周彦洲，李华书，李吉涛

(襄阳市水文水资源勘测局，湖北 襄阳 441003)

1 概况

先觉庙水库位于湖北省随州市曾都区万店镇，1958年7月开工，1960年2月竣工，是一座以防汛抗旱、城市供水、农业灌溉为主要功能的大(二)型水库，具有多年调节功能. 从1990年起，该水库向随州市城区供水，供水人口达20多万. 因上游河流携带的泥沙在河道与水库交汇处形成了大面积的沙滩和淤泥，致使上游河道行洪受阻、水库有效库容减少，河床裸露、杂草丛生，生活垃圾、牲畜粪便、动物尸体在河床上随处可见，水源地的水量、水质、水生态环境等方面受到影响. 为保证随州市城区居民有一泓清澈、充沛、优质放心的水源，水库清淤已成当务之急.

水库基本情况 先觉庙水库承雨面积450km2，总库容2.748×108m3，其中调洪库容、兴利库容、死库容分别为1.083×108m3、1.566×108m3、0.099×108m3. 坝顶高程112.6m，最大坝高31.8m，坝顶长度550m. 校核、设计、正常、死水位分别为112.1m、110.4m、107.0m、90.0m. 设计灌溉面积6 000hm2，历年最大实灌面积3 333hm2. 设计日供水能力9×104t，实际供水能力7×104t，取水口高程93.8m、输水管线长14.8km.[1]

水库水位 1961年3月—2010年12月，历年最高水位为108.05m(1963年)，最低水位为91.72m(1979年).[2]

水库来水量 根据水库下游塔儿湾水文站1956—2008年径流量资料，分析计算先觉庙水库的多年平均来水量1.415 7×108m3，最大年来水量3.411×108m3(1956年)，最小年来水量2.038×107m3(1999年).[2]

水库供水保证程度 先觉庙水库具有多年调节能力，根据1961年3月—2010年12月水库库内长系列水位观测资料，在1978—1979年有203天的水位低于取水口高程，保证率达98.9%. 2006年水库除险加固后，又优化了水库调度规程，优先保证城市供水.[2]

水库淤积量与级配 先觉庙水库多年平均悬移质 3.32×104～6.64×104t/a，多年平均推移质 5.0×103～1.99×104t/a，减少库容 1.17×106～2.58×106m3，占水库兴利库容的 0.7%～1.6%.[3]

通过对现场采集底泥样品的级配曲线分析，粒径小于75μm的颗粒含量(泥量)占样品总量的5%～8%.粒径75μm～4.75 mm的岩石颗粒(沙量)占样品总量的60%.

水库天然水质与清淤试验现场水质 清淤作业扰动底泥，引起水库天然水体的色度、浑浊度和悬浮物超标，还可能把沉积在库底、河底的重金属离子重新带入水中，造成水库水质的二次污染. 为此在库区上游清淤试验现场采集水样和底泥样品，分析底泥的颗粒级配曲线、检测底泥重金属指标，分析色度、浊度、悬浮物等指标影响范围和持续时间，为水库清淤的可行性提供科学依据并制定相应方案.

2005年5月—2011年9月水质监测资料表明，水库水质总体良好，基本项目I~II类水质，饮用水源地补充项目均符合水质要求[4-5]. 2011年9月10日，在天然状态和清淤作业试验现场同时采集水样，进行水质同步对比检测，检测及评价结果见表1—表3.

表1 先觉庙水库水质同步检测评价表 /(mg/)

表2 先觉庙水库水质同步检测评价表 /(mg/l)

表3 先觉庙水库水质同步检测评价表 /(mg/l)

水库底质 2011年9月采集先觉庙水库底质，经自然风干和前置处理后检测其重金属的含量见表4，水库底质符合土壤环境质量一级标准，基本保持自然背景水平，适用于集中式生活饮用水源地[6].

表4 先觉庙水库底泥重金属检测评价表 /(mg/kg)

2 清淤作业水质影响分析

水质比对监测表明，清淤作业引起水库天然水体的色度、浑浊度和悬浮物显著增高. 经实验分析，计算出水库清淤作业时色度、浑浊度和悬浮物指标的影响范围和持续时间.

2.1 水质影响时间分析

生活饮用水卫生标准中水质感官指标主要包括色度、浑浊度等指标[7]，悬浮物是色度、浑浊度主要影响因素之一.

1)色度：前5h色度降低的速率较快，12h可达到15度水质的基本要求，48h可恢复至天然状态. 2)浑浊度：前3～5h浊度降低的速率较快，48～72h可达到1度水质的基本要求，恢复至天然状态需要72h以上. 3)悬浮物：粒径大于0.5mm悬浮物在1～3h内均可沉积在库底，较小粒径的悬浮物沉降速度慢，影响时间约3～5d[8].

2.2 水质影响范围分析

先觉庙水库水面宽广，水库内的水流流速甚微，几乎为静止状态. 根据污染物在水中稀释、扩散规律，采用不均匀混合水质模型计算，模型参数选用悬浮物.

1)水库扩散的水质模型. 对难降解污染物，采用圆柱形座标，扩散方程[9]为：

2)污染物的影响范围. 水库清淤作业时造成作业点的悬浮物浓度超标，平面形成以作业点为中心浓度逐渐向四周衰减的污染区域. 垂向随时间不同、悬浮物浓度不同，成对数曲线形状的浓度分布. 在无风、上游来水很小的条件下，通过模型计算发现：对于粒径小于0.5mm的悬浮物平面影响直径为530～1 100m.

3 清淤方案与水资源保护

3.1 清淤方案

保证水源地的水质安全是进行水库疏浚清淤的前提条件. 因此，清淤总体方案：

1)划定清淤位置、范围，严格限制清淤船只数量和作业方式. 2)根据水库上游来水和库内水位情况确定清淤作业时间. 3)按照先上游后下游，先河道后库区的顺序进行清淤，减少清淤作业形成新的淤积.

3.2 水资源保护措施

在清淤和运淤过程中必须制定加应的行之有效的水资源保护措施，加大水质监测力度，制定水资源保护的应急措施.

工程措施 1)作业船只一律采用内置发动机，防止动力燃油外泄. 2)预留500~800m的缓冲地带，减少清淤作业扰动水体. 3)运淤码头设置泥浆收集系统，做到多级沉淀处理、无污染、清水排放. 设置相应的隔离带和截污沟，防止雨水和运淤车的泥水进入库内.

非工程措施 1)按照规定的位置、时间、方式进行清淤作业；按照规定航线航行；按照核定的吨位载重；按照固定的位置卸载. 2)禁止清淤和运输作业的生活垃圾、杂物等排泄到水库中. 3)设置4~6个水质监测断面，按照不同水情和清淤工况进行水质监测. 4)编制应急预案，制定抢险措施，配备一定数量的拦油栅防止清淤作业和运输作业漏油事故的发生，并适时组织突发漏油事故的演练.

通过上述分析及相应的措施，可得如下结论：

1)清淤作业造成水库天然水体的色度、浑浊度和悬浮物显著增高. 2)色度12h可达基本要求，48h可恢复至天然状态；浑浊度48～72h可达到基本要求，恢复至天然状态需要72h以上；粒径大于0.5mm悬浮物在1～3h内均可沉积在库底，较小粒径的悬浮物沉降速度慢，影响时间约3～5d. 3)在无风、上游来水很小的条件下，对于粒径小于0.5mm的悬浮物平面影响直径530～1 100m. 4)按照划定的范围、时间、顺序、方式进行清淤，严格执行制定的水环境保护措施，将清淤工程带来的水质影响降低到最低限度，可达到清淤前水质现状，同时也为水库的可持续发展、长久利用奠定良好的基础.

[1] 湖北省水利厅. 湖北省大型水库基本资料汇编[Z]. 武汉: 湖北省水利厅, 1981.

[2] 中华人民共和国水利部水文局, 长江水利委员会. 中华人民共和国水文年鉴(1956—2010第6卷第16册)[Z]. 武汉: 长江水利委员会.

[3] 湖北省水利厅. 湖北省分县水土流失图册[Z]. 武汉: 湖北省水利厅, 2005.

[4] 国家环境保护总局, 国家质量监督检验检疫总局. GB3838-2002地表水环境质量标准[S]. 北京: 中国环境科学出版社, 2002.

[5] 中华人民共和国水利部. SL395-2007地表水环境质量评价技术规程[S]. 北京: 中国水利水电出版社, 2007.

[6] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. GB15618-1995土壤环境质量标准[S]. 北京: 中国标准出版社, 1995.

[7] 中华人民共和国卫生部, 中国国家标准化管理委员会. GB5749-2006生活饮用水卫生标准[S]. 北京:中国标准出版社, 2007.

[8] 张瑞瑾, 谢鉴衡, 陈文彪. 河流动力学[M]. 武汉: 武汉大学出版社2007: 9-15.

[9] 方子云. 水资源保护工作手册[M]. 南京: 河海大学出版社, 1988.