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水工建筑物基础(第2版)
1.6.2.4 四、水库对周围环境的影响
四、水库对周围环境的影响

(一)水库对上游的影响

1.淹没与移民

每座水库都要在不同程度上淹没一部分土地,迁移一些库区移民。国家要安排好迁移的居民生活。但淹没区如有重要矿产、城镇、工业设施或有保护价值的古迹,就值得研究水位的标准是否合适。如辽宁省某水库因原定设计蓄水位影响本溪煤矿的煤区生产,只好降低水位采用低坝方案。对有纪念性的古迹建筑物可以加以保护和迁移,如河北省岗南水库回水影响了平山县西柏坡村。为保证工程效益,已确定的水库规模不变,只是将西柏坡村有纪念性的建筑物向高处迁移。

按淹没情况不同,可分为永久淹没区和临时淹没区。一般设计蓄水位以下的区域叫永久淹没区;以上至校核洪水位叫临时淹没区。永久淹没区的居民、生产企业等必须迁移,而在临时淹没区则应采取一定的防洪措施。这样,可以考虑分期、分批地迁移居民和生产企业。也有的将临时淹没区改种小麦,洪水来之前已收割。

2.地下水

水库蓄水以后,上游地下水位随之上升,为上游利用地下水灌溉创造了有利的条件,但也可能带来下列影响:

(1)由于地下水位的上升,可能引起耕地的盐碱化,导致农作物减产以致土地荒废。

(2)房屋地基被地下水浸润,可能发生下陷,房屋倒塌。

(3)当地下水露出时,使地表洼地成为沼泽,易造成农田渍害、孳生蚊虫。

针对这种情况,需要对设计方案进行综合优化论证。

3.岸坡坍塌

水库蓄水以后,在库区周边,由于浸润,加上风浪、冰凌的撞击、沿岸水流的冲刷,土质岸坡可能坍塌,有的水库岸坡坍塌宽度达数十米。这不但增加了水库的淤积,也威胁了岸坡附近的生产企业和居民点的安全。

一般土质的岸坡坍塌以后,岸坡变缓,可逐渐趋向稳定。

4.水库淤积

挟带泥沙的水流进入水库后,流速减小,挟沙能力减弱,泥沙颗粒会逐渐下沉,形成淤积。泥沙淤积将带来以下后果:

(1)库容损失,效益降低。大量的泥沙不仅淤积在死库容内,有时会侵占兴利库容,使水库的效益大大降低。

(2)淤积上延、水库“翘尾巴”。泥沙淤积有时上延超过水库的回水末端,这种现象称为“翘尾巴”。“翘尾巴”会引起河道水位抬高,回水延长,因而扩大了淹没范围。

(3)淤积航道、影响航运。水库泥沙淤积于通航建筑物上下游引航道或回水变动库段航道内,影响航运。

(4)进水口堵塞和过流部件磨损。水库淤积发展到一定程度,洪水带来的大量泥沙和水草在坝前造成进水口堵塞。泥沙还会使水轮机、金属闸门等过流部件严重磨损。

黄河三门峡水库由于淤积过快,以致不能按设计进行发电。黄河潼关附近泥沙淤5m厚,在渭河入库处形成拦门沙,坡降由约0.02%变为0.002%。自1960年以后渭河大堤不得不加高4次,共计10m多。

(二)水库对下游的影响

1.下游滩地的改善

由于水库控制了径流,使下游河流的洪涝灾害大为减轻,促使农业增产。另外一些常遭受洪涝灾害的河滩地、沼泽地会变成高产的农田。如丹江口水利枢纽修建后,虽然淹没了大片土地,但也使下游增加了一些新的可耕地。这种现象在修建大型水库时颇为显著。

2.下游河床的变形

由于水库对来水中的泥沙有澄清作用,水库下泄水流几乎不含泥沙或很少含泥沙。这样的清水有很强的冲刷能力,所以在坝下游很长一段河道内会受到强烈的冲刷,造成水位下降。下游水位下降可能引起以下后果:

(1)河水位下降,附近地区内的地下水位随之下降,土地干燥,甚至水井干涸,取水困难。

(2)原来的护岸工程及桥梁基础受到淘刷,影响临河建筑物的安全。

(3)原来的下游引水工程,由于水头降低,流量减少,不能取得足够的水量。

(4)水库水电站的尾水位降低,可能引起水轮机的汽蚀。

有的下游河道,即使无通航要求,也不应该使之干涸。在必要时,水库应放出一定的水量,维持生态平衡,保证鱼类生存。

3.下游流量的变化

水电站一般都负担电网峰荷,所以流量经常变化,以至造成下游水位暴涨暴落,严重时会影响下游的通航条件。