二期抽黃系統(tǒng)小斷面渠道淤積成因及對策初探

王海樂

（富平縣灌區(qū)服務中心，陜西 富平 711700）

雷二期抽黃灌區(qū)工程在渭北旱腰帶地區(qū)，歷史性破解了旱塬地區(qū)灌溉難題，為改變灌溉條件，挖掘農(nóng)業(yè)潛能，發(fā)揮了應有作用，確乎可圈可點。但隨著時間推移，出現(xiàn)的工程小斷面渠道淤積問題，日益突出，亟需破解。就此，筆者以興鎮(zhèn)系統(tǒng)為例，對其存在的障礙、成因及對策進行了初探，以與方家商榷。

1 主要障礙

二期抽黃灌區(qū)工程興鎮(zhèn)系統(tǒng)小斷面淤積現(xiàn)象，不是個例，而是系統(tǒng)普遍存在的問題。找準和正視主要障礙，是科學施治的前提。從興鎮(zhèn)系統(tǒng)看，分干渠全長10.65 km，沿線5 座泵站，安裝水泵機組19 臺（套），支渠11 條，實際灌溉面積14.5 萬畝。近年出現(xiàn)小斷面渠道淤積現(xiàn)象，主要有三大障礙：

1）泥沙阻遏。全系統(tǒng)渾水灌溉導致泵站抽水挾帶大量泥沙，在流動過程中帶入渠道，假以時日，沉積量不斷增大大，阻滯了流力，淤積隨之愈加厚重。據(jù)估算每年輸入興鎮(zhèn)灌區(qū)田間的泥沙量在萬方以上，其中滯留在系統(tǒng)各級渠道的淤積每年在3000 m3以上，這樣的泥沙量，造成淤塞，也為必然。

2）配水局限。系統(tǒng)泵站在設計時過多考慮了井灌區(qū)，為了最大限度保證灌區(qū)均衡用水，造成灌溉時泵站區(qū)間各支渠配水流量相對不平衡。如東邊支渠因渠線短，配水流量相對較少，一般情況下配水一兩股；西邊支渠因渠道長，面積較大，配水流量相對較多，但支渠斗較多，配水分散。支渠中下游引水時常低于設計最小流量，逐漸造成渠道淤積，一定程度遏制了渠道工程設施效能正常發(fā)揮。

3）治理滯后。容易出現(xiàn)淤積的渠道位置，在運行過程中，由于注重面上統(tǒng)籌，對這些關鍵部位重視不夠，相關施治舉措未及時跟上，致使這些渠道一旦出現(xiàn)淤泥沉積，積重難返，加大了清淤難度。即使清淤后，亦容易反復，淤泥沉積厚度增大，難以滿足灌溉輸水的要求。

2 原因探析

由點及面，興鎮(zhèn)系統(tǒng)渠道斷面存在的上述障礙，在東雷二期抽黃系統(tǒng)較為普遍，探析其原因，主要在“四大因素”。

1）水質(zhì)因素。黃河水自身含沙量很高，平均含沙量4.46kg/m3（2019年一級站測量資料）。從一級站的實測泥沙資料分析，黃河水的含沙量受上游徑流產(chǎn)生的區(qū)域、徑流量及水庫調(diào)度方式的共同影響，在年內(nèi)汛期的黃河水含沙量明顯高于非汛期，并且在汛期有明顯的沙峰出現(xiàn)。隨著入汛期時間的不同，黃河水沙峰出現(xiàn)的時間及持續(xù)時間也有些變化。一般情況下，灌區(qū)4 月～6 月中旬為非汛期，引入灌區(qū)的黃河水含沙量較小，沒有明顯的沙峰，含沙量平均為1.3 kg/m3～3.0 kg/m3；在7 月～10 月份汛期，含沙量較高，最高含沙量達到71.4 kg/m3，平均為4.5 kg/m3～7.8 kg/m3。從不同月份含沙量可看出，輸入灌區(qū)渠道、田間的泥沙主要在夏灌后期，抽上塬的黃河水本身泥沙含量就大，久之就會淤積。

2）水量因素。引水量的大小會直接影響到渠道淤積的程度以及狀態(tài)，受黃河水來水量、配水指標、灌區(qū)系統(tǒng)配水計劃、灌區(qū)泵站機組配置及農(nóng)業(yè)用水情況的限制，目前在灌溉期內(nèi)各級渠道的引水量在很長的引水期達不到設計流量值。由于流量較小，水深不夠，要滿足下級渠道的引水水位，必須利用節(jié)制閘調(diào)節(jié)水位。此時，渠道內(nèi)過水斷面加大，斷面平均流速降低，水流挾沙能力降低，導致渠道產(chǎn)生淤積。

3）設計因素。二黃灌區(qū)支、斗、農(nóng)渠的襯砌是按U型槽設計建造，支渠比降控制在1/1500 左右，斗渠因地形和多控制面積的要求，比降一般控制在1/300～1/1500。運行過程中斷面的水流速度和下級取水口位置的高低都會產(chǎn)生不一樣的效果，如果斗、分渠道的取水口位置偏高就會影響支渠輸水的垂線流速（流速沿深度的分布稱為垂線流速分布正常情況下，最大流速分布在水面以下0.1 m～0.3 m 水深處，平均流速相當于在0.6 m 水深處（流速）的分布變化，渠道垂線流速越大表流速會越快，那么底流速就會更慢，逐漸渠道形成淤積。如興鎮(zhèn)系統(tǒng)西二支二斗、三斗等斗渠斗口位置，在支渠底以上30 cm 開口，這種取水面抬高，渠道輸水在30 cm 下的渾水，將會逐漸沉積淤積在支渠道中。有些斗渠為了最大控制灌溉面積，抬高斗口位置，在支渠加裝節(jié)制閘攔水，亦能造成渠道淤積。

4）渠道因素。容易出現(xiàn)淤積問題的多在干、支、斗渠末梢、渠道拐彎背堤處，干、支渠上游一般不會出現(xiàn)泥沙淤積，因過流斷面較大，上游配水流量較多，水流的流速較快，泥沙基本會被水流直接沖走。其支渠以及斗級渠道比降小的渠道易發(fā)生淤積現(xiàn)象，且異常嚴重。也有因渠道建筑物過流不暢，如倒虹、涵洞、橋梁等造成渠道逐年淤積。

3 對策探尋

針對上述障礙問題和內(nèi)在原因，本文就破解策略，進行了初步探尋，認為應用好“四力”。

1）輸水給力。渠道的水力決定渠道的最大挾沙能力。由于渠水的含沙量超過了其挾沙能力，由此而造成的渠道淤積是不可避免的。然而，從渠道運行時間分析，高含沙量的水流的引水期較短，每年只有汛期出現(xiàn)短時間的沙峰，淤積量不大。一般情況下，在低含沙量時，通過大流量的輸水運行可以重新挾走渠道中淤積的泥沙，例如興鎮(zhèn)系統(tǒng)西二支前段2 km 在灌溉過程中發(fā)現(xiàn)淤積沉淀上升現(xiàn)象，就是采用集中大流量、加快流速的輸水方式進行灌溉沖淤，基本上一天時間淤積下降40 cm 左右，效果顯著。

2)人工增力。停水期間利用人工清淤有其便利、簡捷性，清淤費用一般在15 元/m 左右，且在渠道厚度大的地方。人工小斷面開槽沖淤，就適宜在淤積渠段開30 cm 寬、深到渠底的拉泥槽，清理上來的淤積堆放在拉泥槽兩邊，在灌溉過程中調(diào)節(jié)好流量，流速不能低于渠道水利要素要求的不淤流量和流速，利用水力將淤積泥沙沖向田間。但此方法在操作過程中制約因素較多，不能徹底將淤積清理干凈，只能滿足臨時性灌溉需求，達不到渠道安全輸水的減淤運行。

3)人機合力。小流量機械配合人工擾動沖淤，是比較重實際、省人力、低費用的一種簡單的減淤方法，通過實踐在興鎮(zhèn)灌區(qū)取得了較好效果。主要采用10 馬力四驅水田微耕機和背負式球籠除草機進行輸水水擾動，10 馬力四驅水田微耕機適用在渠道淤積過厚超過50 cm 的渠道中施工，在水中作業(yè)平衡性穩(wěn)定，馬力大，解決了操作人員下水的問題。春、夏灌均能操作，往返兩次基本上淤積下降30 cm，帶水擾動沖沙效果明顯，基本滿足灌溉輸水要求。背負式球籠除草機在小斷面支渠、渠道淤積厚度較小和斗渠淤積段作業(yè)減淤，操作方便。只需要在割草機機頭上更換成球籠，一人就能操作使用，而且沖淤效果顯著，作業(yè)費用較低，對渠道也破壞較小。這兩種機械擾動沖沙減淤，費用大約在1 元/m 左右，大大降低了工程管護清淤成本。只是四驅水田微耕機在擾動作業(yè)中還需增加浮箱、遙控器、降低機械高度、改進機器的平衡等，使其更適應支渠的各種清淤環(huán)境，便于機械通過渠道橋下擾動等。

4）機制活力。機制帶有根本保障性。在渠道清淤管理中，應結合渠道各項管理制度，積極推進跟蹤管理，加強渠道定期巡查，讓制度促進支渠管理規(guī)范；重視重點渠道、關鍵部位的日常管理，對極易發(fā)生淤積的地方，派員專門監(jiān)管通水情況，確保打通“腸梗阻”；完善各級渠道清淤管理的責任機制，明確各項要求，進行定期督查，確保渠道管理底子清，責任明，有人管；完善考核獎勵機制，嚴格依照規(guī)定，加大清淤工作獎懲力度，調(diào)動管理人員的積極性。

4 結語

綜上所述，東雷二期抽黃興鎮(zhèn)系統(tǒng)破解小斷面渠通淤積障礙因素，進行的理性剖解，科學施策，富有成效，這也是結合實際，有的放矢的智慧結晶，對具體實踐帶來一定啟迪，值得學習運用。建議在實踐中，應借鑒經(jīng)驗，根據(jù)各自實情，具體分析研判，靈活施策，務實創(chuàng)新，以期實際解決小斷面渠道淤積有所裨益，當為本文之幸。