Процесс движения в речном потоке твёрдых частиц — взвешенных и влекомых наносов — является естественным природным процессом. Он вызван постепенной, но постоянно происходящей эрозией земной поверхности, а реки здесь выполняет функцию транспортирования вымытых частиц до морей или океанов, где эти частицы оседают на дно уже окончательно. Именно таким образом образуются речные дельты. Дельта Нила, к примеру, имеет протяжённость 170 км.
При строительстве речного водоподпорного гидроузла путь наносам преграждается, и практически весь их объём задерживается в водохранилище, образуемом гидроузлом. В ходе дальнейшей эксплуатации гидроузла лишь небольшая часть взвешенных частиц, оказывающихся в верхней части речного потока, проходит через водосбросные сооружения в нижний бьеф. Ориентировочно это 5―10 % от общей массы. Остальной объём наносов, принесённых из верховий реки, оседает в водохранилище. Для гидротехнических узлов, плотины которых перегораживают равнинные реки, наносонакопление практически не оказывает негативного влияния в связи с незначительностью годового объёма твёрдого стока, а также по причине сравнительно большого мёртвого объёма водохранилища (мёртвый объём — объём нижней части водной призмы водохранилища, отводимый под хранение наносов, и недоступный для опорожнения в связи с высотным расположением водосбросных/водосливных отверстий). Однако для гидроузлов, расположенных в предгорных и горных районах, вопрос отложения твёрдого стока в водохранилищах (т.е. их заиление) почти всегда стоит очень остро. Это связано с чрезвычайно большим содержанием наносов в воде горных рек — оно на много порядков превышает данный показатель у равнинных водотоков.
Процесс накопления наносов имеет непрерывный характер, остановить который невозможно. Более того, хозяйственная деятельность человека по облесению земель и интенсивному их использованию для целей сельского хозяйства только интенсифицирует естественные процессы выветривания и денудации. Свою долю в общий объем роста отложений добавляют активизирующиеся при наполнении водохранилища процессы эрозии его берегов — т.н. переработка берегов.
В любом случае рано или поздно мёртвый объём водохранилищ заполняется полностью. Дальнейшее поступление наносов приводит к повышению дна выше отметки УМО (уровня мёртвого объёма). Начиная с этого момента происходит уменьшение полезного объёма водохранилища, что нарушает нормальную эксплуатацию гидротехнического объекта в целом. Для предотвращения этого производят с помощью средств гидромеханизации удаление донных отложений.
Расчетный срок заиления мёртвого объёма определяется как:
tзаил = VМО / Vнанос.ср.год, лет,
где:
VМО — мёртвый объём водохранилища, м3;
Vнанос.ср.год ― среднегодовой объём наносов, м3:
Vнанос.ср.год = ρср.год ∙ W / γ;
ρср.год — среднегодовая мутность потока, г/м3;
W ― среднемноголетний речной сток, м3/год;
γ — удельный вес наносов, г/м3.
Величины среднегодовой мутности потока ρср.год, и объёмный вес наносов γ определяются по результатам специальных инженерных изысканий — наблюдений в течение одного года за мутностью потока (на различной глубине). Среднемноголетний речной сток W устанавливается по данным инженерно-гидрометеорологических изысканий.
При проектировании гидроузлов проблему отложения наносов частично удаётся решить посредством устройства в напорном фронте плотины глубинных водосбросов. Периодическое открытие затворов водосбросов способствует локальному промыву наносов. Особое инженерное искусство и знание гидравлических принципов плановой и высотной сегрегации твёрдых частиц в водном потоке приходится применять при проектировании напорных фронтов гидроузлов, располагающихся в горных районах. В таких гидротехнических объектах, помимо назначения комплекса специальных сложных промывных конструкций (например, водозаборы с донной решёткой) и отстойников, сама плановая компоновка в пределах створа должна способствовать целям сегрегации и удаления твёрдых частиц из водохранилища.