探究灌區(qū)引黃泥沙處理

吳桂磊　李樂雷　曹保偉

[摘要]泥沙在引入灌區(qū)之后怎樣處理已經(jīng)成為灌區(qū)管理的主要課題，其直接影響著灌區(qū)的發(fā)展與生存。在處理泥沙的過程中一定要充分考慮引水防沙工作，有效降低泥沙進(jìn)入灌區(qū)，比如運(yùn)用沉沙池處理泥沙等，從而保證引入灌區(qū)的泥沙是細(xì)小顆粒的。

[關(guān)鍵詞]灌區(qū)引黃 泥沙處理 含沙量

[中圖分類號] S274.5 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-3-386-1

黃河是山東農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要水源，現(xiàn)階段黃河已經(jīng)是兩岸區(qū)域經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的命脈?？墒窃谝^程中必然會引入沙子。在引黃灌溉快速發(fā)展形勢下，大型灌區(qū)已經(jīng)開始建立配套與節(jié)水改造工程項(xiàng)目，其中泥沙處理是水資源配置和環(huán)境保護(hù)中的重要問題，二沉沙池和渠道中清淤泥沙的有效處理是引黃灌區(qū)發(fā)展的關(guān)鍵要素。因此，分析與研究灌區(qū)引黃泥沙處理有著深遠(yuǎn)意義。

1工程概況

山東聊城在中央注重水利工程項(xiàng)目建設(shè)的背景下，加大了位山引黃灌區(qū)的水利工程項(xiàng)目基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)?，F(xiàn)階段，此灌區(qū)設(shè)計(jì)的配套與節(jié)水改造工程項(xiàng)目研究報(bào)告已經(jīng)獲取省發(fā)改委批復(fù)，同時可以依據(jù)計(jì)劃完成實(shí)施。自從位山灌區(qū)建立之后，在一定程度上推動的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，但是經(jīng)過十幾年的運(yùn)行，一些工程項(xiàng)目老化與退化十分嚴(yán)重。對此，位山引黃灌區(qū)實(shí)施了節(jié)水工程項(xiàng)目改造，不斷改進(jìn)與完善輸水條件，在一定程度上降低輸水損失，對灌區(qū)的水沙資源進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，為日后的引黃灌區(qū)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2灌區(qū)引黃處理現(xiàn)狀

2.1渠首的泥沙處理現(xiàn)狀

在灌區(qū)的泥沙處理方面而言，如果可以把泥沙阻擋在引水灌區(qū)前是最有效的方式，也就是渠首防沙?？墒牵F(xiàn)階段黃河下游的灌區(qū)引水都是無壩引水，同時黃河下游中河道水流中存在的泥沙通常為細(xì)顆粒的懸移質(zhì)，而且泥沙在水中分布的相對比較均勻，若是在無壩引水的前提下，選擇人工環(huán)流或是獲取表層水的模式降低入渠泥沙效果并不是很理想。在總引沙量方面而言，渠首防沙發(fā)揮的作用并不是很明顯[1]。除此之外，在灌溉的末期進(jìn)行小流量引水過程中，引入的水含有大量的泥沙就會淤堵在引水口與引水渠。對此，針對當(dāng)前狀況為了可以確保所有灌區(qū)的引水量基礎(chǔ)上，一定要避免引水口與引水渠放生淤堵。

2.2渠道的減淤處理現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，主要運(yùn)用的渠道減淤方式如下：首先是渠道的設(shè)計(jì)，主要有運(yùn)用多種的輸水和輸沙工程模式防止渠道出現(xiàn)淤堵，對輸水和輸沙的線路等進(jìn)行完善與改進(jìn)等，比如渠道和渡槽以及涵管等。其次是工程項(xiàng)目的改造，主要有增加進(jìn)口段渠底的高度和渠道的襯砌以及斷面形態(tài)的有效調(diào)整等。最后是合理、科學(xué)水沙的調(diào)度，主要包含沿程的分水和分沙運(yùn)行以及大流量輸沙的運(yùn)行等多方面，上述的幾種技術(shù)方式能夠增大渠道比降和增大渠道的降沙能力從而防止渠道出現(xiàn)泥沙淤堵。可是一系列措施會受到自然環(huán)境條件與地理情況等諸多客觀條件的制約，可以開發(fā)的空間比較有限。

2.3渠系泥沙的清淤處理現(xiàn)狀

在引黃灌區(qū)快速發(fā)展形勢下，清淤泥沙量直線上升，單從魯北地區(qū)的引黃灌區(qū)而言，沉沙池中累計(jì)的清淤已經(jīng)達(dá)到了4億m3，。因?yàn)橹卫磉€耕的投資比較大，且發(fā)展較為緩慢，沙化面積正在不斷擴(kuò)大，清淤的距離也在不斷加大，對于棄土的堆放已變得十分困難。當(dāng)前清淤棄土已經(jīng)成為引黃灌區(qū)中泥沙處理的難題。對此，對于泥沙處理的研究還需進(jìn)一步研究，制定合理對策確保渠首的引水含沙量較低，在一定程度上延長沉沙池的運(yùn)用年限。

3加強(qiáng)引黃灌區(qū)泥沙處理的對策

雖然在引黃灌區(qū)的泥沙處理方面取得一定進(jìn)步，可是灌區(qū)泥沙處理是一個十分復(fù)雜的問題，僅僅依靠單一的對策是無法取得良好效果。對此，一定要因地制宜，進(jìn)行綜合管理，選擇科學(xué)、有效的管理模式，才可以實(shí)現(xiàn)少引與少淤的目標(biāo)。

3.1引水防沙

要想有效處理引黃灌區(qū)的泥沙問題，必須充分考慮引水過程中盡量少引沙。其中閘前防沙通常是運(yùn)用環(huán)流理念，通過綜合考慮建立的工程對策，比如凹岸建閘和銳角引水以及建立導(dǎo)流系統(tǒng)等方方面。上述工程對策可以在一定程度上有效降低入渠的含沙量，其中引沙比在0.7至0.9間。因?yàn)辄S河的中下游是游蕩性河段，一般情況下主流會出現(xiàn)左右擺動，從而造成引水渠淤堵。如果引水渠出現(xiàn)淤堵，通?？梢岳猛诰驒C(jī)或是泥漿泵完成清淤，如果引水口的位置出現(xiàn)淤堵或是將要淤死時，可以利用噴槍機(jī)船在引水口的位置進(jìn)行往返行走，把淤沙沖起，并且開閘拉渠，冰面渠道淤死。在每一次引水結(jié)束之前，必須在機(jī)船的尾部設(shè)置拖具，同時在引水渠中進(jìn)行往返行使，拖起淤沙，在一定程度上延長停水階段的回淤時間。

3.2渠系的科學(xué)、合理配水

渠道水流的挾沙能力和流度的關(guān)系十分密切，然而渠道流量變化嚴(yán)重影響著流速。對此，在引黃灌區(qū)中合理、科學(xué)配水，從而使骨干渠道中流量超出不出現(xiàn)淤積時最小流量，其是有效降低與避免渠道出現(xiàn)淤堵的對策。引黃灌區(qū)可以利用系統(tǒng)進(jìn)行觀測和研究，針對不沖不淤的流量和來水中含沙量之間存在的關(guān)系，通過計(jì)算獲取各種來水中含沙量形勢下的各種渠道不淤的最小流量，從而完成合理配水。如果現(xiàn)實(shí)流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于最小流量時，必須要關(guān)閘停止灌溉[2]。如枯水期間渠首的引水量比較少，難以進(jìn)行分配時，可以進(jìn)行集中用水，防止細(xì)水長流，避免出現(xiàn)嚴(yán)重淤堵現(xiàn)象。

3.3合理、有效調(diào)控與利用沉沙池

沉沙池作為引黃灌溉處理泥沙問題的關(guān)鍵措施。其中泥沙池主要是將粗沙截留下，能夠直接有效降低來水中含有的沙量，防止粗沙通過渠道引進(jìn)田間，避免土地的沙化。另外，引黃灌區(qū)還要依據(jù)現(xiàn)實(shí)情形選取與利用沉沙池，設(shè)立兩個沉沙區(qū)，一個沉沙區(qū)正常運(yùn)行，另一個沉沙區(qū)進(jìn)行泥沙治理施工，避免了沉沙池治理泥沙與運(yùn)行洪水相互之間影響。

4結(jié)束語

未來引黃灌區(qū)的泥沙處理可以充分運(yùn)用自然條件或是先進(jìn)技術(shù)手段，有效減低引水中的含沙量。另外，還可以建立提水裝置，通過人為的形式降低水沙比，運(yùn)用水流的能量完成渠道的有效沖刷，從而有效解決引黃灌區(qū)的泥沙處理，促進(jìn)人與自然的和諧相處。

參考文獻(xiàn)

[1]史紅玲，戴清，許曉華.位山引黃灌區(qū)渠道減淤的數(shù)學(xué)模型研究[C].第五屆全國泥沙基本理論研究學(xué)術(shù)討論會論文集， 2012，（9）.

[2]錢意穎，程秀文，陳發(fā)中.黃河流域灌溉中泥沙的處理和利用及其對河道沖淤的影響[R].黃河水利委員會黃河水利科學(xué)研究院， 2010，（8）.