朱中州,耿向斌
(中國(guó)水利水電第四工程局有限公司,青海 西寧 810007)
寶雞峽引渭灌溉工程是一個(gè)引水上渭北高源,灌溉農(nóng)田170萬(wàn)畝的大型水利工程。引水樞紐位于寶雞市以西11 km處渭河出谷的寶雞峽口,總干渠自渠首開(kāi)始,沿渭河北岸黃土塬坡蜿蜒東行,至眉縣常興車站附近上塬,此段長(zhǎng)98 km的渠段,稱為“塬邊渠道”[1]。寶雞峽98 km塬邊渠道位于寶雞峽灌區(qū)最上游,是全國(guó)十大引水灌區(qū)之一,是陜西省造福于民的最大水利工程,是寶雞市人工修建的最大的一條河流,它的存在守護(hù)了三秦之地的最大糧倉(cāng)[2-3]。該渠道自1971年建成通水,現(xiàn)已運(yùn)行近50 a[4]。工程自運(yùn)行以來(lái),對(duì)解決渭北高原的嚴(yán)重干旱問(wèn)題,改善當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件,對(duì)灌區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮了很大的作用[5]。寶雞峽塬上總干98 km 塬邊渠道從魏家堡發(fā)電站開(kāi)始,渠道常年處于運(yùn)行狀態(tài),由于未定期對(duì)渠道進(jìn)行垃圾清理,造成渠道淤堵,渠道輸水?dāng)嗝鏈p小,渠道糟率增大,影響輸水效率,亟需對(duì)渠道的淤堵進(jìn)行調(diào)研分析[6]。
在我國(guó)大中型灌區(qū),由于輸水渠道絕大多數(shù)采用明渠輸水,渠水中或多或少存在著漂浮物,如柴、草、垃圾等,若未定期對(duì)其清理,必然會(huì)造成渠道不同程度的淤堵,進(jìn)而影響灌渠輸水效率,還會(huì)對(duì)渠道結(jié)構(gòu)造成不同的破壞[7-9]。
2019年4月渠道停水后,對(duì)98 km沿線渠道進(jìn)行踏勘,同時(shí)對(duì)渠道及渠道附屬建筑物進(jìn)行了現(xiàn)狀調(diào)查,共發(fā)現(xiàn)112處渠道淤堵、75處橋下立柱垃圾吸附淤堵,共計(jì)淤堵處187處。
對(duì)98km塬邊渠道的187處淤堵情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)測(cè)量,按照淤堵程度(嚴(yán)重和一般)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)歸類,其中淤堵情況為一般的有172處(淤堵長(zhǎng)度小于20 m、橋拱未完全堵塞及其它淤堵體積較小的情況)[10-11],有15處淤堵嚴(yán)重的區(qū)域(淤堵嚴(yán)重是指淤堵長(zhǎng)度大于20 m,淤堵最大寬度大于3 m,超過(guò)渠道中線、單一橋拱淤堵高度超過(guò)1.5 m等淤堵體積較大的情況),統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。依據(jù)渠道斷面圖,確定淤堵所占比例,渠道淤堵占比示意圖見(jiàn)圖1。
圖1 渠道淤堵占比示意圖
分析表1渠道的垃圾種類可得,15處淤堵嚴(yán)重區(qū)域中有12處存在生活垃圾,說(shuō)明生活垃圾是造成寶雞峽98km源邊渠道淤堵的主要原因。
沿線對(duì)92座橋梁進(jìn)行了踏勘統(tǒng)計(jì),有75座橋梁下的立柱上盤附了大量生活垃圾,垃圾淤堵高度基本和水面持平,其中超過(guò)81.5%的橋梁立柱有淤堵,且淤堵較為嚴(yán)重。淤堵會(huì)使得水流的沖擊力加大,對(duì)橋梁的整體安全性具有較大影響,圖2為不同類型橋梁下發(fā)生的淤堵情況。
分析圖2不同橋梁橋墩淤堵情況可知,淤堵橋梁主要分布在居民區(qū),未及時(shí)清理的生垃圾在人為、風(fēng)和重力的作用下進(jìn)入渠道,垃圾沿著水流不斷移動(dòng),在橋梁的橋墩處盤附聚集,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的聚集會(huì)形成巨大的垃圾團(tuán)。來(lái)自上游的泥沙遇在垃圾團(tuán)處被滯留,隨著時(shí)間的推移,渠道的淤堵物質(zhì)就會(huì)越來(lái)越多,抬高水位,增大輸水糟率。
圖2 不同類型橋梁淤堵情況
沿線一共發(fā)現(xiàn)5處過(guò)水隧洞進(jìn)口、出口淤堵情況較為嚴(yán)重,分別為k7+232、k13+279金小堡隧洞、k16+495斗雞隧洞、k72+858南社頭隧洞、k78+640屈家臺(tái)隧洞,見(jiàn)圖3。沿線隧洞共計(jì)13個(gè),淤堵較嚴(yán)重占比38.5%。
圖3 隧洞進(jìn)口段淤堵
分析圖3各隧洞進(jìn)口段淤堵可得:在水力坡降較小處以建筑垃圾為主,在水力坡降較大處以樹(shù)枝雜物和生活垃圾為主。
對(duì)寶雞峽98 km塬邊渠道沿線多處淤堵情況進(jìn)行實(shí)地勘察,統(tǒng)計(jì)和分析可得出以下幾點(diǎn)結(jié)論:
(1)渠道淤堵嚴(yán)重區(qū)域主要分布在98km渠道的中上游段,該段渠道位于居民生活區(qū),造成渠道淤堵的原因較多,其中生活垃圾和建筑垃圾是主要因素,渠道淤堵嚴(yán)重。
(2)沿線所有橋梁下部橋柱上都盤附有生活垃圾和建筑垃圾,淤堵較為嚴(yán)重,淤堵造成水頭損失增大,對(duì)橋墩沖積力增大。
(3)15處淤堵嚴(yán)重地段,渠道過(guò)水能力明顯下降,淤積物壅高了渠道水位,致使水流速減慢,造成生活垃圾和建筑垃圾沉積,反而加劇了淤堵,形成惡性循環(huán),建議對(duì)淤堵嚴(yán)重渠段采取清理措施。
總結(jié)分析,寶雞峽98 km塬邊渠道淤堵問(wèn)題是多方面造成的,也是長(zhǎng)期積累的結(jié)果,只要及時(shí)清理淤積物,定期對(duì)渠道進(jìn)行清理,做好維護(hù),就能解決淤堵問(wèn)題,保障輸水的暢通,同時(shí)也可減小淤堵物對(duì)渠道沿線襯砌和橋梁橋墩的損害。