段孟惕
(陜西省寶雞峽引渭灌溉管理局,陜西 咸陽 712000)
寶雞峽北干渠始建于1958年,同年竣工,第二年4月投入運用。該渠從塬下總干16+850(即扶風孝母)處設閘引水,向北穿隴海線沿渭河階地塬邊開渠東行至涇陽狼溝退水入涇河,全長105.4 km。沿途地形復雜,深挖高填,溝道隱患較多,群眾叫它高干渠。設計流量25.3 m3/s,校核流量29 m3/s;渠道比降1/1500~1/3500。灌溉著扶風、楊凌、武功、興平、禮泉、秦都、渭城、涇陽、高陵等九縣區(qū)近70萬畝農(nóng)田。北干渠工程的投運,對渭北旱塬地區(qū)的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、經(jīng)濟發(fā)展起到了巨大的推動作用,結束了灌區(qū)十年九旱,人們靠天吃飯的歷史,社會經(jīng)濟效益非常顯著。
北干渠工程建成后,經(jīng)過近60年運行,由于受當時施工條件限制,工程建設標準低,加之投運后資金投入不足,維修養(yǎng)護跟不上等因素,一直帶病運行。首先是工程隱患多,險情時有發(fā)生。據(jù)不完全統(tǒng)計,放水后陸續(xù)發(fā)生決口百余次,鐵路交通兩度中斷,嚴重威脅沿線人民生命財產(chǎn)安全,影響下游群眾灌溉。例如2003年12月23日,北干渠72 km處突發(fā)潰穴淹地沖房,造成直接損失百余萬元,下游冬灌受到較大影響??上驳氖墙陙硎┬懈脑祉椖浚约按笮凸鄥^(qū)續(xù)建配套節(jié)水改造項目的大量投入,使問題有所緩解,成效初顯。但仍需加大改造規(guī)模和投入力度。二是渠道襯砌完好率偏低,北干渠全長105.75 km,已襯砌完好渠段不足80 km,主要是從安全角度出發(fā),襯砌改造部分險工填方渠段,而已經(jīng)襯砌的渠段因凍融及其它因素約有15%遭到破壞。三是渠道輸水能力下降,造成工程、灌溉效益銳減。北干渠原設計流量25.3 m3/s,近幾年的現(xiàn)狀是最大引水流量僅18 m3/s~20 m3/s,輸水能力下降近三分之一,小流量即形成渠道高水位,其淤積少則1 m3/延米以上,平均3.02 m3/延米,較嚴重處在3 m3/延米~4 m3/延米,最嚴重處達到6 m3/延米,淤積占過水面積的39%,北干渠淤積渠道長度達86.01 km,占渠道總長的82%。造成的直接后果是,楊凌電站從1999年投運發(fā)電以來均未滿負荷發(fā)電。同時每逢灌溉用水緊張時期,由于入渠泥沙和垃圾嚴重淤塞渠道,減少過水斷面,降低了輸水能力,因渠道淤積導致下游咸陽段缺水或斷流。
由于1975年寶雞峽與渭惠渠灌區(qū)兩局合并,隨著塬上渠道的擴建改建,使北干渠沿線部分抽水面積成為自流與抽水雙灌面積。在運行上因自流灌溉成本低的優(yōu)點向其傾斜,而以抽水補不足,這樣就縮短了北干渠大流量引水的時間。同時隨著種植結構及灌區(qū)經(jīng)濟發(fā)展,北干渠原灌溉面積逐年減少,灌溉用水量逐年下滑,長時間的小流量大斷面運行,造成渠道落淤。
北干渠除個別特殊段外,大部分渠段比降為1/3100~1/3500,沿途穿越大小溝道230余條,窯洞400多個,探挖高填方較多,從渠道試水起就決口不斷,不少渠段在運用中為了安全被迫改線,使彎道增多,比降更小。小比降使水的攜沙能力降低。彎道因受橫向環(huán)流的影響,凸岸落淤凹岸沖刷,這在北干渠沿線眾多的彎道中比比皆是。
北干渠共有各種橋梁,排洪渡槽180多座。上游段因渠道斷面大,所有橋及排洪渡槽均非一跨通過。隨著農(nóng)村實行責任制后,部分群眾禾桿入渠,形成橋腿掛淤,造成渠道雍水,流速降低,形成落淤。
北干渠沿線交通方便村莊較多,近年隨著村莊面積擴大,人口增多,產(chǎn)生的生活垃圾和農(nóng)村建筑垃圾較多,村民為了方便不分生活垃圾及建筑垃圾都傾倒在渠道內(nèi),屢禁不止。
北干渠沿線共有六座節(jié)制閘,在渠道行水期間,因抽水或發(fā)電不同程度的進行節(jié)制,當然它不是主要因素,一般短時節(jié)制形成的淤泥,當取消節(jié)制后,大部分會隨水流帶走。若節(jié)制的時間較長,就形成渠道落淤。
灌區(qū)渠道襯砌一次性投入較大,寶雞峽渠道在早期建設期間,因受資金等因素的限制,一般渠道很少進行防滲襯砌,大部分渠道為土渠,土渠糙率系數(shù)大,加之渠道年久失修,雜草叢生,糙率大大提高,這些都使得過流能力大大減小,在渠道引水含沙量較高時,容易造成淤積。
渠道淤積與流量流速關系較大,近年來,由于國民經(jīng)濟調(diào)整,灌區(qū)灌溉面積銳減,渠道引水遠遠達不到原設計流量,造成北干渠在實際運行中引水流量與原設計流量相差較大,造成大斷面過小流量,流速降低,其挾沙能力下降,造成渠道淤積。
由于寶雞峽灌區(qū)主要引渭河水,相對于用水需求,蓄水能力不足,渭河水因上游天雨等原因,含沙量較高,在灌溉用水期間,為了保證農(nóng)業(yè)灌溉用水,在渭河高含沙量期間也要引水灌溉,造成渠道淤積。
上述情況,由于資金短缺,養(yǎng)護維修不到位,使渠道淤積日積月累,造成了北干渠的目前狀況。其淤積量經(jīng)2006年5月初步調(diào)查測算在30萬m3左右。若一次性集中清理,費用巨大,管理單位難以承受。進行局部的小段清理,效果又不明顯。
北干渠的淤積,數(shù)量是驚人的,也是多方面因素造成的,在一次性足額投資不可能到位的情況下,切實可行的對策是:采取工程措施與非工程措施相結合的方式,合理安排,分段實施,綜合治理,以盡可能地達到設計輸水能力。
由于北干渠的淤積是全段不同程度的連續(xù)存在,間隔或小區(qū)段的清淤效果不顯,經(jīng)短時行水又會重新淤積。應結合灌區(qū)節(jié)水改造項目和維修養(yǎng)護資金投入,安排重點渠段的渠道改造同時,延長上下游清淤范圍。同時逐步改造跨渠橋梁,改多跨為一跨通過,使水流通暢,避免橋腿阻水形成掛淤。縱觀北干渠,有四條退水渠,相距20 km~30 km,宜以兩退水之間的干渠分段,集中清淤,或從下游向上,再分段實施,并適時安排適量退水以鞏固效果。這樣清理一段,鞏固一段,最后達到全線疏通。
一是禁止禾桿上渠,禁止垃圾入渠,強化水政執(zhí)法措施,從源頭上杜絕渠道淤積的人為因素。二是在日常管護中,加強對橋腿掛淤的清理,以減少局部阻水效應。三是每年冬春修停水期,重點應對渠道砼板伸縮縫止水進行維護和水草清理,以減少渠道行水糙率,已達到提高輸水能力的效果。
一是管理單位宜在日常維護中勤于清理勿使積少成多;二是運用中各抽水站節(jié)制閘的節(jié)制時間應合理控制;三是在以后的渠道改造中應采取裁彎取直的方式,盡可能減少彎道渠段數(shù)量,無法取直的彎道應加大彎道處水流流速,提高水流挾砂能力。
襯砌渠道不僅在防滲和抗擊沖力方面比土渠優(yōu)越,而且糙率減少,流速增大,提高了渠道的輸沙能力。根據(jù)有關實測資料統(tǒng)計,在斷面相同、比降相同的情況下,襯砌渠道流速較土渠可增大60%~70%,輸沙能力提高約20%。管理單位應加大對北干渠的改造力度,全面襯砌渠道,提高輸沙能力。
北干渠由于近幾年灌區(qū)面積減少等因素,渠道行大水時間減少。在灌區(qū)灌溉用水期間,要集中做好宣傳發(fā)動工作,用水調(diào)度集中,盡量使北干渠沿線各站集中用水,盡量達到設計流量,增大輸水流量,縮短用水時間,減少淤積。同時在渭河含沙量較小時,多引多蓄渭河水,盡量避開汛期含沙量高峰期引水,減少泥沙的引入。
北干渠的淤積問題是多方面因素造成的,也是長期積累的結果。隨著北干渠節(jié)水改造項目近年來的實施,渠道襯砌率不斷提高,險工填方段基本改造完成,使北干渠水流狀態(tài)得到了較大的改善,水流挾砂能力提高顯著,淤積問題有所改觀。
今后運行管理單位應切實采取措施,加大宣傳力度,動員沿線社會各界的力量,綜合治理,北干渠的淤積問題將會徹底得以解決,恢復北干渠的輸水能力。相信在不久的將來,北干渠會以嶄新的面貌,發(fā)揮其應有的工程效益。