泾惠渠灌区灌溉供水渠道水藻危害与治理对策探析

2022-12-30赵鸿君

地下水 2022年5期

赵鸿君

(陕西省泾惠渠灌溉中心，陕西咸阳 713800)

0 引言

灌溉供水渠道生长的水藻存在危害大、治理难度大等问题，随着近年来社会各界对环境保护重视程度越来越高，特别是农业灌溉及城乡供水对水质要求高，应坚持新发展理念，坚持无污染无害化进行综合治理。以陕西省直泾惠渠灌区南干渠为例，对近年来在运行管理中发生的水藻生产情况及危害进行分析，探讨日常治理工作中方法和难点，综合灌区水藻治理研究与实践，提出治理对策。

1 泾惠渠灌区概况

泾惠渠南干渠建成于1932年，是泾惠渠灌区重要的灌溉输水渠道之一，新中国成立后多次进行改扩建，目前南干渠系工程担负着70万亩农田的灌溉输水任务。渠道北起陕西省泾阳县云阳镇山西庄村山西庄分水闸，东南走向至泾阳县永乐镇北史村磨子桥分水闸，全长19.928 km，梯形断面，设计比降为1/1 225～1/2 500，糙率n=0.017，设计流量23.5 m3/s，加大流量27 m3/s，有桥梁、跌水、水闸、斗门等建筑物76座，其中有渠道水力发电站一座(总装机1 600 kW)。南干渠分布于北纬34°30′18″～34°36′56″，东经108°41′38″～108°58′10″之间，灌溉着泾阳县的云阳镇、泾干镇、中张乡、永乐镇的19.92万亩农田，同时担负着向下一级渠道南一干渠、南二干渠的灌溉输水任务(总灌溉面积50万亩)。自上世纪六十年代南干渠部分渠段改造以后，至今已经运行了五十余年。2000年以来，灌区利用世行贷款项目、续建配套与节水改造项目对南干渠分批分段进行了混凝土衬砌改造，衬砌率达到了100%，目前工程状况总体较好。近两年来，灌区多条干支渠道发生了生长水藻的情况，尤其是2022年4月-5月南干渠水藻生长最为严重。由于南干渠常年处于行水状态，渠道流量在15 m3/s左右，水藻生长于宽7 m的渠底，颜色为绿色，杆茎呈丝状，长度可达1 m以上；渠道停水，水藻倾倒于渠底，高度(厚度)约20～30 cm；渠道行水中，水藻基本为倾向下游直立状态，高度达40 cm以上。

2 灌区南干渠水藻危害分析

南干渠的水藻产生后，直接导致渠道过流能力严重下降，且长期处于高水位运行，一方面严重影响了灌区农业抗旱灌溉、防汛及水力发电生产，另一方面直接威胁渠道安全运行。

2.1 渠道糙率增大、流速变小

根据《水力学计算手册》等有关规定，按明渠均匀流公式(1)计算。

Q=1/n×ω×R2/3×i1/2

(1)

式中：Q为渠道流量(m3/s)；ω为过水断面面积(m2)；n为渠道糙率；R为渠道水力半径(m)；i为渠道比降。

各主要参数的计算公式如下所述：

(2)

(3)

Kr=r/H

(4)

(5)

经推算，南干渠水藻生长后的渠道糙率达到0.021以上，较渠道设计糙率0.017增加了24%以上。由于渠道糙率的增大，水流速度减缓至1m/s左右,较设计流速1.45 m/s降低了30%左右。

2.2 雍高水位、断面变小

由于渠底生长繁茂的水藻，渠道水流被雍高，过流面积减小。例如：2022年5月28日，南干渠的上一级渠道流量为12.94 m3/s，其他渠道未分流，扣除水量损失，在南干渠电站量水点处的流量应为12.03 m3/s。但在该量水点观测到渠道水位为1.88 m，根据水位流量表查算对应的流量为19.275 m3/s；正常情况下该量水点处12.03 m3/s对应的渠道水位应为1.20 m，水位抬高了0.68 m。从而导致渠道过流能力减少，经测算，减少了1/3。

2.3 造成的损失大

春季气温回升块，渠道水藻随之快速生长，到4-5月间攀升到30℃及以上，此时灌区粮食等作物需水量大，抗旱灌溉生产任务重，而停水清除水藻时间周期长，延误小麦等作物灌水关键期，必然导致粮食作物减产，经测算，南干渠渠系灌溉关键期停水一天，将导致冬小麦减产约2万 kg以上；南干渠水力发电站停水一天，发电损失1.2万元。

2.4 安全隐患大

2022年春夏之交，南干渠渠道内水藻疯长，雍水阻水，水位不断抬升，部分渠段水位至衬砌板顶以上，出现了漫溢、决口的安全隐患，渠道水质也受到一定影响。对此，管理单位加强监测，及时掌握水藻发展动态，加大巡护力度，24 h巡查值守，制定应急抢险预案，随时抢险，尽力保障本级渠道及下游渠系灌溉用水需求。

3 灌区水藻清理方法及成效分析

针对南干渠生长水藻这一发生在灌区的新情况新问题，结合专家意见，一般采取非化学药品、不使用除草剂等农药的方法，采用人工和机械相配合的方式进行水藻清理工作，避免渠道工程设施及水体受到污染，保障渠道沿线人民群众生命、生物安全及渠道水质安全。

3.1 渠道排水

在春灌结束后，管理单位首先利用各类泄、排水设施将渠道内水排出渠外，比降较小、或有雍水的渠段用水泵抽排渠道积水。只有最大限度的排除渠道积水，才能有效的保证后续的清理作业。

3.2 人工机械清理

南干渠渠底宽7 m多、混凝土底，便于挖掘机、装载机、小型运行车辆在渠内施工，因此，为加快进度、提高工作效率，管理单位在清理中不断摸索创新工作方式，制作、选用专用清理工具，有效加快了水藻清理工作进度。同时组织人工对机械施工不到位、桥涵等处进行重点清理。经过20余天时间的艰苦奋战，渠道水藻得到有效清除，南干渠变得通畅、整洁，达到了设计工况，安全隐患彻底消除。6月9日，南干渠及南干渠系统恢复抗旱渠放水，70余万亩农田夏灌工作紧张展开，为灌区夏玉米抗旱保苗赢得了宝贵的时间。因治理南干渠水藻，该渠道停水20 d时间，投入70余万元，付出了较大的人力、物力和财力。

4 治理对策

4.1 加强开展水质及水藻生长监测

在渠道上设置固定的水质、水藻的监测点，监测水质、微生物的变化，水藻水生植物的种子的迁徙移动，对水藻的类型、生长过程、生物量和水藻分布特征等进行调查及分析;同时研究渠道水位、流速和光照等因素对水藻生长的影响程度，提出水藻治理方式方法的意见建议，为管理单位水藻治理工作提供科学的决策依据。

4.2 加大灌溉供水周期水藻清理力度

在每个灌溉供水期结束后，要对渠道的水藻、淤泥等进行彻底的清理。对水质、水生态有严格要求的，应当采用人工、机械清理水藻，包括专用船只进行清理，虽然效率不高、花费大，但可避免污染渠道沿线水环境。对清理后的渠道渠底可铺设一层3 cm左右的生石灰进行消杀，可有效清理清除附着于渠底的水藻、青苔的根茎，进一步巩固清理成果。对水质要求不严格的渠道，也可选用安全可靠的化学药品进行清理。通过及时清理渠道水藻，有效改善渠道水质，减少渠道漫溢、决口等安全隐患和事故。