劉 華

（甘肅省渭源縣水務(wù)局，甘肅渭源 748200）

北方地區(qū)冬季氣溫較低，一些水工建筑物或者輸水渠道、供水工程等在冬季進(jìn)行安全輸水的過程中比較容易出現(xiàn)冰阻、冰塞、凍管、地基土凍脹等問題，導(dǎo)致供水工程遭到不同程度的破壞。目前，我國對于冰害的認(rèn)識程度不夠全面，相關(guān)冰害問題的處理也不具體，導(dǎo)致我國一半以上的供水工程不能正常運(yùn)行，甚至在冬季遭到損壞，嚴(yán)重影響了我國的輸水安全，對周圍的環(huán)境也有一定的影響。

1 供水工程冬季安全輸水存在的問題

在我國比較寒冷的地區(qū)，冬季輸水會(huì)存在一定的問題，主要是冰害類型的問題[1]。冬季安全輸水的冰害類型主要有以下幾種：一是在流冰時(shí)期或者冰封時(shí)期，由于水位的變化浮動(dòng)比較大，在建筑物前容易形成冰錐，流冰時(shí)期由于排泄而大量聚合而成的冰，容易將供水工程的閘門凍壞，或者由于冰塊的尺寸太大，導(dǎo)致泄水孔不能正常進(jìn)行泄水、排水[2]。二是冰體將取水口的首部堵住，導(dǎo)致渠道內(nèi)部的過水能力降低。三是沿著渠道位置形成的冰塞會(huì)將渠道的過水面積變窄，加高水位，造成渠道內(nèi)部的水漫溢出來，破壞渠道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致兩岸被淹沒。四是冰體可能破壞渠道兩側(cè)的護(hù)坡，由于破碎冰蓋的移動(dòng)以及水位的上升變化，會(huì)在建筑物面前形成一定的冰錐。

2 供水工程冬季安全輸水運(yùn)行技術(shù)主要措施

2.1 冰蓋下輸水技術(shù)措施

利用滯冰建筑物，有時(shí)可結(jié)合水流的整治和水流調(diào)節(jié)的方法，控制冰蓋形成并進(jìn)一步控制冰蓋的穩(wěn)定，其中采用水流調(diào)節(jié)的技術(shù)方法中一個(gè)比較重要的考慮因素就是要選擇合適的時(shí)間對水流進(jìn)行控制、調(diào)節(jié)。另外，一個(gè)考慮因素就是河道上游河段以及水庫的水溫。通過現(xiàn)有的工程經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)調(diào)查研究可以得出：只要能保持冰蓋的穩(wěn)定性，冰蓋下的輸水就能進(jìn)一步得到保證。但還有一點(diǎn)需要強(qiáng)調(diào)的是：不管是已經(jīng)形成的冰蓋，還是即將形成的冰蓋，能夠保持一個(gè)較低的流速和較為穩(wěn)定的水位是取得冰蓋下輸水成功與否的關(guān)鍵。通常流速低于0.3～0.4 m/s，水位波動(dòng)不超過10 cm/h。只有有效控制好流速水位，保證水位流量的穩(wěn)定性，冰蓋才能在封凍時(shí)期形成，并且在開河時(shí)期會(huì)就地融化，不會(huì)產(chǎn)生集中流冰。在冰蓋下進(jìn)行輸水的過程中，渠道內(nèi)部的水位不能太低，否則會(huì)導(dǎo)致水體蓄熱能力降低，且結(jié)冰的厚度要比正常輸水大2～3倍[3]。低水位停水之后，再次恢復(fù)供水是一件比較危險(xiǎn)的事情，因?yàn)閬硭赡軙?huì)將冰蓋破壞掉，最終形成流冰，容易造成輸水渠道堵塞。

2.2 排冰工程技術(shù)以及化冰工程技術(shù)

化冰工程技術(shù)主要包括保溫法、增溫法。保溫法有結(jié)冰蓋、暗渠、埋管、暖棚、廊道、噴塑等方法。增溫法主要有將泉水引入渠道之中；在地下進(jìn)行打井，抽取地下水進(jìn)入渠道；將工業(yè)冷卻水引入渠道；將大型水庫的深層水引入渠道。

排冰工程技術(shù)指的是在流冰河道上施工導(dǎo)流，如果流冰量比較多的話，冰塊尺寸比較大，從而導(dǎo)致泄水建筑物不能安全排泄，應(yīng)采取破冰或者排冰的措施，必要時(shí)可以通過水工模型試驗(yàn)來確定破冰的冰塊尺寸。

不管是采用冰蓋下輸水技術(shù)措施，還是化冰工程技術(shù)和排冰工程技術(shù)，都能進(jìn)一步維持冬季低溫寒冷地區(qū)進(jìn)行供水工程的安全輸水。在實(shí)際供水工程冬季安全輸水的過程中，需要消耗大量的人力、物力、精力以及財(cái)力，并給供水工程的輸水渠道進(jìn)行維護(hù)和調(diào)度提出了更為嚴(yán)苛的技術(shù)要求。對于冬季高寒地區(qū)，冬季供水工程都是被動(dòng)的采取臨時(shí)性的工程技術(shù)措施，相關(guān)工程技術(shù)人員需要進(jìn)一步的探索，通過科學(xué)、合理的工程技術(shù)措施來有效保障高寒地區(qū)的冬季安全輸水。

2.3 多措并舉做好冬季安全輸水工作

供水工程在冬季進(jìn)行安全輸水的過程中，為保證冬季冰期輸水的安全、平穩(wěn)運(yùn)行，有關(guān)部門應(yīng)提前制定冰期安全輸水的調(diào)度方案，加強(qiáng)供水工程的巡查、巡視工作，做好供水工程中一些重要設(shè)備的維護(hù)、保養(yǎng)工作，從而進(jìn)一步保證供水工程安全以及冬季輸水的安全。相關(guān)部門應(yīng)積極采取舉措，保證輸水的穩(wěn)定性，消除冰凍災(zāi)害隱患，保證冬季輸水順利進(jìn)行。首先，做好供水調(diào)度協(xié)調(diào)，根據(jù)冬季輸水的特點(diǎn)來研究策劃調(diào)水方案，做好各個(gè)調(diào)度執(zhí)行部門的溝通，通過密切關(guān)注尾水冰情，嚴(yán)格控制好暗渠前的池水位，進(jìn)一步調(diào)整好供水的流量，從而達(dá)到緩慢融冰，保障供水安全的目的。其次，加強(qiáng)冬季安全輸水的現(xiàn)場勘察工作，對于供水工程中的尾水、暗渠等安全輸水的關(guān)鍵部位進(jìn)行實(shí)地考察，指導(dǎo)部署相關(guān)的融冰破冰工作。再者，采取防凍措施，對相關(guān)點(diǎn)進(jìn)行破冰、除冰，防止大塊融冰破壞水工觀測設(shè)施，運(yùn)行各個(gè)點(diǎn)位除冰設(shè)備，大力加強(qiáng)冰情檢查，防止冰凍災(zāi)害現(xiàn)象發(fā)生。最后，加大庫區(qū)監(jiān)督、管理力度，加強(qiáng)執(zhí)法監(jiān)管機(jī)制，從而做好各個(gè)沿線的巡查工作，加強(qiáng)對于冬季安全輸水的執(zhí)法監(jiān)管力度，避免因冬季輸水引發(fā)的一系列安全事故，保證供水工程冬季安全輸水。

3 結(jié)束語

供水工程應(yīng)根據(jù)相關(guān)的地形、地勢、沿線氣候特點(diǎn)等影響因素，采取有效的措施，確保北方寒冷地區(qū)工業(yè)生產(chǎn)用水、農(nóng)業(yè)用水、畜牧業(yè)用水以及居民生活用水。針對我國北方地區(qū)冬季輸水渠道容易出現(xiàn)冰阻、冰塞、凍管、地基土凍脹等問題，尤其是明渠出現(xiàn)的冰情問題、渠道管內(nèi)的冰凍問題，要制定一系列冬季安全輸水的方案，借助排冰工程技術(shù)、化冰工程技術(shù)等技術(shù)手段，為冰蓋下的輸水渠道創(chuàng)造有利條件，確保供水工程冬季安全輸水。