对金沟河渠首枢纽工程改建的几点建议

宋传江

（新疆维吾尔自治区金沟河流域管理处，新疆 沙湾 832100）

对金沟河渠首枢纽工程改建的几点建议

宋传江

（新疆维吾尔自治区金沟河流域管理处，新疆 沙湾 832100）

金沟河渠首枢纽工程是金沟河的重要控制性工程，文章就金沟河渠首枢纽由于受新疆高寒地区和多泥沙等自然地理因素影响，存在泥沙处理不畅、结构布置无法满足运行要求和建筑物老化破损等问题进行了分析，并从合理布置建筑物结构形式、提高建筑物混凝土等级标准和增加泥沙淤积处理能力等方面，对工程改建提出了建议，以期为金沟河渠首枢纽改建工程提供参考。

金沟河；渠首枢纽工程；改建

1 工程概况

金沟河发源于天山山脉的依连哈比尔尕山北麓，地处新疆塔城地区沙湾县境内，流域总面积2626km2，多年平均径流量为3.54亿 m3。金沟河渠首枢纽工程位于金沟河出山口处，始建于1959年，1962年竣工投入运行，是一座以农业灌溉为主的费尔干式（人工弯道式）引水枢纽工程。工程主要承担向兵团第八师和沙湾县的供水任务，工程以下所辖农业灌溉面积65万亩。

工程由进水闸、泄洪冲砂闸、泄洪闸、自溃坝及上下游连接段组成，为Ⅲ等中型水利工程。1988年和2001年因渠首枢纽工程处河流泥沙淤积，严重影响枢纽工程运行分别实施了枢纽工程底板和人行桥加高。

2 存在的问题及原因分析

2.1 抵抗风险能力低

由于金沟河河水中泥沙含量大，受季节性来水影响，泥沙无法经枢纽工程及时处理，在枢纽工程前河床引水河段和后排水段末端大量淤积，不断抬高河床，当遇较大洪水时过流能力不足，工程抵御突发性洪水和自然灾害的能力明显减弱，给工程的运行带来安全隐患。

根据八家户水文站资料统计和推算，金沟河出山口处多年平均悬疑质输沙量为（75.5×104）t，多年平均推移大量质输沙量为（11.3×104）t，多年平均输沙量为（86.8×104）t，由于金沟河来水量主要集中6～8月份，约占全年来水量的 70%左右，且年内分配极不均匀，因此除汛期部分泥沙被携带到下游河道外，其他大部分泥沙均因来水量小和水流挟沙能力不足在枢纽工程前后断面淤积，每年汛前和汛后只能借助机械进行清理，增加了运行成本，且作用效果不明显，泥沙很快达到原淤积高度。

2.2 枢纽工程破损严重

由于枢纽工程混凝土设计标准偏低，建筑物混凝土强度、抗冻和抗渗能力严重不足，虽闸底和闸墩混凝土的钻取芯样进行轴心抗压强度绝大部分及加弹强度均大于原设计15MPa强度等级，但混凝土设计只相当于现在的 C15，F100，W3的标准。因此，枢纽工程在实际管理运行中，进水闸、泄洪冲砂闸闸墩及闸底板混凝土冲磨十分严重，闸墩处冲磨掏空最深处达30～40cm，牛腿混凝土有掉角现象，上下游面护岸的浆砌石也冲磨损坏较为严重。

每年需花费大量财力和物力进行修补和处理，处理后运行效果同样不太理想，维修部位一般只能保证1～2年的使用寿命，而其他部位也在不停的破损。频繁的维修制约了工程运行管理效果的发挥。同时枢纽工程设备如闸门及启闭机系统存在闸门变形、启闭机漏油、断齿、钢丝绳断及启闭机震动异常等问题，每年必须定期维护2～3次。枢纽工程无法满足目前安全使用要求。

2.3 枢纽布置不合理

金沟河渠首枢纽工程采用费尔干式设计原理，即枢纽工程通过在闸前设有人工弯道式环流断面的形式，以达到正面引水、侧面排砂的目的。由于设计的人工弯道断面较宽，河道来水较小且分散，携砂能力被减弱和消失，多年使用人工弯道起不到应有的作用，泥沙在弯道凸岸一直到闸前大量淤积，即使遭遇大水，受来水时间较短的原因，携砂能力十分有限，排砂能力达不到设计效果。

针对水流携砂能力不足，金沟河采取了在闸前增加导流墙束窄断面的措施，但由于水流主力在引水侧，导致大量泥沙进入引水干渠，加剧了渠道的磨损，同时由于闸前大部分泥沙无法排除，造成了安全隐患，因此，费尔干式渠首正面引水和侧面排砂的布置形式不适合目前金沟河渠首枢纽工程运行的要求。

3 改建措施及建议

金沟河渠首枢纽工程由于建设和使用均较早，到现在已使用 53年了，通过多年运行主要是存在设计标准偏低、抵抗自然灾害能力弱、设计布置不合理和泥沙处理不畅等问题，通过以上原因分析，建议在金沟河渠首枢纽工程改建设计中可以采取以下措施。

3.1 合理规划布置枢纽工程形式

根据金沟河渠首枢纽工程多年运行管理经验和借鉴新疆多泥沙渠首布置形式成功案例，建议改建枢纽工程采取正面排砂、侧面引水的布置形式，在满足设计引水和防洪标准的前提下，束窄闸前河道引水断面，设计并延长引水闸和泄洪闸间前后导流墙，以提高枢纽工程携砂排砂的能力。

3.2 提高枢纽工程混凝土强度等级标准

由于金沟河泥沙中粗颗粒较大，部分颗粒直径达到 60～80cm，对枢纽工程运行造成极大的破坏，普通标准混凝土根本无法满足其抗撞要求，同时由于水流中颗粒物含量多，长期磨损建筑物，造成混凝土磨损、磨穿，降低了枢纽工程强度。因此设计金沟河渠首枢纽改建工程，其混凝土标准必须满足抗冲撞、抗磨损和新疆高寒地区抗冻胀变形的高要求。

3.3 增加枢纽工程前后泥沙淤存能力

由于金沟河渠首枢纽工程经多年运行，泥沙在枢纽工程前后大量淤积，形成了较厚的淤积层，如改建中考虑清淤则投资较大，且效果作用不明显。建议在改建中在原闸底板高程基础上提高闸底板设计高度 2～3m，以在枢纽工程前后形成一定的淤积库容，以达到良好处理泥沙的同时和有效延长枢纽工程使用寿命的目的。

4 结语

金沟河渠首枢纽工程是保障金沟河下游兵团第八师和沙湾县工农业用水的重要控制性枢纽工程，其运行工况的好坏直接影响着灌区工农业生产和人民群众的生产生活，对流域水资源配置和促进地方经济发展起着举足重轻的作用。

因此，改建金沟河渠首枢纽工程是十分必要的，通过改建，金沟河渠首枢纽工程将更具适用性、耐久性和可靠性，将有效解决长期困扰金沟河运行的泥沙淤积问题，使泥沙得到较好处理，增强建筑物抗破坏的能力，极大提高工程使用寿命，通过引水和排砂作用的良好发挥，达到为运行管理提供保障和为灌区提供良好服务的目的。

［1］陈臣.金沟河总干渠改建及效果分析［J］.水利建设与管理，2011（06）.

［2］陈臣，钱新妮.金沟河农业节水灌溉现状对流域水资源配置影响与对策［J］.水利技术监督，2012（02）.

［3］钱军民，陈臣.浅谈软基地质对金沟河工程建设影响与处理［J］.水利技术监督，2012（04）.

［4］钱新妮，陈臣.浅谈叠渠方案在金沟河工程建设中的应用与评价［J］.水利技术监督，2012（05）.

［5］鲁兵，何文权.金沟河流域渠首泥沙处理及综合利用［J］.水利规划与设计.2013（04）.

TV61

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：1008-1305（2015）05-0080-02

10.3969/j.issn.1008-1305.2015.05.029

宋传江（1969年—），男，高级工。