對(duì)渠道冰期輸水安全管理的幾點(diǎn)探討

吳曉明

（南水北調(diào)東線山東干線有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250100）

由于我國(guó)北方在冬季氣溫較低，尤其是當(dāng)寒潮來(lái)臨之時(shí)，水渠渠道內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰的現(xiàn)場(chǎng)。水渠渠道結(jié)冰一般在每年的11月中下旬開(kāi)始，2月中下旬結(jié)束，大約持續(xù)時(shí)間90天左右。通常，根據(jù)結(jié)冰程度的不同，可以將冰情具體細(xì)化為岸冰、流冰、冰蓋等三個(gè)階段。因?yàn)楫?dāng)氣溫降低到0℃以下，就會(huì)形成岸冰和流冰；當(dāng)氣溫降低到-8℃以下，并且持續(xù)5～8小時(shí)以上，流冰就會(huì)形成冰蓋。而當(dāng)輸水渠道內(nèi)的冰塊堆積過(guò)多以及無(wú)法流出時(shí)，冰塊就會(huì)堆積直至形成冰蓋。進(jìn)一步的當(dāng)輸水渠道內(nèi)的水速較大卻遇到輸水閘門(mén)阻擋時(shí)，或者因下一級(jí)輸水渠道變寬而導(dǎo)致水速減緩時(shí)，就會(huì)形成冰塞。在冰蓋形成時(shí)進(jìn)行輸水，如果管理不善，將會(huì)造成十分嚴(yán)重的損失甚至災(zāi)難。因此此時(shí)極易發(fā)生冰塞、冰壩等危險(xiǎn)情況，也會(huì)威脅到輸水渠道以及輸水閘門(mén)的安全。根據(jù)運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，一般在輸水渠道轉(zhuǎn)彎、輸水?dāng)嗝孀兓牡胤匠霈F(xiàn)冰塞和冰壩的概率較大。

1 冰期輸水階段劃分與控制

目前，依據(jù)我國(guó)特殊的地理及氣候條件，一般將冰期輸水分為以下階段：冰期目標(biāo)水位生成階段、流冰階段、冰蓋形成階段、冰蓋下輸水階段、融冰階段。各個(gè)階段的輸水管理不盡相同，對(duì)周?chē)ㄖ锛熬用竦耐{程度也不同，對(duì)其險(xiǎn)情的控制落實(shí)措施也不相同。

1.1 冰期目標(biāo)水位生成階段

該階段一般發(fā)生在12月上旬到12中旬之間。該階段主要是通過(guò)控制進(jìn)水閘門(mén)等將總干渠段的水位逐步提高到冰期目標(biāo)水位的一個(gè)漸進(jìn)過(guò)程。因?yàn)樵撾A段結(jié)冰現(xiàn)象還未大規(guī)模發(fā)生，其造成的安全隱患較低，但是也不可以輕視甚至忽視。在抬升水位的過(guò)程中，應(yīng)遵循循序漸進(jìn)的原則，仔細(xì)排查輸水渠道內(nèi)有無(wú)安全隱患，切不可操之過(guò)急。

1.2 流冰階段

在12月中旬到12月下旬之間，由于氣溫普遍降低，輸水渠道內(nèi)將出現(xiàn)不同程度的冰花、冰塊等現(xiàn)象。因?yàn)楹拥纼?nèi)已經(jīng)產(chǎn)生輕微的結(jié)冰現(xiàn)象，并且冰塊可以跟隨流水流動(dòng)，因此將在此期間進(jìn)行的輸水工作稱之為流冰輸水。當(dāng)冰塊隨著流水而逐步堆積在節(jié)制閘、檢修閘以及輸水渠道的彎道處、狹窄處時(shí)，就會(huì)形成冰塞，對(duì)輸水渠道產(chǎn)生極大的危害。

此時(shí)一定要做好控制措施：1）將輸水渠道內(nèi)的水位控制在冰期目標(biāo)水位附件，避免出現(xiàn)大幅的波動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)。2）對(duì)輸水渠道內(nèi)的水流量進(jìn)行有效控制，保持總干渠與分支水渠供用水之間的安全比例關(guān)系。3）對(duì)輸水渠道內(nèi)的流冰現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)和控制。特別對(duì)于輸水渠道內(nèi)的冰塊異常堆積以及大規(guī)模結(jié)冰現(xiàn)象，要及時(shí)匯報(bào)上級(jí)部門(mén)，并做好除冰抗險(xiǎn)的準(zhǔn)備工作。4）做好防冰及排冰措施。在輸水渠道進(jìn)水口之前，要利用好攔冰索等防冰排冰措施，將流冰及時(shí)排除河道內(nèi)，避免在下游河道大規(guī)模堆積。

1.3 冰蓋形成階段

在12月下旬到次年1月上旬這段時(shí)間內(nèi)，伴隨著寒潮的大規(guī)模降臨，輸水渠道內(nèi)也將產(chǎn)生大規(guī)程的穩(wěn)定冰蓋。通過(guò)靜水形成的冰蓋和動(dòng)水形成的冰蓋不盡相同。對(duì)于水位較低的分支輸水渠道而言，河道內(nèi)已無(wú)流水可言，也無(wú)法進(jìn)一步的進(jìn)行有效的輸水，其形成的冰蓋稱之為靜水冰蓋。而對(duì)于總干渠而言，由于其需要保證在冰蓋形成時(shí)依舊能不間斷供水，故其形成的冰蓋稱之為動(dòng)水冰蓋。對(duì)于動(dòng)水冰蓋而言，就需要在寒潮來(lái)臨期間，將輸水渠道內(nèi)的水位及水速控制在合理的范圍之內(nèi)，既要防止水位抬升過(guò)高頂托冰蓋，也要避免水位過(guò)低造成冰蓋脫空。

因此，在此期間要嚴(yán)格做好下列措施：①統(tǒng)籌規(guī)劃，合理調(diào)度。盡量在冰蓋形成之前完成各地區(qū)的調(diào)水需求，做好輸水渠道內(nèi)水量和水位的控制。②冰蓋一旦形成，就盡力保持住水渠內(nèi)進(jìn)出水量的穩(wěn)定性。只有在冰層厚度達(dá)到要求后，才可以緩慢加大輸水流量。輸水期間，還要對(duì)水渠兩岸加強(qiáng)巡視，如果發(fā)現(xiàn)冰層破裂應(yīng)立即停止供水。

1.4 冰蓋下輸水階段

在12月下旬到次年2月上旬這段時(shí)間內(nèi)，因?yàn)椴糠值貐^(qū)水量短缺，而不得不利用總干渠對(duì)其供水。而這一階段的開(kāi)閘放水，就是水體在冰層之下進(jìn)行流動(dòng)輸水。

在此期間，要盡量保持水流的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)較大幅度的波動(dòng)，并做好下列控制措施：1）冰蓋下輸水時(shí)要嘉慶對(duì)水渠兩岸的彎道處的監(jiān)視工作，以及水渠控制閘門(mén)、節(jié)制閘門(mén)等建筑物處的冰層變化情況，每天每時(shí)定點(diǎn)記錄，實(shí)時(shí)匯報(bào)。2）對(duì)輸水閘門(mén)兩側(cè)的水位情況做好記錄，保護(hù)上下游水位的穩(wěn)定性，當(dāng)出現(xiàn)異常情況是要立即報(bào)告上級(jí)指揮部門(mén)。3）當(dāng)出現(xiàn)冰蓋破碎等緊急情況是，要立即報(bào)告調(diào)度中心，并采取抬高輸水渠道的水位、組織搶險(xiǎn)隊(duì)伍破冰等積極措施，快速消除冰塞。因?yàn)楸坏┬纬?，將?huì)導(dǎo)致輸水渠道內(nèi)水流減小，甚至全線停水。

1.5 融冰階段

在次年2月份以后，因?yàn)樘鞖饣嘏?，輸水渠道?nèi)的冰層逐漸融化，在此期間的輸水工作稱之為融冰階段。此時(shí)，應(yīng)該保持總干渠輸水流量不變，各渠道融冰增加的水量應(yīng)通過(guò)調(diào)節(jié)控制閘門(mén)往下游渠段輸送。各控制閘閘前水位基本控制在冰期目標(biāo)水位，并緩慢向非冰期水位轉(zhuǎn)換。在此階段為預(yù)防萬(wàn)一，各退水閘應(yīng)做好退水準(zhǔn)備。

2 冰期輸水安全措施

2.1 工程措施

1）提前預(yù)防，及時(shí)治理。在進(jìn)入冰期輸水之前，要做好各項(xiàng)安全隱患的排查工作，及時(shí)治理一切安全隱患，防止在冰期輸水期間由于冰凍的膨脹作用以及冰塊的融蝕作用導(dǎo)致事故的擴(kuò)大。

2）在進(jìn)入冰期輸水之前，做好輸水渠道內(nèi)各類閘門(mén)的檢修調(diào)試工作，保證其能運(yùn)行在最佳狀態(tài)，避免出現(xiàn)緊急事故時(shí)閘門(mén)無(wú)法操作的事件發(fā)生。

3）提前做好防冰和排冰措施，尤其是極易結(jié)冰的渠段，并應(yīng)該設(shè)置一定數(shù)量的攔冰索、破冰機(jī)等，防止大量冰塊向下游河道堆積。

4）在冰期輸水期間，在極易發(fā)生結(jié)冰的渠段，要增加人手和設(shè)備，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理異常事故等。當(dāng)冰塞事故發(fā)生時(shí)，要保證排冰通道、存冰場(chǎng)所暢通，及時(shí)清除水面的冰塊及冰花，防止其沖撞進(jìn)水閘門(mén)、節(jié)制閘門(mén)等，損害輸水設(shè)備。

2.2 管理措施

1）采用完善的自動(dòng)測(cè)量和報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水渠各處的結(jié)冰狀況及水位狀況，這樣便于管理人員及時(shí)掌握水渠各個(gè)區(qū)域的安全運(yùn)行情況，也能較為準(zhǔn)確的判斷水渠的運(yùn)行是否安全可靠。

2）采用視頻成像技術(shù)，對(duì)水渠的重點(diǎn)部位，如閘門(mén)區(qū)域、流水湍急的區(qū)域等進(jìn)行監(jiān)視，避免出現(xiàn)人為惡意除冰的現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)不可抗力的自然因素時(shí)，也能及時(shí)采取有效的補(bǔ)救措施，避免事故的擴(kuò)大。

3）采用遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)，分水閘門(mén)、節(jié)制閘門(mén)、進(jìn)水閘門(mén)等均應(yīng)該安裝完善的遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)。一旦水渠出現(xiàn)安全隱患，管理人員就可以在第一時(shí)間對(duì)響應(yīng)的閘門(mén)進(jìn)行操作，將安全事故降低到最小，保護(hù)水渠的穩(wěn)定性和安全性。

4）定期對(duì)管理人員進(jìn)行安全教育培訓(xùn)，提高每一位工作人員的安全責(zé)任意識(shí)。因?yàn)椴徽搹氖潞畏N行業(yè)，都應(yīng)該把安全放在第一位。這就需要新老員工在冰期輸水期間時(shí)刻保持高度的安全責(zé)任意識(shí)，定期更新處理事故的應(yīng)急預(yù)案、提升自身的應(yīng)急處理能力。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上，冰期輸水工作具有很大的階段性，不同階段的冰期輸水工作管理存在顯著的差異。冰期輸水工作必須緊密結(jié)合所處冰期，根據(jù)特定冰期的輸水特點(diǎn)及險(xiǎn)情，采用對(duì)應(yīng)的控制措施。