金溝河灌區(qū)沖淤斷面改建措施分析

張松濤

（新疆水利廳金溝河流域管理處，新疆 沙灣 832100）

金溝河灌區(qū)位于新疆塔城地區(qū)沙灣縣境內(nèi)，徑流受氣溫和降水的影響，有著年際變化平緩，年內(nèi)分配集中的特點(diǎn)。

年水量與氣溫的高低有著明顯的聯(lián)系，同時(shí)又受降水的制約。金溝河多年平均流量9.77m3／s，多年平均徑流量為3.08億m3，徑流年際變化平穩(wěn)，Cv＝0.125。

徑流年內(nèi)分配極不均勻，汛期6～8月份的徑流量占全年徑流量的68.3%，冬季11月至翌年4月，水量只占總量的14.1%。

多年平均懸移質(zhì)輸沙量41.4萬(wàn)t，相應(yīng)輸沙率為13.13kg／s；多年平均推移質(zhì)輸沙量6.21萬(wàn)t，相應(yīng)輸沙率為1.97kg／s，多年平均總輸沙量為47.61萬(wàn)t。泥沙的年內(nèi)分配集中。實(shí)測(cè)6年資料中6～8月輸沙量占97%，而7月就占全年的54.8%，冬季輸沙量基本為零。

灌區(qū)內(nèi)主要分布著沙灣縣及兵團(tuán)農(nóng)八師的部分團(tuán)場(chǎng)。

金溝河灌區(qū)農(nóng)作物用水以引水灌溉為主，渠系水量計(jì)量作為灌區(qū)調(diào)配水的基礎(chǔ)性工作，只有確保計(jì)量準(zhǔn)確，才能作好灌區(qū)水量的合理分配。

在灌區(qū)用水管理上，主要是依照灌區(qū)各單位的分水比例對(duì)各分水閘點(diǎn)進(jìn)行水量的調(diào)配，以此滿足灌區(qū)的用水需求。

同時(shí)，采用水位關(guān)系流量曲線方法進(jìn)行日平流計(jì)算，以此作為灌區(qū)水量結(jié)算依據(jù)。

在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，雖然金溝河管理處各級(jí)排沙設(shè)施發(fā)揮了十分重要的作用，大量泥沙被各種設(shè)施排出，但是進(jìn)入主汛期后，泥沙淤積仍然給各分水?dāng)嗝媪髁繙y(cè)驗(yàn)工作帶來(lái)很多不便。

為了解決這一問(wèn)題，金溝河管理處技術(shù)人員根據(jù)水文資料整編資料分析和多年斷面整治經(jīng)驗(yàn)，對(duì)相關(guān)沖淤斷面進(jìn)行了改建，經(jīng)過(guò)改建后斷面的沖淤現(xiàn)象基本得到控制，水量計(jì)量精度得以較大提高，減輕了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。下面通過(guò)金溝河5＃閘南干渠的斷面改建經(jīng)驗(yàn)來(lái)淺談沖淤斷面的改進(jìn)方式。

1 存在的問(wèn)題

金溝河管理處5＃閘為一座5孔聯(lián)合閘，其中有3孔節(jié)制閘和兩孔分水閘。

南干渠流量測(cè)驗(yàn)斷面在距離南干渠分水閘后200m的順直段處，設(shè)計(jì)流量為8m3／s，擔(dān)負(fù)著農(nóng)八師143團(tuán)二營(yíng)6萬(wàn)畝土地的供水，灌溉時(shí)間為150天左右。

由于金溝河上游無(wú)調(diào)蓄工程，渠首引進(jìn)水量不穩(wěn)定，入渠含沙量較大，南干渠縱坡偏小，造成南干渠斷面日沖淤變化大，為了保證測(cè)驗(yàn)精度和水量分配計(jì)量的準(zhǔn)確性，要求該斷面進(jìn)入主汛期后每日至少保證兩個(gè)測(cè)次，用臨時(shí)曲線法分段推求日平均流量，計(jì)算日累計(jì)水量。圖1為5＃閘南干渠斷面某日水位過(guò)程線。

圖1 水位過(guò)程線圖

根據(jù)圖1分析可得出如下結(jié)論。

（1）因斷面水位變幅、沖淤變化較大，即便閘點(diǎn)職工每天實(shí)測(cè)兩個(gè)或以上測(cè)次，仍然不能保證日平流計(jì)算的精度。

（2）為了保證對(duì)灌區(qū)應(yīng)分水量的準(zhǔn)確性，閘點(diǎn)值班人員必須增加調(diào)整閘門(mén)的次數(shù)，遇突變水情，還必須增加流量測(cè)驗(yàn)次數(shù)，以保證調(diào)閘的準(zhǔn)確率，職工的勞動(dòng)強(qiáng)度較大。

（3）由于調(diào)閘次數(shù)頻繁，致使對(duì)灌區(qū)供水量不穩(wěn)定，造成灌區(qū)重復(fù)灌溉，水量利用率低，直接增加用水單位的灌溉用水量。

同時(shí)，通過(guò)分析全年實(shí)測(cè)資料，可發(fā)現(xiàn)斷面淤積變化，最小淤積深度在0.5m，最大淤積深度在0.86m；按淤積深度相對(duì)變化分布區(qū)間統(tǒng)計(jì)，可發(fā)現(xiàn)90%以上的測(cè)點(diǎn)，淤積變幅在0.3m以內(nèi)。

2 改建措施

為了降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高調(diào)水的準(zhǔn)確性，以及水量計(jì)量的精度，對(duì)沖淤斷面的整治措施，基于以下兩方面考慮進(jìn)行。

（1）修整斷面上下游渠道，恢復(fù)因凍脹變形部分、清除雜草等阻水物，保證斷面上下游有較長(zhǎng)的順直段，渠底和邊坡光滑平整，以盡可能減小渠道糙率，增加斷面流速。

（2）采取經(jīng)驗(yàn)與理論相結(jié)合的方式確定最優(yōu)縱坡，進(jìn)行斷面整治。

因分水?dāng)嗝嫒狈沉抠Y料，根據(jù)理論計(jì)算得出的設(shè)計(jì)縱坡 （不沖不淤），往往偏差較大。根據(jù)上面分析資料結(jié)果，該量水?dāng)嗝婺暧俜e變化幅度基本控制在0.3m以內(nèi)，于是我們決定通過(guò)試驗(yàn)多次調(diào)整斷面上下游100m范圍內(nèi)的渠道縱坡，以求得淤積變化幅度最小的最優(yōu)縱坡。具體做法如下。

為了降低斷面整治費(fèi)用，并盡可能解決淤積問(wèn)題，根據(jù)原渠道縱坡值，模擬不同含沙量情況下，設(shè)計(jì)幾組縱坡，分別試驗(yàn)幾組縱坡是否可以滿足要求，在斷面100m上下游處分別設(shè)置一道底檻，利用兩道底檻高程來(lái)控制此段縱坡，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)分析，得到最優(yōu)縱坡值。最后，根據(jù)最優(yōu)縱坡調(diào)整該段渠道的縱坡，并對(duì)該段渠道進(jìn)行徹底整治。

3 改建效果

通過(guò)改建，該斷面沖淤問(wèn)題基本得到控制，測(cè)驗(yàn)精度顯著提高，職工流量測(cè)驗(yàn)由原先測(cè)驗(yàn)任務(wù)書(shū)中規(guī)定的一日兩個(gè)測(cè)次改為一日一次，在春枯期變?yōu)閮扇找淮危{(diào)閘準(zhǔn)確率大幅度提高，職工勞動(dòng)強(qiáng)度明顯降低，灌區(qū)用水利用率也有較大提高。改造效果見(jiàn)圖2、圖3。

圖2 改建前斷面水位流量關(guān)系測(cè)點(diǎn)分布圖

圖3 改建后斷面水位流量關(guān)系測(cè)點(diǎn)分布圖

4 結(jié) 語(yǔ)

對(duì)于沖淤斷面的整治，首先分析了造成淤積的主要影響因素，并盡可能收集與該斷面相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料，通過(guò)分析對(duì)比，從而得到較合理的整治方案，最終達(dá)到測(cè)量精度高，水量計(jì)量準(zhǔn)確，工作強(qiáng)度低的斷面整治效果。