把一个模块放在水流中间模拟大坝,受坝体阻拦,上游的水逐渐开始形成堆积,底部也产生了许多泥沙。
随着河床的升高,底部的泥沙越来越多,并开始逐渐向下游输送。
一段时间过后,下游的水位开始迅速上涨产生了回水效应,并逐渐与上游的水位齐平,形成了地上悬河,此时的河道两岸是最容易发生洪涝灾害的。
例如我国三门峡水库在修建之初,就曾因泥沙淤积的问题而造成了黄河回水,使上游潼关的河床淤高了4.5米。这时就要着重处理大坝的排沙了。
那么水坝是怎样排沙的呢?机械排沙时通常会采用挖掘机、抓斗船和环卫船等机械设备。
挖掘机通过铲斗将泥沙挖出,抓斗船通过抓取淤泥砂砾进行清除,最后环卫船再通过吸污管道,将水库里的淤泥砂砾给吸出来。这套流程的排沙效率最高且作业速度还快,唯一的缺点就是存在着一定难度和风险,必须是专业人员才能操作。
另外,还可以通过人工的劳动力来进行排沙作业,这就是全靠人工挖沙和舀沙了。虽然工作量大效率低,但是相比机械排沙来说更安全,成本也更低,比较适合小规模的水库排沙使用。
除此之外,还可以通过在坝底设置闸门对水库进行分流,使水流在经过闸门时,带走内部的杂质和砂砾。但是对于大型水库来说,得修建多少个闸门才能顾得上那么大的流量呢。
如果这三个方法你都觉得麻烦,没关系还有最后一种方法。在水库的出口处设置一个混凝土槽,利用水流的冲击力将淤泥和砂砾冲走。这个混凝土槽的造型一定得是倾斜式,或者是环形式的。因为这样就可以根据水库的实际情况,来进行选择和使用了。
采用这种方法可以有效的清除水库里的杂质,只不过还要定期对混凝土槽进行清理和维护。
拿我们上面提到的三门峡水库来说吧。为了给大坝排沙,1964年对其进行了第一次改建。工程师强行在大坝的坝底,炸开了“两洞四管”用来泄流排沙。5年后又进行了第二次改建,这次在上一次的基础上又炸开了8个孔洞。采用“蓄清排浑”的调度方式,通过大尺寸的泄洪深孔将泥沙冲走,这才解决了水坝的淤砂隐患。
2003年到2019年间,三峡水库的泥沙量已经累计超过了18亿吨,并且每年还在以1亿吨的速度递增着。看完这些数据,你知道水坝排沙的重要性了吧。