阿克苏河冲洪积细土平原区渠道淤积问题浅析及治理建议

2021-03-05杨军田

新疆农垦科技 2021年4期

杨军田

（石河子市吉泰岩土工程有限责任公司，新疆石河子 832000）

1 淤积危害

根据调查研究，渠道淤积是个普遍问题，淤积危害已经引起学术界和工程界的普遍重视，研究成果和工程治理案例比较多。本次调查根据工作区渠道淤积特点，结合以往研究成果及工程案例，分析归纳总结了工作区渠道的淤积危害特征，详述如下：（1）淤积影响渠道正常通水和渠道运行安全。总干渠和干渠输水流量大，工程重要性强，淤积严重影响了渠道有效通水；过渡淤积形成堰塞，具有溃堤隐患，严重时发生漫堤和溃堤事故。（2）渠道清淤工作复杂，成本高。总干渠和干渠基本上每年都要进行清淤治理，支渠普遍隔年清理，耗费了大量人力、物力和财力，渠道维护和管理费用较高。（3）淤泥物占据耕地空间，造成堆积负担。在清淤过程中，淤积物多堆积在渠堤两岸顶部，随着两岸堆积物增高增大，堆积物逐渐挤压抢占耕地，对临近渠道耕地造成影响，且堆积负担越来越大，抢占耕地问题越来越严重。（4）淤积物破坏环境，形成恶性循环，淤泥物清除后，多散乱堆积于渠道两侧，在大风天气的影响下，形成沙尘暴，污染周围环境，陷入恶性循环，这个问题在工作区所在的南疆地区尤其明显。

2 淤积及淤积物

根据现场调查了解，工作区渠道自冲冲淤能力较差，淤积现象总体表现为：（1）渠道流量由大到小淤积厚度由厚变薄，一般总干渠和干渠年淤积速率达0.5～1.2 m/年，最大厚度可达1.5 m/年，支渠淤积厚度一般为0.3～0.5 m/年，局部超过1.0 m/年；（2）总干渠和干渠一般呈现上部段落淤积较弱，中间段淤积最强，尾部段次之，支渠则呈现为上部段最强，中间段次之，尾部段较弱。

工作区渠道淤积属于悬移质淤积，淤积物沉积韵律比较明显。从上游到下游淤积物粒径逐渐减小，颗粒逐渐变细，上游粒径多以砂粒为主，下游则逐渐为粉粒和粘粒。从上游至下游淤积物成分由中粗砂逐渐过渡为粉土和黏土。岩性上游为级配不良砂，中游为粉土质砂和含细粒土砂，下游为低液限粉土和低液限黏土。

3 淤积原因

依据阿克苏河水文资料、工作区测绘资料与现场勘测数据，结合前人工作经验，项目组认为造成工作区渠道淤积的因素主要有以下几方面：

3.1 水源泥砂含量高

工作区渠道水源为阿克苏河及其分支老大河，属于多泥砂性河流。河流洪水季节水中泥砂含量很大，河水泥砂为造成渠道淤积物质的来源。

根据水文站的资料，阿克苏河年际径流变化大，年内径流的变化周期基本一致，具有高山雪融水补给的典型特征：产流最主要月份为6～8 月，径流量约占全年的60%，个别年份可达80%；产流次要月份为9～11 月，径流量占全年的15%～30%；3～5月份一般产流较少，占全年的比重不大；产流最少月份为12～2月，径流量很少。

据阿克苏河水文站多年泥砂测验资料统计，工作区河流泥砂含量的年内变化明显，河水汛期大，枯水期小[1]。泥砂含量最大月一般发生在8月，平均含沙量4.06 kg/m3；最小月多发生在1 月，平均含沙量为0.12 kg/m3。

结合引水资料发现，工作区灌溉引水期和河流泥砂高峰期基本重合，灌溉期多是当年2～3 月和6～7 月，河水洪水期基本是6～7 月。推定水源含砂量大是渠道淤积问题突出的物料因素。

3.2 工作区地形坡降小

根据测绘资料，阿克苏河西大桥处高程1 078 m，三河汇合口处高程1 021 m，该段河流长108 km，河段平均坡降0.5‰。工作区地形尤其平缓，渠道沿线地形坡降只有0.34‰～0.15‰，总体坡降更小。地形平缓是淤积问题严重的地形因素。

3.3 渠道断面形式不规整

工作区属于季节性冻土地区，季节性冻土标准冻深0.62 m，由于冻胀、盐渍土腐蚀破坏及其他原因，渠道边坡预制砼板变形较严重。渠道断面形式多为矩形或梯形，属于输水冲砂能力不足断面。断面不规整，使渠道糙率增大，降低了渠水的流速。糙率增大是渠道淤积的断面因素。

4 治理措施

根据分析总结造成渠道形成淤积的主要因素有：水源泥砂含量大、地形坡降小和渠道断面形式不完整，建议工作区渠道工程维护采取如下治理措施。

4.1 降低水源含砂量，根据实际情况引水冲淤

阿克苏河水源含砂量大是工作区淤积严重的主要原因，为了减少渠道淤积，建议增设沉砂池、沉沙渠和冲沙闸。据调查，阿克苏河干流上游正在新建水库，水库修建后，下泄水泥沙含量会大幅减小，对降低渠道淤积会有好处。总干渠或干渠在条件许可的地段或渠段，设立沉沙池或沉沙渠，进一步降低渠水水源的含砂量，永久消除或减弱淤积问题。结合生态水补给增设冲沙闸，进一步减少渠道网络中的淤积物。