魏和友

【摘要】我国的水利工程建设事业已经有了非常重大的发展，水利工程的数量和规模也在不断的增大，同时，水利工程在日常的生活和生产中所发挥的作用也越来越明显，这也使得人们加大了对水利工程建设研究的力度，坝前泥沙淤积现象是大坝在运行中经常会出现的现象，但是这种现象如果得不到十分有效的控制，就很有可能出现严重的质量问题，影响大坝正常功能的发挥，这一问题在北方的小型水库中表现尤为明显，本文主要分析了坝前泥沙淤积对大坝基础渗流影响，以供参考和借鉴。

【关键词】水利工程；大坝；泥沙堆积；渗流问题

经过对多年工作经验的总结发现，一个水库如果在运行的过程中坝体基础的前方出现了泥沙堆积的现象会使得整个水库的运行质量受到非常大的不利影响，在这方面一个非常明显的表现就是水库整体的库容会明显的下降，同时大坝本身的防渗性能也大大下降，泥沙堆积的现象会使得水库的整体水位随着时间的推移而不断升高，同时水库整体的容量和其抗击冲击力的能力都会大大下降，但是这也并不代表其产生的都是负面的作用，这种现象对坝体本身防渗性能的提升有着比较积极的作用，对提高坝体的整体性也有着十分重要的作用，所以在对水利工程建设的过程中还必须要对坝前的泥沙淤积问题进行详细的分析，这样才能更好的保证水利工程的功能得以正常的发挥。

1、水利工程坝前泥沙淤积问题分析

在当前的水利工程建设中，尤其是一些北方的小型水库，通常在坝前都会有大量的泥沙堆积问题，这些泥沙会在水库运行的过程中对坝体产生非常大的冲击，这些泥沙会逐渐产生沉降现象，这样就在坝体上形成了一层非常好的防渗保护层，这些泥沙虽然给坝体的水平荷载造成了非常大的压力，但是其在实际的运行中却能够很好的提高坝体自身的防渗性能，尤其是在我国北方地区的一些中小型水库当中，这种作用也更加的明显，在这些小型水库当中要想建设一个非常稳固的防渗结构是存在着一定的难度的，但是采用这种方式来改进整个坝体的防渗性能是存在着非常大的优势的，工程的质量得到了更加有效的保障，同时，工程整体的施工量也减少了很多。

对我国水利工程施工和建设的现状进行详细的分析就可以发现，很多水利工程在坝前出现淤泥堆积现象之后，在坝体的下方位置都会出现渗流量大大减小的情况，时间足够长的话，这种问题就不再成为一种问题，在这个时候，水库坝体在水平荷载方面会承受着非常大的压力，同时水库自身的容量也会在这一过程中受到非常不利的影响，但是这一过程中所产生的积极影响已经远远超过了其所带来的不利影响。

2、坝前泥沙淤积对大坝基础渗流影响进行分析

在我国北方某水利工程的建设中，大坝的主体结构是石坝组成的，工程中，大坝的高度是160m，而且该大坝位于泥沙含量非常大的河流上游，在对相关问题进行分析和对数据进行统计的过程中发现，坝前的泥沙淤积造就已经超过了120m，所以在工程的建设中，为了能够更好的利用坝前淤泥形成的一个天然的防渗屏障，在进行坝体设计的过程中要对整个结构的整体性和安全性以及水平方向上的荷载都进行了严格的控制，同时也采取了比较有效的措施对其水库本身的容量进行了有效的处理，在对此工程进行施工的过程中，水库在进行蓄水之后，泥沙的粒径明显减小，通常都是细粉砂，这也给坝体的防渗形成了良好的保护层，这样也给工程的稳定运行提供了更好的条件。

2.1水库蓄水初期

2.1.1坝前泥沙淤积

某水库在蓄水之前坝前库底的高程是132米，在经过了蓄水过程之后，泥沙的淤积也逐渐严重，随着时间的推移，坝前的泥沙淤积也逐渐的增高，研究人员每年的测量工作中都会发现泥沙淤积量在不断的增加，同时还有很多的变化是更加微观的，随着淤积厚度的不断增加，水库的需水量也在不断的减少。

2.1.2坝前淤积铺盖防渗效果

某水库自下闸蓄水到2003年7月，水库最高水位为240.87m。埋设在大坝帷幕前河床覆盖层中的基础渗压计P81的观测水位反映了经淤积铺盖消减后的坝前基础水位，库水位与P81测值之差反映了淤积铺盖的防渗效果。

从1999年10月水库开始蓄水到2001年8月，库水位与P81水位差总体上随库水位上升而增加、随库水位下降而减小，2000年11月8日，上游三门峡水库进行拉沙运用，某坝前淤积明显，导致库水位与P81水位差突增16.4m，坝前其他渗压计读数也普遍下降，表明蓄水初期坝前泥沙淤积对大坝基础防渗效果显著。随着坝前泥沙淤积厚度增加速度的放缓或停滞，这种变化在2002年9月～2003年7月库水位在230m以下时已变得不明显。

2.2高水位时期

2003年后，汛期受“华西秋雨”影响，某水库水位快速上升，10月15日达到265.48m，超出前期最高水位（240.87m）24.61m，距水库设计最高水位275m不足10m。2004～2006年，水库最高水位分别为261.99、263.41m和256.32m，水库进入高水位运行期。

2.2.1坝前泥沙淤积

在2006年的11月份，对某大坝坝前的淤泥进行测量之后发现其高程为182.5米，这一数值比2003年同期升高了4米左右，這样就使得其已经超过了前期所有水位，所以水库在这一时期也进入了传统意义上的高水位运行期，坝前的淤积面还是水平面，泥沙的粒径大小也没有在这一过程中产生任何的变化。

2.2.2坝前淤积铺盖防渗效果

坝前泥沙淤积铺盖防渗效果可以用水头削减比率来表示。水头削减比率是指淤积铺盖所削减的水头（库水位与铺盖下P81测值之差）与大坝上下游水位差之比（用百分数来表示）。

经过2003年汛后首次高水位运行以后，某水库坝前淤积铺盖水头削减比率与库水位的变化呈反比关系，随库水位升高而减小、随库水位降低而增加；随着高水位运行时间的延长，淤积铺盖的水头削减比率变化幅度也逐步减小，2006年以来一直稳定在50%～75%，也就是说，从坝基防渗来讲，淤积铺盖削减了大坝工作水头的一半以上，说明坝前淤积铺盖的防渗效果较好。

2.3初步分析意见

某大坝防渗系统的设计原则为“以垂直防渗为主、水平防渗为辅”。水库最初3年蓄水位相对较低的情况下，随着坝前泥沙的快速淤积，库区水平淤积铺盖初步形成并逐渐固结，这对于防止水库从库底垂直向下渗流的效果非常明显；随着坝前三角区淤积的完成，淤积面上升速度逐渐变缓甚至停滞，在经过3个蓄水期高水位运行以后，淤积铺盖对坝基的防渗效果随库水位升高而减小、库水位降低而增加，随高水位运行时间的延长，淤积铺盖的防渗效果逐渐稳定，淤积铺盖削减了大坝工作水头的一半以上。

3、结束语

总之，经过工作研究表现出该水库在蓄水的初期就发生快速的淤泥堆积，坝前的垂直防渗漏效果十分明显；在坝前的三角区域淤泥堆积完毕后。淤积铺盖的对大坝的总体防渗漏效果伴随着水库的体位提高而减小、库区水位的降低而增加，并随着水坝长时间高水位运行，泥沙的淤泥负担了大坝工作的百分之五十以上，这个过程中十分有效的利用了水库坝前淤积的泥沙，从而形成一个天然的防渗层来加强大坝的防渗工作。

参考文献

[1]曾庆华.蓄清排浑的水库运用方式不能解决三峡库尾的泥沙淤积问题[J].大自然探索，1986（04）.

[2]黄新凯，张清芬.水坝之争[J].大自然，2006（04）.