东雷二期抽黄灌区渠道淤积形成原因及解决对策

尹 拓

（渭南市东雷二期抽黄建设管理局 陕西 渭南 714000）

引言

黄河是我国大江大河中输沙量最大、水流含沙量最高的河流。以黄河为灌溉水源的东雷二期抽黄灌溉工程，近年来随着灌溉面积不断增长，工程效益逐渐显现出来。但是，各级渠道的淤积量逐年呈上升趋势，大到总干渠，小到斗分引，都存在不同程度的淤积。尤其各级渠道的下段淤积更为突出，几乎90%的支渠工程下游近1/5渠道都有不同程度的淤积，而且部分渠道的淤积有延伸之势。淤积减小了过水断面，抬高了运行水位，减少了过水流量，严重影响到灌溉的正常进行，制约了工程效益的发挥。探究淤积形成的原因，及早采取适当的措施减少和消除淤积，对灌区的长远发展有着重要的意义。

1 灌区渠道淤积成因分析

1.1 水源含沙量大引起渠道淤积

水源含沙量大是引起淤积的根本原因。在需求过紧的情况下，为了抗旱或满足农作物正常的灌溉需要，抓住有利的灌溉时机，首级站在含沙量较高的情况下开机引水灌溉。在这种情况下运行，水的容重增加，相同过水断面流速降低，粗粒径的沙子或者粒径更大的沙子不能被带走沉淀下来形成淤积。只有达到自身容重下的不淤流速时，在平直的渠道段才不会造成淤积；当流速达不到自身容重下的不淤流速时，就会有部分沙子从水中沉淀下来。

1.2 小流量运行引起的淤积

在小流量运行达不到最小设计流量时，流速达不到最小的不淤流速，被水挟不走的沙子便沉淀在渠道内形成淤积。小流量运行在灌区发展初期、灌季初期、灌季尾期较为普通。由于开灌初期，系统处于成长阶段，有的还没有灌溉受益，各级渠道要达到设计流量下运行显然是不切实际的。为了开拓市场，促进用水，使灌区的群众接受黄河水，积极利用黄河水，需要一个小流量运行过程来引导和培育市场，淤积也就不可避免的存在于灌区的各级渠道。

1.3 工程管护不到位引起的淤积

工程管护不到位引起的淤积是指各级渠道及建筑物垃圾和障碍物得不到及时清理、不及时培土等等而导致淤积。

由于渠道线长面广，沿途经过多处村庄、果园、菜地、工厂等设施，杂物、垃圾、砖石块容易进渠，使渠道糙率加大。接近渠底的水流本来就挟沙能力弱，渠底阻力增大后阻滞水流，使水流挟沙能力更弱，部分沙子就会沉积下来，沙子和垃圾裹在一起，久而久之会形成死底。若不时及清理，会恶性循环加大沉积厚度或使淤积向前延伸。

在雨季渠堤排水不畅，被冲刷的两边护堤土冲进渠道；有的是灌溉时地头埂被冲开后泥土被冲进渠道；有的是渠堤被侵占种植后，筑埂时或者耕种时翻进的流土造成的淤积；有的是两边的护坡被雨水冲刷后，流失的土被冲进渠道；还有的是在渠道内人为设障，造成水流流速减慢引起的淤积。除垃圾未及时清理引起的淤积外，多是渠道内人为设障造成水流流速减慢引起的淤积，或者水调配不当引起的淤积。

1.4 上级渠道的推移质进入下级渠道引起的淤积

目前各级渠道的下游几乎都存在淤积。当下级渠道的取水口低于上级渠道淤积上平面时，上级渠道的推移质就会在水的压力及推力下进入下级渠道内。若下级渠道比降大，水流的流速足以带走进入渠道内的泥沙，这时下级渠道不会产生淤积；若下级渠道比降仅是按正常含沙量的流速设计，而没有考虑高含沙量因素，这时下级渠道水流的流速只能将水中悬移质带走，而将推移质甩下来留在渠道内形成淤积。久而久之，下级渠道的淤积面会和上级渠道的淤积面几乎持平，并会随着上级渠道淤积面的上升而上升，下降而下降。

1.5 建筑物处、渠道转弯处流速减小引起的淤积

在建筑物处，水流条件变化，所受阻力增大，水头损失增加，流速减小。若流速能满足不淤流速的要求，就不会形成淤积；当流速不能满足不淤流速的要求时，水流带不走全部的悬移质，就会有部分沙子沉淀下来形成淤积。在渠道转弯处，水流方向改变，流速降低，外侧流速大，内侧流速小，弯度较小时内侧流速趋近0。所以，转弯处容易形成淤积，而且是外侧淤积少，内侧淤积多。

2 淤积的应对措施分析

2.1 水源含沙量大引起的淤积应对措施

水源含沙量大是引起淤积的根本原因，是我们无法控制的。采用这种方式运行，能源单耗增加，运行成本加大，水的利用系数降低，各级渠道的淤积量增加。但是，抓住宝贵的灌溉时机，会增加灌溉效益。是否采用这种方式取决于增加的运行成本、淤积处理成本、增加的经济效益及社会效益四者之间的权衡关系，决策者在权衡四者之间的关系后决定是否开机取水。这也就要求从长远出发，建立较为完善的水量计量系统、成本核算系统、数据系统、分析系统、业绩考核及决策系统。应当大流量集中配水，以水攻沙。还要注意容易形成淤积的地方尽量不要蓄水。例如节制闸处、泵站前池水位应在相应的设计水位和最低水位之间。各级渠道尽量避免小流量或最小流量以下运行，行水期间中途不要断水。同时还可以利用大流量流速高的特点，采用较低水位运行，拉走节制闸处、泵站前池部分的淤积。

2.2 小流量运行引起的淤积应对措施

小流量运行在灌季初期和灌季尾期不可避免，其引起的淤积可以用两种方法解决：一种方法是制定合理的灌溉制度，续灌变轮灌；另一种方法是制定合理的水调配计划，用水来调节淤积。

小流量续灌运行，一是水损失；二是渠道运行流量达不到最小流量时，容易产生淤积。采用轮灌方式集中用水，渠道过流量达到设计最小流量以上，流速超过不淤流速，就不会形成淤积。

制定合理的水调配计划，用水来调节淤积，在灌季初期和灌季尾期能起到减少淤积的作用。在灌季初期采用先上游后下游的方式。当上游先用水时，需要用节制闸拦水，节制闸前渠道可能会产生淤积；当上游用完后，可加大下游水量或者利用灌季中期的大流量将上游淤积带走。不过，当上游渠道的下段渠道比降大，具有拉沙条件，闸前渠道不会产生淤积时，最好还是采用先下游后上游的方式。在灌季尾期，尽量避免流量小、战线长，以及下游渠道单独小流量用水，将用水尽量安排在上游。

2.3 工程管护不到位引起的淤积应对措施

工程管护不到位引起的淤积是完全可以消除的。各灌季行水前对渠道进行彻底的清理，保证渠槽内无垃圾、无堆积物。清理上来的杂物应烧毁、运走或深埋，避免堆积在渠堤上。加强日常的管护，经常检查渠堤和渠道，被侵占的要及时制止，被冲刷的要及时培土，排水不畅的及时平整坡度，护坡有隐患的及时采取措施，人为设障的要及时清理，渠道内搭泵的尽可能取缔。只要严格按照工程管理办法的要求去做，这些淤积是完全可以避免的。

2.4 上级渠道的推移质进入下级渠道引起的淤积

上级渠道的推移质进入下级渠道引起的淤积，主要是由于上级渠道的淤积面高于下级渠道取水口，而下级渠道不具有排沙能力造成的。只要取水口高于淤积面，上级渠道的推移质就不会进入下级渠道。在上级渠道的水头能满足下级渠道用水的前提下，加高下级渠道的取水口高度到上级渠道淤积面以上，即相当于加了个堰，把上级渠道的淤积挡在堰前。这种施工方法简单、造价底、工程量小、经济实用，也不影响下级渠道的正常取水。

2.5 其他综合措施

除以上可以减少淤积的途径外，还有冲沙、拉沙、排沙、疏导沙子、清沙等多种方法。

（1）冲沙是指利用高速水头的冲力带走泥沙。对于北干渠下段淤积，可以采用该种方法。

（2）拉沙是指利用水流挟沙力拉走部分淤积，有水流自然拉沙、人工拉沙和机械拉沙三种方式。水流自然拉沙是指利用低水位、大流量、高流速的特点，利用水流挟沙力带走渠道部分沉沙。这种方法可广泛应用于泵站前池存在淤积的情况。

（3）排沙是指利用下级渠道比降大、流速大、不产生淤积的特点，将上级渠道的推移质带走的一种方法。一是可以充分利用现有比降较大的渠道，即使上级渠道的推移质进入下级渠道，下级渠道的流速亦能将其带走，不会产生淤积。二是当下级渠道的取水口高于上级渠道的渠底，降低取水口后下级渠道比降还能满足正常灌溉所需流量和拉沙需要时，可以考虑改造渠口，降低取水口至上级渠道。三是可以考虑在部分渠段设计专门的排沙渠或兼灌溉渠。

（4）疏导沙子是指在淤积较为严重、断面较大的渠道上，清沙代价大，冲沙效果不明显时，采取的一种措施。

（5）清沙是把淤积进行清理。这种方式是一种最简单、最常用、效果最佳的方法，但是代价较大，清理后若不注意合理水调配，还会继续淤积。并且，清出来的沙子没地方堆积，如若运走，代价更大。这种方式不提倡广泛应用，一般可用于淤积量较小的斗及斗以下渠道。

3 结语

本论文针对东雷二期抽黄灌区渠道淤积的成因，总结了多种减少淤积的措施。笔者认为以下方面的工作还要大大加强：一是工程管理对策，加强工程管护力度，杜绝垃圾杂物入渠，保持各级渠道输水畅通；二是工程对策，在有条件的地方，增设排沙闸点，以减少向下一级渠道的输沙量，同时对有条件的渠道调整比降，提高输水流速；三是技术对策，对各级渠道进行数据采集，如渠道比降、流速、不同含沙量、沙粒级配，分析总结各类沙粒在不同流速下的沉降关系曲线和各级渠道配水流量与不淤流速的关系曲线，以指导灌溉引水工作。陕西水利