郭 娟
(陜西省涇惠渠管理局西郊水庫(kù)抽水站 陜西 三原 710038)
陜西地處西北地區(qū),河道來(lái)水常攜帶大量泥沙,因此,抽水站進(jìn)水渠道普遍存在大量淤積的問(wèn)題。再加之抽水站的進(jìn)水渠道多為深挖方,地下水位偏高,清淤工作本身的進(jìn)行非常困難。進(jìn)水渠道的嚴(yán)重淤積,必然導(dǎo)致正常輸水能力減小,長(zhǎng)期影響農(nóng)田灌溉。因此,解決這一問(wèn)題已刻不容緩。文中筆者將結(jié)合涇惠渠西郊水庫(kù)抽水站的實(shí)際,分析淤積原因,并探討可行的對(duì)策。
涇惠渠西郊水庫(kù)位于縣城以西約2km的清峪河干流上,壩址以上流域面積1018.40km2。水庫(kù)以涇惠渠北干一支渠退水和區(qū)間徑流為水源進(jìn)行調(diào)蓄,該水庫(kù)以農(nóng)業(yè)灌溉為主,并具有防洪、養(yǎng)殖、旅游、遠(yuǎn)期給三原縣城供水等綜合效益,建成后可灌溉農(nóng)田3.24萬(wàn)畝,改善涇惠渠灌區(qū)面積20.7萬(wàn)畝。西郊水庫(kù)抽水站位于水庫(kù)大壩上游右岸,距壩軸線約400m,主要由泵車、坡道、輸水管道、出水池、牽引設(shè)備及控制房組成。安裝600QGW2880—24新型潛水泵六臺(tái),單機(jī)容量280kW,總裝機(jī)容量1680kW,設(shè)計(jì)揚(yáng)程25.2m,設(shè)計(jì)抽水流量4.8m3/s,加大流量5.67m3/s。
西郊水庫(kù)抽水站以西郊水庫(kù)的蓄水為水源,水庫(kù)的泥沙含量大必然導(dǎo)致抽水站的淤積嚴(yán)重。
西郊水庫(kù)位于冶峪河與清峪河交匯處下游,經(jīng)上游諸水庫(kù)調(diào)蓄,進(jìn)入清河的水流表現(xiàn)為水少沙多,汛期水沙集中,非汛期水量稀少,甚至斷流的特點(diǎn)。其多年平均徑流量?jī)H為736.0萬(wàn)m3,而多年平均輸沙量39.0萬(wàn)t,年平均含沙量高達(dá)53kg/m3,該值較之著名的黃河三門峽水庫(kù)入庫(kù)含沙量還高出15kg/m3。
其次,西郊水庫(kù)是清河上的最后一級(jí)梯級(jí),每年在引用清水徑流的同時(shí),將有大量泥沙泄入。例如,黑松林、前咀子、馮村、官山及賈河灘等五座存在著不同淤積程度的水庫(kù)(表1),在當(dāng)前水保措施還不能有效控制水土流失的情況下,這幾座水庫(kù)為保持庫(kù)容必須蓄清排渾。以1997年7月2日洪水為例,賈河灘水庫(kù)入庫(kù)水量98萬(wàn)m3,入庫(kù)沙量29.0萬(wàn)m3,除滯洪落淤12.0萬(wàn)m3外,其余17.0萬(wàn)m3泥沙全部泄入下游的西郊水庫(kù)。
從抽水灌區(qū)進(jìn)水渠道運(yùn)用的實(shí)際情況看,淤積原因常表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面∶
(1)渠道輸沙能力降低導(dǎo)致淤積。
灌區(qū)抽水時(shí),為了節(jié)約水頭,將渠道比降值設(shè)計(jì)得較小。其必然導(dǎo)致渠道的自身輸沙能力降低,再加之抽水站進(jìn)水渠處流速減小,以至淤積加劇。
(2)超含沙限引水。
當(dāng)遭遇持續(xù)大旱時(shí),轄區(qū)內(nèi)農(nóng)作物生長(zhǎng)急需用水,處于農(nóng)田灌溉的緊要關(guān)頭。此時(shí),往往超含沙限引水用水以緩解旱情,卻造成了進(jìn)水渠淤積。
(3)泵站運(yùn)行水位偏高。
造成泵站水位高的原因常見(jiàn)的有兩種。其一是在泵站運(yùn)行中,片面追求“高效,低耗”,采取高水位運(yùn)行;二是由于有些泵站機(jī)組設(shè)計(jì)上的原因,在低水位運(yùn)行時(shí),出現(xiàn)機(jī)組振動(dòng)和氣蝕問(wèn)題,不得不采取高水位運(yùn)行。
(4)水量調(diào)配不合理。
水量調(diào)配不合理,來(lái)水過(guò)大,站前進(jìn)水渠產(chǎn)生塞水現(xiàn)象,大量的泥沙沉淀致使淤積加劇。
從以上淤積原因分析可以看出,既有水工設(shè)計(jì)方面的因素,也有泵站設(shè)計(jì)方面的原因,而更主要的則是運(yùn)行管理方面的問(wèn)題。對(duì)已建成的抽水站,有條件的可以在泵站改造中適當(dāng)考慮,而沒(méi)有條件改造的,加強(qiáng)抽水站抽水渠道的運(yùn)行管理,也是減少淤積的有力措施。下面筆者將主要從抽水渠道管理運(yùn)用的角度,分析減少淤積的措施。
表1 西郊水庫(kù)上游部分水庫(kù)淤積情況
在西郊水庫(kù)抽水站的灌溉管理實(shí)踐中,曾對(duì)解決抽水站前進(jìn)水渠道淤積問(wèn)題做了一些工作,也取得了一些效果。另外,筆者曾就該問(wèn)題與其他抽水站的工作人員也進(jìn)行了探討和學(xué)習(xí),以下將一并總結(jié)。
(1)定期對(duì)水庫(kù)泥沙清除。
西郊水庫(kù)是一座季調(diào)節(jié)水庫(kù),根據(jù)水庫(kù)運(yùn)用方式,每年9月至10月水庫(kù)將處于空庫(kù)運(yùn)行狀態(tài),這一特點(diǎn)雖不適宜各類機(jī)械清淤設(shè)施運(yùn)作,但卻為橫向沖蝕技術(shù)應(yīng)用提供了必要條件。根據(jù)西郊水庫(kù)庫(kù)區(qū)地形特點(diǎn)及水庫(kù)淤積分布規(guī)律,雙河口以下3km~4km范圍為淤積物主要堆積區(qū),此處灘面開(kāi)闊,淤積層較厚,便于橫向沖蝕清淤。輸水渠渠首設(shè)置在西見(jiàn)村充水口下410m高程處,渠道沿右岸坡角分別向上下游延伸,有效長(zhǎng)度4.0km,清淤時(shí),由充水口控制引水,沖刷水流通過(guò)渠道內(nèi)側(cè)泄水口經(jīng)灘地直泄主槽,淤灘將在沖刷水流橫向切割下,逐漸被破離并隨水流排出庫(kù)外。
(2)制定渠道水位運(yùn)行監(jiān)控機(jī)制,并密切配合以恰當(dāng)?shù)臋C(jī)電操作和灌溉方式。
即在機(jī)房?jī)?nèi)配備水位觀測(cè)設(shè)備,以來(lái)水為條件控制水位,由抽水人員具體操作,并詳細(xì)記錄數(shù)據(jù)。水位控制表按明渠均勻流分工計(jì)算。該方法在北馮抽水站1999年的夏灌中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),在行水含沙量達(dá)8.5%的情況下,站前進(jìn)水渠淤積厚度僅0.03m~0.1m,約為往年淤積厚度的1/100。此后,該方法還解決了馮家山東干二支崔家抽水站、總干一支九斗抽水站站前淤積問(wèn)題,均有不錯(cuò)的效果。
(3)重視站前攔污柵的清污工作。
定期清理攔污柵將是降低淤積的最直接措施。據(jù)筆者調(diào)查,當(dāng)柴草堵塞攔污柵后,許多抽水站攔污柵前后水位落差高達(dá)0.8m~1.0m,也就相當(dāng)于將渠道水位抬高了0.8m~1.0m,從而造成渠道淤積或加重淤積。
(4)合理地調(diào)配水量,最大限度地減少流量運(yùn)行時(shí)間。
小流量引水時(shí),渠道水位低于抽水站最低設(shè)計(jì)水位,泵站必然先塑水然后才能處于運(yùn)行狀態(tài),這樣將不僅造成站前進(jìn)水渠道淤積,還會(huì)造成渠系的淤積。因此,制定調(diào)配水量時(shí)要盡量避免小流量運(yùn)行。當(dāng)來(lái)水水量不足時(shí),應(yīng)及時(shí)采取應(yīng)變措施,改續(xù)灌為輪灌。
(5)加強(qiáng)渠道的管護(hù)清障工作。
加強(qiáng)渠道管護(hù),減少站前進(jìn)水渠道淤積和渠系淤積。對(duì)于渠道管護(hù),應(yīng)該按照設(shè)計(jì)要求,及時(shí)清除雜草,減小渠道糙率,提高流速。這將是減少淤積的有效措施,特別對(duì)于站前深挖方渠道,由于清淤困難,又常有積水,往往雜草繁多旺盛,就更要重視除草,通過(guò)徹底清淤保證斷面達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,確保渠道的設(shè)計(jì)過(guò)水能力。
抽水站前進(jìn)水渠道淤積是抽水灌區(qū)普遍存在的問(wèn)題,除抽水泵站設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮多種影響因素外,對(duì)于已建成的泵站,加強(qiáng)管理措施嚴(yán)控淤積方為上策。甚至即使有好的設(shè)計(jì),仍然需要加強(qiáng)管理措施,否則,設(shè)計(jì)再好的渠道也會(huì)因管理不善而淤積,不能發(fā)揮預(yù)期的工程效益。陜西水利