瑪河灌區(qū)渠道運(yùn)行中存在的問題分析與探討

【摘要】本文對(duì)瑪納斯河灌區(qū)渠道運(yùn)行、管理現(xiàn)狀及存在的問題進(jìn)行了簡(jiǎn)述和分析，針對(duì)存在的渠道輸沙量大、東岸大渠非均勻流、引輸水工程超負(fù)荷運(yùn)行、汛期流量迭加、灌區(qū)末級(jí)渠道管理主體缺位、更新改造工程運(yùn)行管理等問題，提出了具體的解決辦法和途徑。

【關(guān)鍵詞】灌區(qū)；渠道；運(yùn)行；管理；瑪納斯河

前言

發(fā)源于天山北麓中段依連哈比爾尕山脈的瑪納斯河（簡(jiǎn)稱“瑪河”），全長(zhǎng)約425km，多年徑流量13.14億m3，由于是融雪補(bǔ)給型河流，水量年內(nèi)變化大且分布不均，6～8月為主汛期，來水量占全年徑流量的67%左右。灌區(qū)灌溉面積410萬(wàn)畝，主要以種植小麥、玉米、棉花和番茄等農(nóng)作物，其中棉花為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，面積278萬(wàn)畝，占總灌溉面積68%。灌區(qū)作為全國(guó)第四大灌區(qū)，流域面積1.98萬(wàn)km2，灌區(qū)2014年總?cè)丝?7萬(wàn)人，轄石河子市、兵團(tuán)第八師的14個(gè)國(guó)營(yíng)團(tuán)場(chǎng)和第六師的一個(gè)農(nóng)場(chǎng)、塔城地區(qū)的沙灣縣、昌吉地區(qū)的瑪納斯縣、克拉瑪依市的一個(gè)鄉(xiāng)，共計(jì)20個(gè)市、縣、團(tuán)場(chǎng)單位。

1、工程概況

瑪河流域內(nèi)建成引水樞紐二座，其中一座是五座梯級(jí)水電站的引水樞紐，另一座是瑪河紅山嘴渠首引水樞紐工程，此工程，總引進(jìn)量105 m3/s，通過引水樞紐工程向西岸輸水的過河渡槽渠，設(shè)計(jì)流量30 m3/s，灌溉面積50萬(wàn)畝。主干渠為東岸大渠，由南向北全長(zhǎng)18km，設(shè)計(jì)流量75m3/s，多年引水量9.1億m3，經(jīng)東岸大渠末端的第二總分水閘分別由莫合渠注入新戶坪水庫(kù)，由六浮渠注入大海子水庫(kù)，西調(diào)渠注入蘑菇湖水庫(kù)，從三大水庫(kù)泄出的水量，灌溉面積約300萬(wàn)畝。灌區(qū)內(nèi)大中型平原水庫(kù)八座，總庫(kù)容4.7億m3；干支斗三級(jí)渠道總長(zhǎng)4484.8km，其中防滲渠道2741.5km，占61.1%；各類水工建筑物3282座；配套完好機(jī)電井2100余眼。干渠利用率91%，渠系利用率63%。灌區(qū)內(nèi)末級(jí)渠道防滲率53%，斷面形式有梯形、U形，采用漿砌石、預(yù)制砼板、現(xiàn)澆砼防滲形式。渠系配套完好率65%。

2、灌區(qū)工程管理

瑪河灌區(qū)工程管理主要分三級(jí)，第一級(jí)是上游引水樞紐工程至東岸大渠十八公里以上工程（包括河道防洪工程），管理主體是自治區(qū)水利廳的派出機(jī)構(gòu)瑪河流域管理處。管理處在汛期對(duì)骨干工程實(shí)行晝夜巡視、汛前和汛期結(jié)束后工程檢修、全年維護(hù)，以確保工程正常運(yùn)行。2000年以來瑪河管理處爭(zhēng)取國(guó)家資金和自籌資金進(jìn)行灌區(qū)續(xù)建配套節(jié)水改造，相繼完成十一期工程，總投資約2000億元，主要完成了渠首第一分水閘、渠首沉沙池、東岸大渠八公里閘室、十公里分水閘、十公里退水渠（全長(zhǎng)1.0km，設(shè)計(jì)流量40m3/s）、十五公里分水閘、十八公里第二分水閘、河道防洪堤、八公里過河涵洞護(hù)頂?shù)裙こ?，?年又完成了瑪河紅山嘴引水樞紐除險(xiǎn)加固和渠首防洪堤除險(xiǎn)加固工程。

第二級(jí)是第八師、第六師、塔城地區(qū)、沙灣縣和瑪納斯縣各級(jí)人民政府領(lǐng)導(dǎo)下水利局管理的干、支渠和大中型水庫(kù)。

3、渠道運(yùn)行管理中存在的問題分析

瑪河灌區(qū)經(jīng)過50年的運(yùn)行，在渠道建設(shè)與管理方面取得了優(yōu)異的成績(jī)，積累了豐富的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，但也存在一些問題。

3.1 瑪河屬于山溪性河流，河水含沙量大，多年平均輸沙量為555萬(wàn)t，汛期含水量沙量在864kg/m3，融雪期的春季和特大暴雨時(shí)，含沙量最大，年內(nèi)降水量較大時(shí)，輸沙量也大。泥沙問題是灌區(qū)一大難題，多年來在征求灌區(qū)用水戶意見中，對(duì)泥沙問題反映最大。經(jīng)過除險(xiǎn)加固后的瑪河紅山嘴渠首為費(fèi)爾干式（與加固前同）引水防沙渠首，在總干渠上雖然設(shè)有12級(jí)廂型沉沙池出水口為排沙明渠，排沙明渠沒有足夠的高程差，排出的沙堆積在明渠出口，仍需要定期用推土機(jī)清理。因含沙量大，又在進(jìn)東岸大渠前放有擋沙坎，但泥沙淤積仍然十分嚴(yán)重。

以瑪河瑪納斯縣瑪河灌區(qū)為例，莫合渠是新戶坪水庫(kù)引水干渠，經(jīng)過國(guó)家續(xù)建配套節(jié)水改造項(xiàng)目，為混凝土防滲渠，流量30m3/s。由于汛期含泥量較高的洪水通過紅山嘴渠首-東岸大渠-莫合渠注入新戶坪和白土坑水庫(kù)，造成兩庫(kù)嚴(yán)重淤積。2011年～2012年對(duì)白土坑水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固，恢復(fù)原設(shè)計(jì)庫(kù)容1250萬(wàn)m3，2012年～2013年對(duì)新戶坪水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固，恢復(fù)庫(kù)容3000萬(wàn)m3，但未對(duì)引水干渠進(jìn)行防滲改造。泥砂入庫(kù)問題仍未解決，其相應(yīng)工程不配套盡快解決的話，水庫(kù)又將面臨嚴(yán)重的淤積問題。

再如，渠首第一分水閘向西岸輸水的過河渡槽渠下游分別是頭浮渠給沙灣縣供水，農(nóng)民說一條渠水，半渠沙。另一條是洞子渠給石河子鄉(xiāng)供水，設(shè)計(jì)流量3.5m3/s，淤積嚴(yán)重時(shí)過水能力不足2.4m3/s，每年在春季灌溉前和灌溉期結(jié)束都要組織上百人對(duì)該渠人工清淤。天山電力股份公司也因渠水含沙量大，水質(zhì)差，在每年汛期停水一旬或半月，對(duì)進(jìn)水口沖沙和對(duì)機(jī)組進(jìn)行清洗。

3.2 瑪河灌區(qū)是棉花種植大戶，由于受全球氣候變暖的影響，渠首6至7月來水量時(shí)常出現(xiàn)偏小、汛期連續(xù)多年滯后一旬或二旬的情況，而這一時(shí)期正值農(nóng)作物生長(zhǎng)旺盛期和灌溉高峰期，東岸大渠都是滿負(fù)荷運(yùn)行。2002年后連續(xù)多年的豐水年，團(tuán)場(chǎng)職工看到有多余水量排入下游河道，就擅自開墾荒地，這樣也使東岸大渠滿負(fù)荷甚至超負(fù)荷運(yùn)行。東岸大渠引水工程擔(dān)負(fù)著紅山嘴梯級(jí)水電站發(fā)電后三、四、五級(jí)電站退入東岸大渠的水量，而在東岸大渠15km處又有新疆最大的火力發(fā)電廠—天山電力股份有限公司的取水口，15.6km處是火電廠退出的循環(huán)水，由于兩個(gè)電廠排沙、增減負(fù)荷和缺線退水等操作，導(dǎo)致東岸大渠流量迭加，不僅造成東岸大渠嚴(yán)重沖刷，而且縮短?hào)|岸大渠的使用壽命。近四年中東岸大渠就發(fā)生三起跨渠事故，不僅給灌區(qū)農(nóng)作物灌溉造成極大影響，而且也迫使天山電力有限公司停止引用河水。

3.3 瑪河骨干引水工程?hào)|岸大渠自2002年續(xù)建配套節(jié)水改造工程后，渠道縱坡沒有變化，但糙率由改造前0.0025減小到改造后的0.0017，改造前后同樣大的流量情況下，平均流速增大了近0.75倍，形成明渠非均勻流。渠道流量加大，水位反而降低，給水量計(jì)量工作造成很大困難，渠道調(diào)水難度加大。

4、措施及探討

4.1 針對(duì)泥沙處理問題，瑪河流域管理處渠首控制工程要按水利工程規(guī)范要求，定期排沙和清除排沙明渠出口淤砂的基礎(chǔ)上，還應(yīng)在天山電力發(fā)電廠取水口前修建排沙漏斗，使引水干渠的工程性措施更加健全。另外，為保護(hù)農(nóng)民利益，流域管理處應(yīng)在每年灌溉引水期結(jié)束后，根據(jù)觀測(cè)的泥沙含量，在給灌區(qū)用水單位核定水量和水費(fèi)時(shí)，扣除一部分水量和水費(fèi)以抵泥沙造成的損失。

4.2 對(duì)東岸大渠形成明渠非均勻流問題，流域管理處咨詢請(qǐng)教專家，現(xiàn)已在東岸大渠渠段上修建了幾組阻水底坎，以降低計(jì)量點(diǎn)前的水流流速，使其形成明渠均勻流。因此建議在以后的工程設(shè)計(jì)中，充分考慮到水量的計(jì)量問題。流域管理處及二級(jí)管理單位應(yīng)根據(jù)瑪河多年徑流量，預(yù)留約1億m3生態(tài)水，以供定需，嚴(yán)禁墾荒。