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对宝鸡峡灌区北干渠淤积解决方法的探讨

2019-02-15段孟惕

陕西水利 2019年2期
关键词:渭河干渠淤积

段孟惕

(陕西省宝鸡峡引渭灌溉管理局,陕西 咸阳 712000)

1 北干渠概况

宝鸡峡北干渠始建于1958年,同年竣工,第二年4月投入运用。该渠从塬下总干16+850(即扶风孝母)处设闸引水,向北穿陇海线沿渭河阶地塬边开渠东行至泾阳狼沟退水入泾河,全长105.4 km。沿途地形复杂,深挖高填,沟道隐患较多,群众叫它高干渠。设计流量25.3 m3/s,校核流量29 m3/s;渠道比降1/1500~1/3500。灌溉着扶风、杨凌、武功、兴平、礼泉、秦都、渭城、泾阳、高陵等九县区近70万亩农田。北干渠工程的投运,对渭北旱塬地区的农业增产、经济发展起到了巨大的推动作用,结束了灌区十年九旱,人们靠天吃饭的历史,社会经济效益非常显著。

2 北干渠现状及淤积情况

北干渠工程建成后,经过近60年运行,由于受当时施工条件限制,工程建设标准低,加之投运后资金投入不足,维修养护跟不上等因素,一直带病运行。首先是工程隐患多,险情时有发生。据不完全统计,放水后陆续发生决口百余次,铁路交通两度中断,严重威胁沿线人民生命财产安全,影响下游群众灌溉。例如2003年12月23日,北干渠72 km处突发溃穴淹地冲房,造成直接损失百余万元,下游冬灌受到较大影响。可喜的是近年来施行改造项目,以及大型灌区续建配套节水改造项目的大量投入,使问题有所缓解,成效初显。但仍需加大改造规模和投入力度。二是渠道衬砌完好率偏低,北干渠全长105.75 km,已衬砌完好渠段不足80 km,主要是从安全角度出发,衬砌改造部分险工填方渠段,而已经衬砌的渠段因冻融及其它因素约有15%遭到破坏。三是渠道输水能力下降,造成工程、灌溉效益锐减。北干渠原设计流量25.3 m3/s,近几年的现状是最大引水流量仅18 m3/s~20 m3/s,输水能力下降近三分之一,小流量即形成渠道高水位,其淤积少则1 m3/延米以上,平均3.02 m3/延米,较严重处在3 m3/延米~4 m3/延米,最严重处达到6 m3/延米,淤积占过水面积的39%,北干渠淤积渠道长度达86.01 km,占渠道总长的82%。造成的直接后果是,杨凌电站从1999年投运发电以来均未满负荷发电。同时每逢灌溉用水紧张时期,由于入渠泥沙和垃圾严重淤塞渠道,减少过水断面,降低了输水能力,因渠道淤积导致下游咸阳段缺水或断流。

3 造成淤积的主要原因分析

3.1 灌溉面积逐年不断减少,大断面小流量运行时间较长

由于1975年宝鸡峡与渭惠渠灌区两局合并,随着塬上渠道的扩建改建,使北干渠沿线部分抽水面积成为自流与抽水双灌面积。在运行上因自流灌溉成本低的优点向其倾斜,而以抽水补不足,这样就缩短了北干渠大流量引水的时间。同时随着种植结构及灌区经济发展,北干渠原灌溉面积逐年减少,灌溉用水量逐年下滑,长时间的小流量大断面运行,造成渠道落淤。

3.2 渠道弯道多是入渠泥沙形成落淤的又一因素

北干渠除个别特殊段外,大部分渠段比降为1/3100~1/3500,沿途穿越大小沟道230余条,窑洞400多个,探挖高填方较多,从渠道试水起就决口不断,不少渠段在运用中为了安全被迫改线,使弯道增多,比降更小。小比降使水的携沙能力降低。弯道因受横向环流的影响,凸岸落淤凹岸冲刷,这在北干渠沿线众多的弯道中比比皆是。

3.3 桥腿挂淤造成渠道雍水

北干渠共有各种桥梁,排洪渡槽180多座。上游段因渠道断面大,所有桥及排洪渡槽均非一跨通过。随着农村实行责任制后,部分群众禾杆入渠,形成桥腿挂淤,造成渠道雍水,流速降低,形成落淤。

3.4 沿线村组垃圾入渠,而砖厂的危害更大

北干渠沿线交通方便村庄较多,近年随着村庄面积扩大,人口增多,产生的生活垃圾和农村建筑垃圾较多,村民为了方便不分生活垃圾及建筑垃圾都倾倒在渠道内,屡禁不止。

3.5 抽水站抽水节制,形成渠道落淤

北干渠沿线共有六座节制闸,在渠道行水期间,因抽水或发电不同程度的进行节制,当然它不是主要因素,一般短时节制形成的淤泥,当取消节制后,大部分会随水流带走。若节制的时间较长,就形成渠道落淤。

3.6 渠道衬砌少,工程设施状况造成淤积

灌区渠道衬砌一次性投入较大,宝鸡峡渠道在早期建设期间,因受资金等因素的限制,一般渠道很少进行防渗衬砌,大部分渠道为土渠,土渠糙率系数大,加之渠道年久失修,杂草丛生,糙率大大提高,这些都使得过流能力大大减小,在渠道引水含沙量较高时,容易造成淤积。

3.7 实际引水量与设计流量相差引起淤积

渠道淤积与流量流速关系较大,近年来,由于国民经济调整,灌区灌溉面积锐减,渠道引水远远达不到原设计流量,造成北干渠在实际运行中引水流量与原设计流量相差较大,造成大断面过小流量,流速降低,其挟沙能力下降,造成渠道淤积。

3.8 在渭河高含沙量期间引水

由于宝鸡峡灌区主要引渭河水,相对于用水需求,蓄水能力不足,渭河水因上游天雨等原因,含沙量较高,在灌溉用水期间,为了保证农业灌溉用水,在渭河高含沙量期间也要引水灌溉,造成渠道淤积。

上述情况,由于资金短缺,养护维修不到位,使渠道淤积日积月累,造成了北干渠的目前状况。其淤积量经2006年5月初步调查测算在30万m3左右。若一次性集中清理,费用巨大,管理单位难以承受。进行局部的小段清理,效果又不明显。

4 淤积问题解决措施建议

北干渠的淤积,数量是惊人的,也是多方面因素造成的,在一次性足额投资不可能到位的情况下,切实可行的对策是:采取工程措施与非工程措施相结合的方式,合理安排,分段实施,综合治理,以尽可能地达到设计输水能力。

4.1 采取工程措施,合理安排,分段实施

由于北干渠的淤积是全段不同程度的连续存在,间隔或小区段的清淤效果不显,经短时行水又会重新淤积。应结合灌区节水改造项目和维修养护资金投入,安排重点渠段的渠道改造同时,延长上下游清淤范围。同时逐步改造跨渠桥梁,改多跨为一跨通过,使水流通畅,避免桥腿阻水形成挂淤。纵观北干渠,有四条退水渠,相距20 km~30 km,宜以两退水之间的干渠分段,集中清淤,或从下游向上,再分段实施,并适时安排适量退水以巩固效果。这样清理一段,巩固一段,最后达到全线疏通。

4.2 采取非工程措施,加强日常管理维护

一是禁止禾杆上渠,禁止垃圾入渠,强化水政执法措施,从源头上杜绝渠道淤积的人为因素。二是在日常管护中,加强对桥腿挂淤的清理,以减少局部阻水效应。三是每年冬春修停水期,重点应对渠道砼板伸缩缝止水进行维护和水草清理,以减少渠道行水糙率,已达到提高输水能力的效果。

4.3 尽最大可能的减少弯道淤积

一是管理单位宜在日常维护中勤于清理勿使积少成多;二是运用中各抽水站节制闸的节制时间应合理控制;三是在以后的渠道改造中应采取裁弯取直的方式,尽可能减少弯道渠段数量,无法取直的弯道应加大弯道处水流流速,提高水流挟砂能力。

4.4 衬砌渠道,提高输沙能力

衬砌渠道不仅在防渗和抗击冲力方面比土渠优越,而且糙率减少,流速增大,提高了渠道的输沙能力。根据有关实测资料统计,在断面相同、比降相同的情况下,衬砌渠道流速较土渠可增大60%~70%,输沙能力提高约20%。管理单位应加大对北干渠的改造力度,全面衬砌渠道,提高输沙能力。

4.5 集中用水,大水量冲沙,减少淤积

北干渠由于近几年灌区面积减少等因素,渠道行大水时间减少。在灌区灌溉用水期间,要集中做好宣传发动工作,用水调度集中,尽量使北干渠沿线各站集中用水,尽量达到设计流量,增大输水流量,缩短用水时间,减少淤积。同时在渭河含沙量较小时,多引多蓄渭河水,尽量避开汛期含沙量高峰期引水,减少泥沙的引入。

5 结语

北干渠的淤积问题是多方面因素造成的,也是长期积累的结果。随着北干渠节水改造项目近年来的实施,渠道衬砌率不断提高,险工填方段基本改造完成,使北干渠水流状态得到了较大的改善,水流挟砂能力提高显著,淤积问题有所改观。

今后运行管理单位应切实采取措施,加大宣传力度,动员沿线社会各界的力量,综合治理,北干渠的淤积问题将会彻底得以解决,恢复北干渠的输水能力。相信在不久的将来,北干渠会以崭新的面貌,发挥其应有的工程效益。

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