研究頭屯河引水樞紐群協(xié)調(diào)運(yùn)行模式

【摘要】合理協(xié)調(diào)河流的引水樞紐能起到控制水利樞紐的作用?；陬^屯河引水樞紐群協(xié)調(diào)運(yùn)行模式的特殊性，提出有效的協(xié)調(diào)運(yùn)行模式，進(jìn)而提升區(qū)域性水利工程的進(jìn)一步發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】頭屯河；引水樞紐群；協(xié)調(diào)運(yùn)行

針對頭屯河水利工程的特殊性和復(fù)雜性，在實踐過程中需要從實際情況入手，考慮到運(yùn)行管理體系的特殊性和復(fù)雜性，盡量緩解水庫泥沙淤泥的現(xiàn)狀。工作人員要掌握引水工程的具體要求，及時對協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制和控制內(nèi)容進(jìn)行有效的分析，使其適應(yīng)運(yùn)行管理機(jī)構(gòu)的整體性要求，滿足運(yùn)行控制結(jié)構(gòu)的后續(xù)要求。

一、頭屯河引水樞紐簡介

33頭屯河流域位于天山北坡中段，準(zhǔn)噶爾盆地南緣。東與烏魯木齊河相鄰，西與三屯河接壤，南抵天格爾山脈的冰雪嶺與烏魯木齊河、三屯河河源和南坡烏拉斯臺河河源分水嶺為界，北達(dá)古爾班通古特沙漠的北沙窩，地理坐標(biāo)介于東經(jīng)86°42′～87°37′，北緯43°10′～44°44′之間。頭屯河流域行政區(qū)劃以主河道中心線為界，東岸屬烏魯木齊市管轄，西岸屬昌吉市管轄頭屯河引水樞紐閘位于頭屯河水庫大壩下游約9km的河道上，是一座攔河式底欄柵引水渠首。為使頭屯河流域水資源的開發(fā)利用適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展的需求，改善灌區(qū)自然條件，提高水資源利用率，促使流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境向良性方向發(fā)展，頭屯河流域管理處委托新疆昌吉方匯水電設(shè)計有限公司進(jìn)行頭屯河引水樞紐閘建設(shè)的勘測設(shè)計工作。

二、研究頭屯河引水樞紐群應(yīng)用現(xiàn)狀分析

針對工程施工形式的特殊性，在后續(xù)應(yīng)用階段，需要從應(yīng)用現(xiàn)狀入手，對設(shè)計形式進(jìn)行有效的比較和分析。以下將對頭屯河引水樞紐群應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析。

1. 水閘工程現(xiàn)狀

頭屯河引水樞紐屬于底欄樞紐，主要建筑物由上、下游導(dǎo)流提供的，設(shè)計最大泄流量為83.0m3/s，為寬頂堰形式，1孔，凈寬6.0m，長6.0m。沖砂閘為弧形閘門，閘門寬×高為6.0×4.0m，底板高程832.50m，閘墩頂高程為838.76m。閘后接挑流裙板消能。上游存在設(shè)計不合理的情況，在河道整治過程中，需要考慮到距離的長短，對導(dǎo)砂設(shè)計引起重視，如果存在淤積嚴(yán)重的情況，需要抬高閘前河床面高程，此外要考慮到大量泥沙淤泥的情況，由于結(jié)構(gòu)存在老化的情況，在閘前漸變段中部的漿砌石護(hù)坡曾多次出現(xiàn)滑坡失穩(wěn)現(xiàn)象，給渠首正常運(yùn)行帶來了安全隱患。此外下游導(dǎo)流基礎(chǔ)設(shè)計深度不足，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性比較差，下滑斷裂的比較嚴(yán)重，直接威脅到渠道的運(yùn)行安全。

2. 漂浮物情況嚴(yán)重

頭屯河實測流量對整體協(xié)調(diào)發(fā)展有重要的影響，需要及時對水庫進(jìn)行處理，放水設(shè)立在4月10日左右，從4月10日開始到4月30號，流量逐漸加大，流量逐漸從4.0m3加大到了11.5m3，每年從放水開始，隨著流量的不斷增加，河道不斷被水流帶到下游。推移質(zhì)的情況直接對空庫造成影響，含沙量大約是在2.36kg/s左右，如果上一年度為排砂年度，則本年度的汛期河床抬高0.85-1.3m左右，針對推移泥沙的特殊性，需要根據(jù)采樣分析結(jié)構(gòu)的具體要求，確定含沙量。通常情況下，在40-50kg/s左右，最大可以達(dá)到105.5kg/s?；谂潘O(shè)計系統(tǒng)的特殊性，漂浮物比較多，必然會對組織協(xié)調(diào)形式造成影響。

3. 河流泥沙情況

頭屯河的泥沙情況比較嚴(yán)重，頭屯河制材廠站以下多年平均含沙量為14.2kg/m3實測最大含沙量在6月份。針對淤泥情況的嚴(yán)重性，在后續(xù)設(shè)計過程中，必須對淤泥量進(jìn)行有效的分析，滿足有效庫容的整體要求。河流淤泥嚴(yán)重的情況下，勢必對水利樞紐本身造成影響，工作人員要對泥沙淤泥情況引起重視，以現(xiàn)有的協(xié)調(diào)運(yùn)行模式為基礎(chǔ)，滿足組織運(yùn)行機(jī)制的整體要求。

三、頭屯河水利樞紐群協(xié)調(diào)運(yùn)行模式分析

基于水利樞紐的特殊性，在協(xié)調(diào)運(yùn)行管理的過程中，要從整體情況入手，及時對運(yùn)行管理機(jī)制進(jìn)行分析和指導(dǎo)，以現(xiàn)有的調(diào)整方式為基礎(chǔ)，滿足運(yùn)行模式的后續(xù)要求。以下將對頭屯河水利樞紐群協(xié)調(diào)運(yùn)行模式進(jìn)行分析。

1. 協(xié)調(diào)運(yùn)行方案

調(diào)度原則為了保證拱安全和供水安全，需要兼顧到設(shè)計理念的具體變化，盡量節(jié)約水資源，掌握有效的排砂時機(jī)，控制水質(zhì)，最大限度的保持供水流量的持續(xù)性和穩(wěn)定性。頭屯河當(dāng)前采用的是計劃供水的形式，在應(yīng)用階段需要了解灌溉區(qū)域的實際用水情況，計算出總量，結(jié)合渠道，河道的水資源利用系數(shù)，計算出開閘放水的流量。在下游需要采用引水操作的形式，將水全部引入到各個渠系中，除排砂需要和向下游輸送生態(tài)水需要外，盡最大限度減少工程棄水。在燈籠口引水樞紐運(yùn)行設(shè)計階段，利用樞紐工程引水閘、排砂閘和高程差進(jìn)行有效的分析，要合理控制開啟度，為了保證水流量的穩(wěn)定性，在引水前，必須控制排砂閘開度，將水位高程控制在882.2m范圍內(nèi)。在正常情況下，為了保證比較好的排砂效果，沖砂閘要單孔運(yùn)行，以現(xiàn)有的周期設(shè)計為基礎(chǔ)，依次循環(huán)運(yùn)行。

2. 渠道樞紐飲水運(yùn)行

等到上游來水達(dá)到一定量時，需要將閘門打開20-30min，避開水流帶來的漂浮物，等到水流充滿閘前庫容量后，經(jīng)過樞紐工程的要求后，為了保證供水的安全性，必須對流量進(jìn)行有效的控制。多余的水量會從非控制性區(qū)間溢出，流向下游的天然河道。在水利工程調(diào)控過程中，粒徑小于100mm的推移質(zhì)部分泥沙隨水流進(jìn)入廊道后，再進(jìn)入總干渠。這樣，就要運(yùn)行總干渠排砂漏斗對推移質(zhì)進(jìn)行處理。為了保證灌溉區(qū)域的水質(zhì)情況，要在24h內(nèi)不間斷的運(yùn)行。

3. 東干渠水利樞紐的運(yùn)行

為了起到節(jié)約水資源的作用，可以將流量控制在0.3-0.4m3/s，漏斗水需要進(jìn)行回收利用考慮到地形優(yōu)勢，需要留有淤積庫容，便于清水進(jìn)入東干渠后進(jìn)行回收和利用。為了嚴(yán)格控制引水閘門，滿足排砂漏斗的具體應(yīng)用要求，要對高程形式進(jìn)行有效的控制。為了方便灌溉區(qū)域節(jié)水技術(shù)形式的全面推廣，需要發(fā)揮水資源的有效利用率，對含水量和含沙量進(jìn)行有效的控制。在引水樞紐統(tǒng)一調(diào)配的階段，考慮到科學(xué)、合理和統(tǒng)一運(yùn)作形式的變化，必須對水利樞紐的后續(xù)應(yīng)用引起重視，明確調(diào)節(jié)形式。針對飲水水質(zhì)的特殊性，漏斗排砂閘要在一定范圍內(nèi)保持開啟狀態(tài)%這樣即可為保證漏斗引水水質(zhì)，又便于小幅度調(diào)整排砂漏斗的引水流量。

4. 掌握水情信息

為了便于灌溉區(qū)域節(jié)水技術(shù)的全面推廣，在實踐過程中需要對含沙量進(jìn)行有效的控制，保證整體設(shè)計的穩(wěn)定性。整個水利樞紐設(shè)計階段，水流量的調(diào)配必須配合科學(xué)合理和統(tǒng)一的運(yùn)作模式，兼顧到相互應(yīng)用的意識，按照固有的調(diào)整模式對其進(jìn)行協(xié)調(diào)處理。水情信息的通報要及時、規(guī)范，操作時間和操作內(nèi)容必須及時進(jìn)行記錄。在后續(xù)控制階段也要對各個水流樞紐進(jìn)行有效的評估，為了避免出現(xiàn)浪費的情況，要掌握各個水利樞紐調(diào)整時機(jī)。

結(jié)束語

基于頭屯河引水樞紐群協(xié)調(diào)運(yùn)行形式的特殊性和復(fù)雜性，在實踐階段，必須對運(yùn)行模式進(jìn)行有效的分析，針對回收工程具體變化，對流域工程進(jìn)行有效的引導(dǎo)。同時需要做好定期檢查和巡視工作，保證各個運(yùn)作系統(tǒng)的有效性，進(jìn)而發(fā)揮檢測體系的最大化作用。

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作者簡介：胡鵬（1966-）女，陜西省勉縣人，大專，工程師，主要從事水利工程施工及運(yùn)行管理