水及防洪等多重功能。近年来，由于长期积
淀导致水库库容减少，水库的正常运行和下游生态
系统受到了严峻挑战。为了解决这一问题，本文围绕
无水清淤和水力清淤两种技术的应用进行了深入探
讨，旨在找到有效的解决方案，恢复水库功能，保证
下游地区的水安全。
1 西营河水库概况
西营河水库位于武威市凉州区西营镇三沟村四
沟嘴，距离城区约 40 km，始建于 1970 年，主要构成
包括主坝、副坝、输水洞、泄洪洞和新泄洪洞。该水库
的主要功能是灌溉、防洪和供水，承担着灌区 9 个乡
镇 31.66 万亩农田灌溉和 11.02 万人的饮水安全责
任，同时负责向下游民勤地区调水。
西营河水库自建成以来，分别在1973年、1998 年
和 2017年进行过水下地形测量。西营河水库的总库
容为 1 250 万 m3，死库容为 362 万 m3，经过长期累
积，到 2017年，西营河水库总淤积量达到 627 万 m3。
其中，死水位以下淤积量为 362 万 m3，表明死库容已
几乎淤满。正常蓄水位至死水位之间的库容减小了
208 万 m3，减少的库容直接影响了水库的兴利库容，
即用于灌溉与供水的有效水量。此外，汛限水位至校
核洪水位之间的库容亦减小了 96 万 m3，导致水库的
调洪库容减小，严重影响了水库的供水能力及防洪
功能，无法满足人民饮水需求及农田灌溉需求，影响
23.24万亩农田及下游生态环境。西营河水库不同年
份库容曲线、淤积库容曲线分别如图 1、图 2 所示。
西营河水库库区的地形为“U”形河谷，库底宽
200~610 m，库长约2.4 km。淤积后，库区的底纵坡由
原来的 10.4译减小至 7译，淤积物对水流速度及河床
剖面有显著影响。因地处凉州区，已无新建水库的空
间，故需在原有水库基础上进行淤积治理以恢复部
分兴利库容，确保最大限度向下游供水[1]。
库区淤积物分区情况，其中，玉区位于库区中前
段，表层细粒土主要为砾砂、粗砂、粉砂及少量淤泥
互层混合物，夹有含泥砂砾石层透镜体，厚 2耀4 m，下
部粗粒土主要为含泥砂卵砾石，厚 5耀8 m。域区位于
库区中后段，表层细粒土主要为砾砂、粗砂、粉砂及
图1 西营河水库不同年份库容曲线
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20000 500 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000
校核洪水位
2 033.2 m
设计洪水位2 025.8 m
正常蓄水位2 025.5 m
初、末汛限水位2 020.8 m
主汛期汛限水位2 017.35 m
死水位2 012.7 m
原始库容曲线
2017 年实测库容曲线
库容/万 m3
低碳技术
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少量淤泥互层混合物，厚 0.5耀2 m，下部粗粒土主要
为含泥砂卵砾石，厚 2耀5 m。
淤积体主要呈长锥形，坝前淤积最大厚度约 10 m，
库区中部为 3~10 m，库尾部分较浅，厚度在0~3 m。
根据2017 年的测量数据，淤积最严重的部分位于坝
前及库中区域，因为河流带来的泥沙主要在这些区
域沉积[2]。淤积对水库的运行产生了双重影响，一方
面减小了水库的有效库容；另一方面也增加了水库
清淤的难度。
2 无水清淤的应用
2.1 无水清淤设计
无水清淤的关键在于选择合适的施工时机和地
点。根据西营河水库实际情况，无水清淤施工时间设
定为每年 11 月 15 日至次年 2 月 15 日，这一时段水
库处于枯水期，库区水位最低，有利于开展干地作
业。根据库区宽度划分 4 个施工区域，同时开工，以
提高施工效率[3]。此外，开挖深度控制在 4 m内，确保
施工安全及淤积物的有效移除。具体作业分区和开
挖断面设置基于详细地形及淤积分布数据确定，同
时确保各区均匀受力，避免施工期间因地质不稳定
引发安全问题。
2.2 施工机械与设备配置
在无水清淤施工机械选择方面，西营河水库主
要使用容量为 2 m3的挖掘机和20 t载重的自卸汽
车，这些机械设备能够有效应对库区的淤积物条件，
同时满足干地作业的需要[4]。所有设备均须经过严格
的性能检测和维护，确保其能够稳定运作。机械设备
的操作则由经验丰富的技术人员负责，技术人员需
根据库区地形及淤积分布进行精确操作，以达到最
佳的清淤效果。
2.3 无水清淤施工
（1）开挖作业。在西营河水库实施无水清淤施
工，要先进行开挖作业。使用容量为 2 m3的挖掘机，
专门用于库底细颗粒淤泥的开挖。每次开挖深度严
格控制在 4 m内，确保一年仅进行一次循环开挖，
以保证施工质量和安全。挖掘机开挖能力为每小时
150 m3，确保按计划完成每日的施工量。开挖区域
按库宽方向分为 4 个部分，同时开工，以提升作业
效率。
（2）材料运输。开挖后的淤泥通过 20 t载重的自
卸汽车运往指定的弃渣场。每辆自卸车的装载时间
约为 30 min，平均运输距离为 14.3 km。为保证运输
效率和行驶安全，施工期间在主要运输路线上铺设
防滑钢板，临时道路宽度保持在 6.5 m，每300 m设
一个错车道，长20 m，以满足施工期间的高频率运输
需求。
（3）运输道路维护与淤泥处理。在无水清淤施工
过程中，维护运输道路的稳定性至关重要。运输道路
使用粗颗粒物铺设，以确保运输安全和效率。道路维
护人员每日检查道路状况，及时处理可能的磨损或
损坏[5]。到达弃渣场的淤泥将在场地内均匀堆放，每
堆淤泥高度不超过 5 m，确保堆放稳定，防止滑移或
其他潜在风险。堆放时确保每层淤泥均匀铺展，有助
于后续的淤泥干燥和处理。
2.4 作业区条件控制
在无水清淤施工过程中，控制作业区的环境条
件至关重要。施工期间，必须确保作业区域的地质稳
定，通过地质勘探数据确定可能的风险区域，避开高
风险区域或采取加固措施。同时，施工现场的临时道
路需定期维护，确保施工车辆能够安全通行，特别是
在雨雪天气条件下。此外，由于作业区位于干燥区
域，需采取防尘措施，降低施工扬尘对周围环境的
影响。
3 水力清淤的应用
3.1 水力清淤设计
水力清淤设计中要根据西营河水库的形态及长
期冲刷历史确定清淤范围。设计中将清淤活动限定
在坝前 1 km 的范围内，以保证清淤过程中淤泥能有
效排出而不回淤至水库。清淤范围内年平均可清除
的细颗粒淤积物量为 26.67 万 m3，分为 3 个区域，分
别在3 个连续年度进行清淤。此外，要避免对生态环
境造成较大影响，选择在每年的 9—11 月进行，以利
用水库冬灌期间的水量进行清淤，确保清淤水量的
合理利用。
3.2 水力清淤实施条件
水力清淤实施需要满足特定的条件，确保清淤过
程的有效性与环境安全。首先，水量条件是核心，预计
每年的清淤水量需约 80万 m3，配合水库 3 750 万 m3
的下泄水量，以保证有足够的水流强度进行淤泥搬
运。其次，淤积物主要为细颗粒，适合用水力方式清
除[6]。最后，在操作中，必须确保将清淤时的水量和泥
沙含量控制在安全范围内，以避免对下游河道和生
态系统造成不利影响。
3.3 水力清淤实施
（1）设备部署与启动。水力清淤作业开始前，先
在指定的清淤起始点部署 200 m3/h 的绞吸式挖泥
船。挖泥船装备有铰刀系统，主要功能是切割和搅动
库底的细颗粒淤泥，便于水流带动。操作开始时，铰
低碳技术
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刀深入水底 3~4 m，根据底质和淤泥分布调整深度，
确保淤泥被充分搅动并进入水流。
（2）搅动与淤泥移动。绞吸式挖泥船通过铰刀绞
松底部淤泥后，通过船体内建的水力系统引导搅动
的淤泥，形成高含沙水流。含沙水流被引向特定的输
水洞，在水库的自然水流动力作用下有效地导出水
库。清淤作业沿预定的水流路径进行，从两侧向中心
逐步推进，每个清淤区域的宽度控制在 50 m内，确
保操作的精确性和效率。
（3）淤泥排放。绞吸式挖泥船每小时处理淤泥量
在 1 000~2 000 m3，同时监控淤泥排放过程中的水质
和含沙量，确保其符合环保标准。
完成一个区域的清淤后，移动到下一个指定区
域继续相同的操作流程。清淤工作依据水库水位和
淤积状况适时调整，包括船只的速度、铰刀的作用
深度和角度以及水流的强度等，以达到最佳的清淤
效果。
4 西营河水库清淤过程中的注意事项
4.1 清淤计划与调度优化
西营河水库清淤需制订详细的计划，确保作业
的高效与安全。清淤计划应基于水库当前淤积量及
历史淤积数据编制。根据最近一次测量，水库淤积量
达到 627 万 m3，清淤工作需在水位最低的枯水期进
行，通常定在11月至次年 2 月。在此期间，水库放水
量减少，可有效控制清淤作业对水库正常运行的影
响。清淤区域应划分为坝前、库中和库尾三大块，分
阶段实施，每个阶段的具体时间表和资源配置应事
先计划并严格执行，以优化作业流程和资源利用。
4.2 淤泥处理与处置策略
针对西营河水库清淤中产生的大量淤泥，制定
有效的处理与处置策略至关重要。淤泥应分类进行
环境友好处理。例如，将有机质含量高的淤泥用于土
壤改良，无害化处理后的淤泥可以作为建筑材料。淤
泥处置应遵守环保法规，防止二次污染。例如，淤泥
中重金属含量需定期检测，确保其符合《土壤环境质
量标准 农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB
15618—2018）。此外，淤泥处置场地应远离居民区和
生态敏感区，以降低对环境和社区的影响。
4.3 设备与人员安全管理
在西营河水库的清淤作业中，设备与人员的安
全管理不容忽视。所有参与清淤的设备，如挖掘机、
运输车辆等，必须经过严格的安全检查和维护，确保
其在复杂的作业环境中能够稳定运作。同时，为所有
操作人员提供全面的安全培训，特别是在应对设备
故障和紧急事故处理方面。安全措施还包括在作业
区域设置明显的安全警示和严格的进出管理，防止
非作业人员随意进入危险区域。
4.4 环境影响检测与评估
清淤过程中，对环境影响的持续检测与评估不
可或缺。西营河水库位于生态敏感区，清淤作业可能
对水质和周边生态系统造成影响。因此，应设立监测
站点，实时监控水质变化（如浊度、pH、溶解氧等指
标），并对生物多样性影响进行长期跟踪。通过数据
收集，评估清淤活动对水生生物栖息地的潜在影响，
必要时调整清淤策略，以降低环境影响。此外，与环
保机构紧密合作，确保所有清淤活动均符合环境保
护法律法规，有效保护水库及其周边环境。
5 结语
西营河水库面临的淤积问题通过无水清淤与水
力清淤两种方法得到了有效治理。无水清淤适用于
干季，能够大幅提高施工效率和安全性，是恢复水库
库容的有效途径。水力清淤则利用冬灌期间的水量
进行，较好地平衡了清淤效率与生态影响。西营河水
库淤积治理通过结合无水清淤与水力清淤两种方
法，3年内完成了共计208 万 m3的淤泥清除，有效提
升了水库的存水能力和防洪功能。其中，在坝前区
域，采用水力清淤方式，3 年内共清淤 80 万 m3，利用
自然水流动力，减少了对生态环境的干扰；在库中至
库尾的淤积区，实施了无水清淤，3 年累计清淤量达
128 万m3，恢复了水库的有效库容。此次治理实践表
明，合理选择清淤技术并因地制宜地应用是解决水
库淤积问题的关键。
参考文献
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作者简介院赵象旭（1975—），男，汉族，甘肃武威人，
本科，工程师，主要从事水利工程建设工作。
低碳技术
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