許志超

（山西省水利水電勘測設(shè)計研究院有限公司，山西 太原 030024）

汾河清水復(fù)流北趙聯(lián)接段工程，位于山西省西南部的河津市和萬榮縣境內(nèi)，工程起于汾河干流下游西范，至廟前入河口段結(jié)束，復(fù)流長度20.31 km。該段河床寬淺、水流散亂多變，主槽遷徙不定，為堆積游蕩性河道。工程區(qū)域內(nèi)主要水利工程有西范電灌站和廟前提水工程。

復(fù)流工程利用禹門口一級泵站改擴(kuò)建工程，向西范灌區(qū)、西范東擴(kuò)灌區(qū)、北趙灌區(qū)及汾河下游河道進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)水。輸水線路為禹門口一級泵站擴(kuò)建工程的渠道末端——汾河西范——廟前段。汾河西范——廟前段為本工程的清水復(fù)流段。

1 工程概況

汾河清水復(fù)流北趙聯(lián)接段工程，主要向西范及北趙灌區(qū)供水。目前萬榮縣西范灌區(qū)站前的黃河水是靠岸的，但隨著黃河、汾河護(hù)岸堵串工程的實(shí)施，將來只能從汾河提水，而汾河又常常斷流，現(xiàn)主要依靠河灘深井供水。北趙聯(lián)接段工程20 世紀(jì)90 年代的水源可研報告選擇的廟前和大石嘴兩個水源位置，現(xiàn)在均已脫流。因此，西范和北趙灌區(qū)急需新的灌溉水源工程。

汾河西范至廟前段為汾河下游末斷，根據(jù)汾河下游的河津水文站1956～2000 年的觀測資料，最小流量為0，多年平均斷流天數(shù)在20 d 左右。由于汾河下游段主要流經(jīng)經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)，河流納污量劇增，而匯流較少，河流自凈作用不明顯，因此河流污染最為嚴(yán)重，而且在河津、稷山、新絳汾河河谷一帶地下水超采嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境日益惡化。

根據(jù)《山西省水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)規(guī)劃》報告，汾河下游由引沁入汾工程進(jìn)行補(bǔ)水。沁河上建設(shè)的和川引水工程建成后，使沁河水自流至草峪嶺隧洞，出洞后進(jìn)入汾河支流洪安澗河。洪安澗河南支的工程有五馬水庫，考慮到和川引水工程和五馬水庫建成后，將與下游的曲亭水庫、澇河水庫和巨河水庫聯(lián)合運(yùn)用，以解決臨汾市古縣、堯都區(qū)、洪洞等地的工農(nóng)業(yè)需水要求。同時考慮到沁河本流域需水要求，近期汾河西范至河口段清水復(fù)流水量，考慮由汾河清水復(fù)流北趙聯(lián)接段工程進(jìn)行補(bǔ)充。

2 工程設(shè)計方案

工程線路起點(diǎn)位于禹門口沉沙池東南的一級站改擴(kuò)建工程的渠道末端，渠線沿黃河大堤外側(cè)，向南至清澗灣，跨過黃河大堤，橫穿清澗灣至大石咀，在大石咀處從黃河大堤越過，沿黃河大堤外側(cè)，繼續(xù)向南行至小石咀，沿小石咀處黃河清淤疏浚小北干流放淤試驗工程的輸沙渠東側(cè)，南行至放淤試驗工程的沉沙條渠后進(jìn)入，線路長10.608 km；在沉沙條渠中繼續(xù)南行7.051 km 后出，渠線向西南方向行3.866 km 至汾河大堤外；設(shè)節(jié)制分水閘，分別經(jīng)912 m 倒虹將水送入西范提水泵站一級站前池，或經(jīng)580 m 渠道將水送入汾河主河道(即西范入汾口)，再經(jīng)20.31 km 汾河天然河道，將水送至汾河入黃口，在入黃口設(shè)橡膠壩攔水，北趙引黃灌溉工程廟前一級站從橡膠壩庫區(qū)取水。本工程的三種設(shè)計方案分別是：首部沉沙池方案設(shè)計、利用放淤區(qū)沖沙設(shè)計和輸水渠加沉沙條渠設(shè)計。

2.1 首部沉沙池設(shè)計

從禹門口一級站改擴(kuò)建工程末端取水后直接進(jìn)入沉沙池，沉沙池共分五廂，其中四廂運(yùn)行，一廂沖沙；沉沙池寬90 m，深6.0 m，長180.72 m，沉沙后的水流經(jīng)22.105 km 渠道送入西范入汾口和西范一級站進(jìn)水前池；沉沙池中沉下的泥沙經(jīng)沖沙渠排入黃河邊灘。

該方案需新建渠道22.105 km，利用汾河天然河道長20.31 km，線路全長42.415 km。建筑物有沉沙池、節(jié)制沖沙閘各1 座；渡槽1 座，長150 m；西范節(jié)制分水閘1 座；向西范供水穿汾河倒虹吸1 座，長912 m；渠道與道路交叉處設(shè)置公路橋15 座，橋涵2 座，攔汾河橡膠壩1 座，壩長70 m。

2.2 利用放淤區(qū)沖沙設(shè)計

從禹門口一級站改擴(kuò)建工程末端取水，由渠道輸水10.608 km 后入放淤區(qū)，在放淤區(qū)的東圍堤內(nèi)側(cè)修建一廂條渠，條渠寬80 m，長7 051 m，條渠末尾設(shè)置渠道進(jìn)水閘和沖沙閘。清水從進(jìn)水閘進(jìn)入下游渠道，行4.446 km 到西范入汾口和西范一級站進(jìn)水前池，線路全長22.105 km。條渠沉滿沙后，利用灌溉間隙進(jìn)行沖沙，泥沙通過沖沙閘，進(jìn)入長2 230 m 的矩形沖沙渠，最后通過入黃河退水閘排入黃河。

沖沙條渠方案需新建渠道15.054 km，新建沖沙條渠7.051 km，利用汾河天然河道20.31 km，線路總長42.415 km。建筑物有節(jié)制沖沙閘1 座、渡槽1 座（長150 m）、沖沙條渠1 條、渠道進(jìn)水閘1 座、沖沙閘1 座、入黃退水閘1 座、沖沙渠1 條（長2.23 km）、西范節(jié)制分水閘1 座、向西范供水穿汾河倒虹吸1 座（長912 m）；渠道與道路交叉處設(shè)置公路橋15 座，橋涵2 座，攔汾河橡膠壩1 座，壩長70 m。

2.3 輸水渠加沉沙條渠方案

從禹門口一級站改擴(kuò)建工程末端取水后，由7.97 km 渠道將水送入黃委已建成的黃河小北干流放淤試驗工程的輸沙渠，經(jīng)2.6 km 將水引至放淤區(qū)，在放淤區(qū)首部修建節(jié)制進(jìn)水閘，沿放淤區(qū)左圍堤平行修建長7.051 km 的渠道和沉沙條渠。當(dāng)來水泥沙含量較大需要沉沙時即通過閘門控制，將水引入新修建的沉沙條渠內(nèi)進(jìn)行沉沙，清水通過沉沙條渠尾部設(shè)置的渠道進(jìn)水閘進(jìn)入下游渠道；當(dāng)來水泥沙含量小于35 kg/m3時，通過閘門控制將水直接引至下游渠道。

該方案新建渠道19.467 km，利用現(xiàn)有黃委輸沙渠2.6 km，新建沉沙條渠寬120 m、長7 051 m；利用汾河天然河道20.31 km，線路總長42.38 km。建筑物有節(jié)制沖沙閘1 座，渡槽1 座（長150 m），節(jié)制進(jìn)水閘1 座，渠道節(jié)制閘1 座，渠道進(jìn)水閘1 座，西范節(jié)制分水閘1 座，向西范供水穿汾河的倒虹吸1 座（長912 m），渠道與道路交叉處設(shè)置公路橋15 座、橋涵2 座，攔汾河橡膠壩1 座（長7.051 km）。

3 方案比較

首部沉沙池方案在渠首建沉沙池，經(jīng)過沉沙處理后的水再進(jìn)入渠道，不會造成渠道的嚴(yán)重淤積，極大地方便了渠道的運(yùn)行管理，而且沉沙池緊靠黃河大堤外側(cè)布置，也便于沉沙池沖沙，另外沉沙池長180.7 m，寬90 m，占地較少且為黃河灘地，工程量較小，但比較省內(nèi)、外黃河各段泥沙的處理方式及運(yùn)行經(jīng)驗，目前還沒有很好的泥沙解決辦法。該方案總投資38 793.30 萬元，其中工程占地補(bǔ)償投資7 659.9 萬元。

利用放淤區(qū)沖沙方案的條渠，布置在整個渠線的中下部，條渠前的10.608 km 渠道極易形成淤積，不便于渠道的運(yùn)行和管理；沖沙條渠長7 051 m，長度較大，也不便于水力沖沙，還需要結(jié)合機(jī)械擾動進(jìn)行沖沙，沖沙渠長2 230 m，不利于排沙；沉沙條渠和沖沙渠長度較大，工程占地和工程量也比較大。工程總投資44 992.91 萬元，其中工程占地補(bǔ)償投資為12 655.80 萬元。

輸水渠加沉沙條渠沉沙方案，在我省浪店輸水渠沉沙輸水工程中，取得了比較好的效果。該方式在泥沙含量不大時盡量利用渠道輸水，泥沙含量大于35 kg/m3時，再利用沉沙條渠沉沙。借鑒其他同類工程的經(jīng)驗，本工程主要考慮7～8 月份灌溉期引水的泥沙處理，實(shí)際實(shí)施可采用分廂沉沙，先征用一廂作為沉沙條渠，經(jīng)過運(yùn)行試驗后，根據(jù)運(yùn)行沉沙的效果和條渠淤積情況，再確定增加沉沙條渠和改進(jìn)措施。目前該方案工程總投資39 717 萬元，其中工程占地補(bǔ)償投資為15 142.43 萬元?？刹僮餍詮?qiáng)，運(yùn)行期可根據(jù)實(shí)際情況增加或減少條渠數(shù)。

4 結(jié)語

綜上比較分析，三個方案均能滿足輸水沉沙要求，但首部沉沙池方案、利用放淤區(qū)沖沙方案理論上雖能滿足要求，但考慮工程主要為灌溉期的泥沙處理，加之三個方案投資相差不大，最終確定三輸水渠加沉沙條渠方案作為本工程的首選方案。