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探析揚水干渠末級渠道淤積問題如何解決

來源:期刊VIP網所屬分類:建筑設計時間:瀏覽:

  固海揚水工程橫跨中寧至固原五縣市,從黃河取水,總設計流量28.5立方米/秒,有11級揚水,泵站24座,總凈揚程342.74米,干渠總長286公里;總裝機容量99890千瓦,700多座水工建筑物。灌溉面積已達62.5萬畝,灌區內受益人口24萬多人,大家畜2萬多頭,羊只20多萬只。

  固海揚水工程自建成運行到現在已經歷了近30個春秋,近30年來為灌區的生態效益、經濟效益和社會效益作出了巨大貢獻,但是隨著灌區的發展,由于歷史的原因,投入不足,固海工程的設施老化日益加劇,每年僅水工設施的維修費用就高達200多萬元,給管理單位造成非常大的經濟負擔,其中末級渠道的清淤費用就達30多萬元,占到年投資的15%以上。為此,我建議采取一些積極措施,就能夠解決或緩解目前被動的狀況,為管理單位節約資金提供參考。

  一、 基本情況

  固海揚水工程是寧夏二十世紀建設最早、規模最大、最成功的一項為解決寧夏中部干旱帶人畜飲水和生活貧困的公益性工程,迄今在寧夏揚水史上,始終起著示范帶頭作用。

  在大旱之年,周邊地區農民用車拉驢馱等方式解決約5—6萬人,10萬頭牲畜、羊只的飲水問題。固海揚水工程被形象地稱為寧南中部干旱人民的“生命工程”、“希望工程”。她為寧南山區的脫貧致富、生態環境建設和社會穩定做出了巨大貢獻。固海揚水工程自建設投入運行以來近30年來,在寧夏中部干旱帶人民的共同努力下,使昔日荒蕪的土地呈現出了一片綠洲,在寧夏創造出了又一個“塞上江南”。

  二、 渠道現狀及存在的問題

  1、 現行渠道管理模式

  由于灌溉管理實行“統一領導,分級管理”的管理體制,管理處只負責主干渠的水量統一調配。支渠以下直開口及渠系由縣鄉級水管單位負責管理。

  2、 末級干渠存在的問題

  固海揚水工程分布在清水河兩岸,有主干渠22條,其中:中間級渠道17條,末級渠道5條。固海揚水工程每年從黃河提取水達到3.4億立方米左右,渠道年的輸沙量達到近93萬噸(平均泥沙含量達到26.9kg/m3,近600萬立方米)。泥沙對各級水泵的氣蝕、磨損造成損失非常大,對渠道淤積造成的危害也非常嚴重,尤其是固十干、同三干、長三支干、同支干等四條末級渠道淤積問題(唯一沒有淤積的是東三支干渠),僅每年淤積量就達到10~20萬立方米,投入清淤資金就達30萬元之多,近30年來累計清淤投資達數百萬元之多,給管理單位管理造成很大經濟負擔,我認為也是揚水工程設計時留下的敗筆。

  由于水流速度太慢,水流挾沙能力逐漸減弱,造成渠道越到后段淤積越嚴重,形式如圖示:

  三、 渠道淤積的成因分析

  1、 河水中的泥沙

  黃河以泥沙而在世界聞名,治理泥沙的問題也是世界性的難題。泥沙從黃土高原流走,也帶走了黃土高原人民的致富希望。

  根據資料統計,每年僅從寧夏黃土高原沖走的泥沙就達1億噸,清水河為最大,約為0.5億噸,平均含沙量229 kg/m3,侵蝕模數每平方公里3410噸,年流失有機質38.5~50萬噸,折合氮肥1923-2308噸、磷肥1000~1154噸,地皮被剝去1厘米,每形成1厘米的表土需要100~400年才能形成的一次性資源,就這樣永遠的喪失了。有多少仁人志士為了泥沙不再從黃土高原流失研究者從黑發到白發,可是,黃河依舊是“黃”。

  固海揚水工程的取水口在寧夏中寧縣泉眼山北麓,黃河右岸,在同側的清水河入河口下游約1.5公里處(固海揚水工程設計時留下的又一敗筆)。根據作物灌溉情況,每年固海揚水工程取水日期從4月到11月,6-8月是汛期,也是取水高峰。清水河上游地區降雨,造成洪水挾帶著大量的柴草、泥沙一起下泄進入黃河,在黃河的右側,由于清水河水中柴草、泥沙含量影響,經常造成泉眼山首級泵站攔污柵被堵死,電機嚴重過負荷,被迫停機事故發生。據測最大泥沙含量達

  到380kg/m3之多。黃河的泥沙屬于懸移質泥沙,從一干渠到末級渠道,泥沙隨水流帶入渠道,泥沙含量相對處于均衡狀態,有水流到的地方就有泥沙,絕大部分泥沙隨著渠道配水斗口中途帶出。在中間各級渠道,設計比降選取比較合理,輸水量和泥沙基本穩定,V實≥V設 ,渠道沒有產生淤積。而對于末級渠道,由于水量逐漸減少,V實≤V設,所以,末級渠道產生淤積。

  2、渠道沿線的風沙

  由于固海揚水工程渠道很多地方是經過風沙區或沙漠地帶,每到冬春季節,由于草原植被毀壞嚴重,肆虐的風沙沖沙入渠,嚴重時可把渠道填平,尤其是同一干、同三干、長三支干渠。春季配水通過斗口把泥沙帶出干渠一部分,另一部分被水流帶到下游,造成末級渠道淤積。

  3、水量調配不合理

  由于渠道各斗口控制的面積及種植作物變化較大,灌區實行的灌溉方式是續灌,造成灌溉時水量調配不均勻,不能達到集中到下游灌溉水沖沙,因此,在末級渠的下游出現了淤積。

  3、 田高渠低造成淤積

  隨著灌區的不斷發展,渠道設計的控制面積逐步開發結束,而控制不到的高地灌溉面積,一般高于設計水位30-100厘米之間。農民為了種植這部分土地,不得不采取人為在渠道上

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