淺談在新疆長距離輸水渠道運行管理經驗探討

阿力木·許克爾

(新疆伊犁河流域開發(fā)建設管理局，新疆 伊寧 835000)

1 工程概況

新疆北疆某渠道工程全長169 km，其中隧洞長32.5 km，明渠長144 km(另外電站引水渠長6.291km)，渠道斷面為梯形，底寬4m，開口寬28m，渠深5.9-5.7m，設計水深4.559-4.312m，邊坡1∶2，輸水明渠縱坡1/8000，水電站引水渠縱坡l/5000，渠道設計輸水流量76m3/s，加大輸水流量87m3/s，承擔灌區(qū)10.67萬hm2的灌溉任務和兼顧某水電站(裝機三臺，總裝機13.2萬kW)發(fā)電供水任務，總投資25億元，屬大(1)型Ⅰ等工程。

該工程具有灌區(qū)規(guī)模較大、渠道戰(zhàn)線較長、引水流量較大而流速較快，渠系建筑物較多，穿越團場、農牧場和鄉(xiāng)村居民點等特點，安全運行管理任務十分繁重。渠線經過鞏留縣、察布查爾縣及農四師七十三團、六十七團等鄉(xiāng)縣團場，主要擔負著為某水電站發(fā)電、鞏留、察縣灌區(qū)農業(yè)種植和工業(yè)用水等三項供水任務。

2 運行管理模式

2.1 人工巡檢管理

總干渠工程運行管理也是其他大型渠道工程一樣靠人工日常巡檢，對渠道人工巡檢分段分組分級管理，高填方、滲漏、沉降等重點項目對渠道運行安全影響程度的大小劃分等級、確定巡檢頻次，并根據(jù)巡檢部位變化情況動態(tài)調整巡檢頻次和等級。巡檢內容分為一級、二級、三級、四級等4個等級，巡檢頻次分為一級24h人工蹲點值班、二級每日2次、三級每周2次、四級每周一次，每半月1次人工徙步巡檢。

2.2 信息自動化管理

該長距離輸水渠道工程戰(zhàn)線較長、沿線點多、與居民點較近，運行管理任務十分繁重，因此，總干渠運行管理采用了信息自動化先進技術進行管理，全面達到網絡化和可視化，形成以計算機管理為主題的信息自動化遠程控制管理模式，工程所有閘門蝶閥、重要建筑物、隧洞等運行信息隨時上傳到總控中心，整個工程運行實現(xiàn)節(jié)水、安全、高效。計算機技術、光纖網絡技術、自動控制技術、視頻監(jiān)視技術、安全檢測技術為基礎的信息自動化系統(tǒng)，以遠程操作控制為主，現(xiàn)地操作為輔，達到“少人或無人值守”的運行管理要求，實現(xiàn)技術先進、運行可靠、維護方便的目的。

2.3 水量調度管理

本工程的水量調度管理范圍為總干渠渠首引水閘到各支渠口或干管分水口(總稱為分水閘)，支渠口或干管分水口以下的水資源管理由地方灌區(qū)管理單位或用水戶自行負責。總干渠水量調度管理應在保證工程安全的前提下，本著統(tǒng)一調配、統(tǒng)籌兼顧的原則，為確保渠道安全運行及灌區(qū)的正常供水及保證某水電站的正常發(fā)電，制定了水量調度管理辦法，合理分配、科學管理渠道來水，采取交接斷面流量控制的方式調配并監(jiān)督各管理站用水流量，做到按需分配、總體平衡，以此化解用水矛盾，達到合理控制、需求與供給相適應的供水目的；根據(jù)各管理站各分水口的年、月、旬用水計劃做出年、月、旬水量調配方案，根據(jù)水量調配方案制訂調度指令單并及時發(fā)布到管理站，及時、準確下達調度配水指令；監(jiān)控中心通過監(jiān)控采集和管理站現(xiàn)場上報的方式隨時采集渠道水情，合理利用水資源，優(yōu)化配置方案，科學管理，充分發(fā)揮總干渠工程的綜合效益，確保灌溉供水保證率達到95%以上，發(fā)電供水保證率達到80%以上。

2.4 冬季運行管理

為了提高本工程的年利用率和更好發(fā)揮經濟效益，從總干渠樁號56.6km處引水，修建一座引水式水電站，本年的12月至明年的2月，共3個月全面投入了冬季運行，參與冬季運行管理的部位包括總干渠渠首分水閘至4﹟節(jié)制閘段56.62km渠道、1.78km隧洞、水閘、防洪、渠道交叉建筑物、退水、附屬等工程，以及水電站分水閘，引水渠(6km)至前池、泄水槽、壓力鋼管至尾水渠等。該工程冬季運行進行全面技術管理，實現(xiàn)管理的科學化、制度化、規(guī)范化，本著“安全第一，局部服從全局，全局照顧局部，興利服從防洪、統(tǒng)籌兼顧綜合利用水資源”的原則進行，提高年利用率，充分發(fā)揮效益，并發(fā)電補水的雙贏目的，確保實現(xiàn)冬季安全供水，杜絕安全事故發(fā)生。

3 存在的主要問題

1)該渠道工程高填方渠段多為黃土基礎、砂礫石填筑或黃土渠堤，初期經過2a的運行，出現(xiàn)了不同程度的不均勻沉降12處(最大沉降量47.6cm)，滲水點11處以及渠堤裂縫，突發(fā)事件頻發(fā)。突發(fā)事件的頻發(fā)逐步暴露出工程運行管理中存在的漏洞與隱患，給運行管理單位留下深刻教訓。突發(fā)事件的處理與恢復運行，管理單位也從中積累了不少經驗，在后續(xù)的工作中針對漏洞與隱患不斷的完善體制、提高管理水平。

2)該渠道工程運行初期，信息自動化系統(tǒng)的軟件和硬件升級不及時，從事信息自動化專業(yè)人員配備不足，系統(tǒng)維護保養(yǎng)不到位，影響了系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、準確性，沒有能夠達到系統(tǒng)初設理想狀態(tài)，完全發(fā)揮不了應有的作用。

3)對本渠道工程來說水量調度管理作為本灌區(qū)灌溉期供水和本工程冬季運行排冰工作的重要環(huán)節(jié)，水量科學調度關系到灌溉質量和冬季發(fā)電，影響到工程社會效益和經濟效益。運行初期，因未成立農牧民用水戶協(xié)會，面對的用水戶都是文化水平較低的農牧民，存在用水戶未按時上報用水計劃，白天引水量不夠用，晚上沒有人用水現(xiàn)象，還存在未及時繳納水費，影響了水量科學調度，導致了浪費水資源。

4)嚴寒地區(qū)長距離輸水渠道冬季運行的效果，主要取決于工程設計和運行管理的合理性，本渠道工程冬季運行過程中，如氣溫低于-22℃時渠道中渠系建筑物(交通橋、渡槽、分水閘及節(jié)制閘等)以及彎道處易出現(xiàn)流動冰凌壅塞現(xiàn)象，影響渠道安全運行，因為較大冰凌通過彎道、橋、分水閘、節(jié)制閘以及渡槽等部位時易被建筑物阻擋形成冰塊擁堵，冰面向上游延伸，影響正常輸水、輸冰。該渠道無處排冰，渠道內全部次生冰通過水電站排冰閘排出。首個冬季運行時排冰水量嚴重不足，未準備破冰機械設備，因此在渠道內結成冰蓋，形成冰塞冰壩，并迅速向上游蔓延，致使冰凌越聚越多，在低溫場的作用下形成冰堵，被迫停水。

4 運行管理措施及經驗

十余年來，總干渠工程歷經無數(shù)風雨考驗，管理人員也從中獲得了許多寶貴經驗和深刻教訓，現(xiàn)就工程運行管理經驗教訓總結。

1)根據(jù)需求動態(tài)調整完善運行管理制度。對渠道巡檢分段分組分級管理，高填方、滲漏、沉降等重點項目對渠道運行安全影響程度的大小劃分等級、確定巡檢頻次，并根據(jù)巡檢部位變化情況動態(tài)調整巡檢頻次和等級。巡檢內容分為一級、二級、三級、四級等四個等級，巡檢頻次分為一級24h蹲點值班、二級每日2次、三級每周2次、四級每周一次，每半月1次徙步巡檢。通過對管理制度不斷完善，為總干渠安全運行，保障灌區(qū)灌溉用水需求奠定了基礎。

2)強化措施，規(guī)范管理。針對重點部位、險工險段進行動態(tài)觀察，實現(xiàn)定期不定期對重點段進行裂縫、沉降、出水量觀測，及時做好了巡檢記錄和觀測記錄，時刻掌握工程變化情況，動態(tài)分析，必要時采取措施避免情況惡化，及時總結經驗，采取有必要的措施。渠道運行過程中出現(xiàn)的沉降處每年春秋季歲修時重點進行除險加固處理，滲水渠段進行了渠道內再一層鋪設土工膜并襯砌混凝土，加強防滲措施，防止或減少滲水量。針對高填方渠段進行滲流、變形、浸潤水位進行了安全監(jiān)測，并進行遠程監(jiān)測，確保工程安全運行。

3)不斷提高系統(tǒng)能力，培養(yǎng)專業(yè)人才。邀請了國內渠道信息自動化系統(tǒng)專家，對信息自動化系統(tǒng)的軟件和硬件及時進行升級，不斷提高信息自動化系統(tǒng)的能力，確保系統(tǒng)正常運行。定期對對信息自動化系統(tǒng)的軟件和硬件進行維護，從中培養(yǎng)了渠道信息自動化系統(tǒng)專業(yè)人才，實現(xiàn)系統(tǒng)正常發(fā)揮作用。

4)該渠道工程引水主要用于農業(yè)、工業(yè)、電站發(fā)電用水，通過十余年的供水，管理人員積極總結經驗教訓進一步改進了服務作風、優(yōu)化供水服務質量，建立了農牧民用水協(xié)會，采用了預繳水費和上報用水計劃制度。嚴格執(zhí)行計劃用水制度，在供水過程中，嚴格執(zhí)行計劃用水制度，根據(jù)所轄灌區(qū)各用水戶用水計劃，實行7日計劃供水，發(fā)布調度指令，現(xiàn)場管理人員根據(jù)調度指令進行閘門調度，目前已做到24小時持續(xù)供水。在春種秋播時節(jié)，管理站人員深入用水戶現(xiàn)場，了解種植結構，經常與其作談溝通，征詢水量需求，及時編報年、月、旬(或周)用水計劃，適時調整供水方案，實現(xiàn)了按計劃用水、按需供水，提高灌區(qū)經濟效益，做到合理調配總干渠水資源。

5)總干渠工程通過十余年的冬季運行過程中，不斷完善和改進設計缺陷，不斷提升冬季運行能力，發(fā)揮工程經濟效益。投入冬季運行的渠首樞紐閘和節(jié)制閘均安裝了閘門槽自動除冰系統(tǒng)，有效防止了閘門槽內結冰問題，確保閘門正常啟閉。渠道水面形成冰蓋，渠系建筑物(交通橋、渡槽、分水閘及節(jié)制閘等)以及彎道處出現(xiàn)流動冰凌壅塞現(xiàn)象時，及時組織機械設備破冰，比如：長臂挖掘機、鏟車等等，破冰機械和人工配合進行破冰，并開啟排冰閘將渠道浮冰及時排除，防止流凌雍塞，造成渠堤漫溢成災。

渠道冬季運行時，應密切關注沿線氣象變化，根據(jù)渠道來冰量不斷加大輸冰、排冰水量，能夠實現(xiàn)正常輸冰、排冰運行，輸冰、排冰效果良好，電站正常發(fā)電，經濟效益顯著；出現(xiàn)極端惡劣氣候(氣溫低于-22℃或大、暴雪天氣)時，必須堅持“電調服從水調”的原則，甚至全力輸冰、排冰，停止發(fā)電，及時排除流冰，嚴禁在渠道內形成冰塞冰壩，待低溫天氣過后恢復正常發(fā)電。經過十余年的冬季運行實踐證明，根據(jù)冬季當日最低氣溫條件時時調整輸冰、排冰水量，嚴格按照“電調服從水調”原則，側重排冰，輕重發(fā)電，甚至不發(fā)電，決不允許冰凌停留在電站排冰閘前，結成冰蓋，形成冰塞、冰壩、冰堵，確保冬季運行安全。

5 結 語

調水工程的安全運行，最大程度的發(fā)揮工程經濟效益、民生效益和生態(tài)效益成為負責工程建設與運行管理單位最大目標，為此，負責總干渠工程運行管理人員認真做好工程日常巡檢、按時保養(yǎng)維護實施設備，利用高科技信息自動化系統(tǒng)，定期進行歲修工程，科學水量調配及完善制度建設等工作，總結經驗教訓，全面提高運行管理水平，充分發(fā)揮總干渠工程效益，較好完成總干渠工程運行管理任務。