靳彥榮

摘 要 在當(dāng)今社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中，河道治理和水環(huán)境保護(hù)越來越被社會所關(guān)注。為進(jìn)一步提升河道治理和水環(huán)境保護(hù)的工作質(zhì)量，以天水市渭河干支流無壩引水樞紐工程為例，對河道治理與水環(huán)境保護(hù)措施進(jìn)行分析，為后續(xù)水利工程施工質(zhì)量的提升提供相應(yīng)的參考。

關(guān)鍵詞 水利工程;河道治理;水環(huán)境保護(hù);甘肅省天水市

中圖分類號：TV85;X52 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.23.106

通過對甘肅省天水市渭河干支流無壩引水樞紐項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)地考察和研究發(fā)現(xiàn)，枯水引水率大、洪水含沙量大、河床沖淤變化是存在的主要問題?；诖?，在治理過程中，水利部門應(yīng)通過降低疊梁閘高度、增加引水流量和擴(kuò)建沖砂閘及管理疊梁閘和控制沖沙閘的方式進(jìn)行治理，同時(shí)應(yīng)通過生態(tài)護(hù)岸和培育食藻蟲體的方式做好水環(huán)境保護(hù)。

1 河道治理和水環(huán)境保護(hù)的重要性

在當(dāng)今的水利工程建設(shè)施工及其應(yīng)用過程中，河道治理和水環(huán)境保護(hù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。如果河道治理效果不佳，枯水問題、洪水問題及河床沖淤問題都將會對河道造成嚴(yán)重影響，對農(nóng)田灌溉等帶來困難，嚴(yán)重的情況下甚至?xí)?dǎo)致洪水災(zāi)害發(fā)生。而如果水環(huán)境保護(hù)效果不佳，水體和周邊生態(tài)環(huán)境都將受到污染，進(jìn)而對周邊植物生長及居民身體健康產(chǎn)生影響[1]?；诖?，水利工程單位一定要足夠重視河道治理及水環(huán)境保護(hù)，確保農(nóng)田灌溉效果，最大限度避免水災(zāi)水患情況發(fā)生;同時(shí)使水環(huán)境得到良好保護(hù)，防止由于水環(huán)境污染對周邊帶來不利影響，以此實(shí)現(xiàn)水利工程的良好應(yīng)用與發(fā)展。

2 渭河干支流無壩引水樞紐現(xiàn)狀

天水市處在渭河中游，兩岸灌溉面積約26 667 hm2，已建成的小型飲水樞紐共368處，其中引水流量大于0.5 m3·s-1、屬無壩引水方式的有41條。在原設(shè)計(jì)中，導(dǎo)水堤較短，為防止推移質(zhì)泥沙入渠，設(shè)計(jì)引水口高程比該河段主槽河底高程高0.5～1.0 m，導(dǎo)水堤與河岸形成的引水渠設(shè)計(jì)流量略大于灌渠的設(shè)計(jì)流量。這種引水樞紐布置，對于一般河道而言比較合理，但對于多泥沙河流而言，往往發(fā)生引水困難、掉岸及取水口淤積的問題，且在應(yīng)用中花費(fèi)了大量的人力、物力、時(shí)間和資金成本。因此，為有效解決天水市渭河干支流無壩飲水樞紐存在問題，水利部門需明確其原因與解決對策，以此實(shí)現(xiàn)良好的河道治理與水環(huán)境保護(hù)。

3 河道治理存在的問題

3.1 枯水引水率大

天水市重要的農(nóng)田灌溉時(shí)期剛好處在河流枯水期，且由于河流屬于多泥沙形式，所以其枯水流量通常都非常小。渭河干流流域的麥積水文站監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，在普通枯水年的枯水月份中，其枯水平均流量僅在6.8 m3·s-1左右。而在該站上游，僅天水市的干流引水口引水設(shè)計(jì)總流量就超過15.0 m3·s-1。由此可見，在各個(gè)引水樞紐中，枯水引水率可以達(dá)到50%以上[2]。而要想實(shí)現(xiàn)枯水引水率的增加，必要的措施就是讓引水口位置的高程低于這一河段中的主槽床高程。所以，在以往的河道治理過程中，關(guān)于引水口位置高程一定要超過河床高程的這一規(guī)定并不合適。

3.2 洪水含沙量大

在天水市渭河干支流無壩引水樞紐中，洪水中含沙量過大，便會引發(fā)引水渠道淤積現(xiàn)象。在多泥沙形式的河流處于洪水期時(shí)，每立方米水中的懸移質(zhì)含量大多達(dá)到幾百千克，甚至?xí)_(dá)到1 000 kg以上。這些泥沙都有較細(xì)的顆粒，且呈現(xiàn)出高沙水流情況，所以并不容易造成淤積。但是，因?yàn)楦吆乘魉a(chǎn)生的作用，在洪水期通常會有大量的推移質(zhì)泥沙產(chǎn)生，這些泥沙的顆粒比較粗，很容易形成淤積。因此，在多泥沙形式的河道無壩引水樞紐布置過程中，避免推移質(zhì)大顆粒泥沙進(jìn)入渠道是一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容。在這樣的情況下，便需要提升引水口的高程，這與取水量提升過程中引水口高程的降低之間產(chǎn)生矛盾。所以在后續(xù)的引水樞紐布置過程中，這一矛盾需得到有效解決。

3.3 河床沖淤變化

在多泥沙的河流中，大多數(shù)的河床都由沖擊形成，其組成物質(zhì)具有較小的粒徑，且較為松散。在這樣的河流中，若要選出足夠穩(wěn)定的引水口，通常十分困難。穩(wěn)定的引水口指在較長一段時(shí)間內(nèi)，河床能夠一直處在一個(gè)動態(tài)的沖淤平衡狀態(tài)，漲水沖，落水淤，豐水年沖，枯水年淤，這樣就可以達(dá)到一種比較好的沖淤平衡狀態(tài)。但是這樣的沖淤平衡通常都非常脆弱，在挑水壩與河堤修建等人為活動和引水口狀態(tài)不穩(wěn)定的干擾作用下，主槽易產(chǎn)生變化，進(jìn)而對取水效果造成不利影響。因此，在設(shè)置引水樞紐的過程中，水利部門應(yīng)科學(xué)預(yù)估此類變化所帶來的不利影響。

4 河道治理措施

4.1 降低疊梁閘高度

為了有效提升枯水期的引水率和避免豐水年中的河道沖刷情況或由于河道治理所形成的主槽沖刷過深引起的引水口掉岸情況，應(yīng)將疊梁閘設(shè)置在引水口位置，并按照實(shí)際的河道情況，設(shè)置疊梁閘底板為河床最低位置0.5～1.0 m以下。當(dāng)水位正常時(shí)，疊梁閘板將會處于比河槽最低點(diǎn)高出0.2～0.5 m的位置[3]。通過這樣的方式，便可以將引水口引入到設(shè)計(jì)的引水流量中，同時(shí)可有效避免推移質(zhì)泥沙進(jìn)入引水渠道。即使在洪水期，大量推移質(zhì)泥沙也不能進(jìn)入引水渠道中。在枯水期時(shí)，為有效滿足農(nóng)田的灌溉需求，可以臨時(shí)將1～2塊疊梁閘板取出，有效降低疊梁閘門高度，進(jìn)而提升引水率。

4.2 增加引水流量和擴(kuò)建沖沙閘

通過設(shè)置疊梁閘高度，可有效避免大量推移質(zhì)泥沙進(jìn)入引水渠道，但是因?yàn)槎嗄嗌承问降暮恿髦芯哂袑挐残偷乃餍问?，因此疊梁閘門的高度不能過高，且在枯水期時(shí)需要適當(dāng)降低閘門高度，以此提升引水率。在洪水期時(shí)，依然會有一些顆粒較粗的泥沙進(jìn)入引水渠道內(nèi)。為了避免引水渠道中的泥沙淤積，就需要加大引水流量和提升流速，可借助沖沙閘將其排走。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況與實(shí)際需求來適當(dāng)加大疊梁閘、沖刷閘及引水渠道的尺寸，保障引水渠道的流速大于進(jìn)入到引水渠道中的泥沙流速。

4.3 管理疊梁閘和控制沖沙閘

在具體應(yīng)用中并不需要頻繁操作疊梁閘門的高度，僅僅在河床沖淤變化較大或在枯水期需要臨時(shí)引水時(shí)才可以將其加高或降低。因此，在管理疊梁閘門的過程中，可在引枯水的過程中將其降低，此時(shí)需對河流中的實(shí)際來水情況做好監(jiān)視;洪水期過后，尤其是大洪水過后，應(yīng)檢查河床的沖淤變化，并根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整疊梁閘，使疊梁閘比河床高程略高。也就是僅在對引水渠道進(jìn)行清淤的過程中，才可以關(guān)閉疊梁閘，其他任何時(shí)間段內(nèi)，疊梁閘都應(yīng)處于開啟狀態(tài)，這樣才可以確保引水口能夠自動進(jìn)水[4]。在此過程中，通過操作沖沙閘，便可合理控制農(nóng)田灌溉的用水量。

5 水環(huán)境保護(hù)措施

5.1 生態(tài)護(hù)岸

在水環(huán)境治理的過程中，為達(dá)到良好的生態(tài)防護(hù)效果，最關(guān)鍵的內(nèi)容就是做好護(hù)岸優(yōu)化工作，其中最基本且有效的措施就是生態(tài)護(hù)岸。生態(tài)護(hù)岸，就是通過先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行理想化地整體布置與效果構(gòu)建，讓護(hù)岸結(jié)構(gòu)具有足夠的協(xié)調(diào)性優(yōu)勢，并對其周邊環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展作出積極貢獻(xiàn)。為實(shí)現(xiàn)生態(tài)護(hù)岸作用的進(jìn)一步提升，在水環(huán)境保護(hù)中，水利部門和環(huán)保部門等應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化其整體的穩(wěn)定性，如做好護(hù)岸土工布等的科學(xué)處理，防止土工布處理效果不佳，影響植物的生長。同時(shí)，應(yīng)恰當(dāng)選擇與搭配，這樣才可以有效避免植物出現(xiàn)不適應(yīng)情況，讓因地制宜的原則在生態(tài)護(hù)岸中發(fā)揮出充分優(yōu)勢。

5.2 食藻蟲體培育

通過實(shí)地考察和分析發(fā)現(xiàn)，天水市渭河干支流中的水環(huán)境存在一定程度的污染，這是因?yàn)楦浇I(yè)和生活污水中含有較多氮磷元素，進(jìn)而導(dǎo)致水體中的氮磷元素超標(biāo)，大量藻類也由此滋生。基于此，在具體的水環(huán)境保護(hù)工作中，可通過培育食藻蟲體解決此類問題。隨著食藻蟲體的不斷生長，能有效抑制水中的藻類繁殖，為其他水生生物營造更大的生存空間，進(jìn)而讓水生態(tài)系統(tǒng)維持相對平衡的狀態(tài)[5]。通過這樣的方式，就可以在水體中構(gòu)建起一個(gè)良好的生態(tài)系統(tǒng)，經(jīng)過一段時(shí)間后，水中其他植物的生長發(fā)育都將逐漸恢復(fù)正常，河道中的生物多樣性特征也逐漸體現(xiàn)。通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，培育食藻蟲體并不會對其他生物產(chǎn)生較大侵害，這與我國河道治理和水環(huán)境保護(hù)方面的安全標(biāo)準(zhǔn)十分符合。

6 結(jié)語

在當(dāng)今水利工程行業(yè)的發(fā)展中，河道治理與水環(huán)境保護(hù)工作也越來越受到社會的關(guān)注。通過天水市渭河干支流無壩引水樞紐工程的應(yīng)用情況可知，河道治理方面存在著很多的問題，如不有效治理，水患問題及農(nóng)田灌溉問題都將愈演愈烈。因此，水利部門一定要加強(qiáng)河道治理工作，并根據(jù)工程實(shí)際，采取足夠科學(xué)合理的措施來確保河道治理效果。在此過程中，水利部門也應(yīng)在環(huán)保部門的配合下做好水環(huán)境保護(hù)工作，通過生態(tài)護(hù)岸及培育食藻蟲體來解決水環(huán)境問題，營造一個(gè)良好的水生態(tài)系統(tǒng)，最大限度避免水環(huán)境污染問題對水體和周邊生態(tài)環(huán)境造成不利影響。

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[5] 陳釋元，任宏超，陳小娟.城市河道綜合治理與水環(huán)境保護(hù)[J].決策探索，2020（12）：80-81.

（責(zé)任編輯：劉寧寧）