阿克蘇河沖洪積細(xì)土平原區(qū)渠道淤積問題淺析及治理建議

楊軍田

（石河子市吉泰巖土工程有限責(zé)任公司，新疆 石河子 832000）

1 淤積危害

根據(jù)調(diào)查研究，渠道淤積是個(gè)普遍問題，淤積危害已經(jīng)引起學(xué)術(shù)界和工程界的普遍重視，研究成果和工程治理案例比較多。本次調(diào)查根據(jù)工作區(qū)渠道淤積特點(diǎn)，結(jié)合以往研究成果及工程案例，分析歸納總結(jié)了工作區(qū)渠道的淤積危害特征，詳述如下：（1）淤積影響渠道正常通水和渠道運(yùn)行安全?？偢汕透汕斔髁看螅こ讨匾詮?qiáng)，淤積嚴(yán)重影響了渠道有效通水；過渡淤積形成堰塞，具有潰堤隱患，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生漫堤和潰堤事故。（2）渠道清淤工作復(fù)雜，成本高。總干渠和干渠基本上每年都要進(jìn)行清淤治理，支渠普遍隔年清理，耗費(fèi)了大量人力、物力和財(cái)力，渠道維護(hù)和管理費(fèi)用較高。（3）淤泥物占據(jù)耕地空間，造成堆積負(fù)擔(dān)。在清淤過程中，淤積物多堆積在渠堤兩岸頂部，隨著兩岸堆積物增高增大，堆積物逐漸擠壓搶占耕地，對(duì)臨近渠道耕地造成影響，且堆積負(fù)擔(dān)越來越大，搶占耕地問題越來越嚴(yán)重。（4）淤積物破壞環(huán)境，形成惡性循環(huán)，淤泥物清除后，多散亂堆積于渠道兩側(cè)，在大風(fēng)天氣的影響下，形成沙塵暴，污染周圍環(huán)境，陷入惡性循環(huán)，這個(gè)問題在工作區(qū)所在的南疆地區(qū)尤其明顯。

2 淤積及淤積物

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查了解，工作區(qū)渠道自沖沖淤能力較差，淤積現(xiàn)象總體表現(xiàn)為：（1）渠道流量由大到小淤積厚度由厚變薄，一般總干渠和干渠年淤積速率達(dá)0.5～1.2 m/年，最大厚度可達(dá)1.5 m/年，支渠淤積厚度一般為0.3～0.5 m/年，局部超過1.0 m/年；（2）總干渠和干渠一般呈現(xiàn)上部段落淤積較弱，中間段淤積最強(qiáng)，尾部段次之，支渠則呈現(xiàn)為上部段最強(qiáng)，中間段次之，尾部段較弱。

工作區(qū)渠道淤積屬于懸移質(zhì)淤積，淤積物沉積韻律比較明顯。從上游到下游淤積物粒徑逐漸減小，顆粒逐漸變細(xì)，上游粒徑多以砂粒為主，下游則逐漸為粉粒和粘粒。從上游至下游淤積物成分由中粗砂逐漸過渡為粉土和黏土。巖性上游為級(jí)配不良砂，中游為粉土質(zhì)砂和含細(xì)粒土砂，下游為低液限粉土和低液限黏土。

3 淤積原因

依據(jù)阿克蘇河水文資料、工作區(qū)測繪資料與現(xiàn)場勘測數(shù)據(jù)，結(jié)合前人工作經(jīng)驗(yàn)，項(xiàng)目組認(rèn)為造成工作區(qū)渠道淤積的因素主要有以下幾方面：

3.1 水源泥砂含量高

工作區(qū)渠道水源為阿克蘇河及其分支老大河，屬于多泥砂性河流。河流洪水季節(jié)水中泥砂含量很大，河水泥砂為造成渠道淤積物質(zhì)的來源。

根據(jù)水文站的資料，阿克蘇河年際徑流變化大，年內(nèi)徑流的變化周期基本一致，具有高山雪融水補(bǔ)給的典型特征：產(chǎn)流最主要月份為6～8 月，徑流量約占全年的60%，個(gè)別年份可達(dá)80%；產(chǎn)流次要月份為9～11 月，徑流量占全年的15%～30%；3～5月份一般產(chǎn)流較少，占全年的比重不大；產(chǎn)流最少月份為12～2月，徑流量很少。

據(jù)阿克蘇河水文站多年泥砂測驗(yàn)資料統(tǒng)計(jì)，工作區(qū)河流泥砂含量的年內(nèi)變化明顯，河水汛期大，枯水期小[1]。泥砂含量最大月一般發(fā)生在8月，平均含沙量4.06 kg/m3；最小月多發(fā)生在1 月，平均含沙量為0.12 kg/m3。

結(jié)合引水資料發(fā)現(xiàn)，工作區(qū)灌溉引水期和河流泥砂高峰期基本重合，灌溉期多是當(dāng)年2～3 月和6～7 月，河水洪水期基本是6～7 月。推定水源含砂量大是渠道淤積問題突出的物料因素。

3.2 工作區(qū)地形坡降小

根據(jù)測繪資料，阿克蘇河西大橋處高程1 078 m，三河匯合口處高程1 021 m，該段河流長108 km，河段平均坡降0.5‰。工作區(qū)地形尤其平緩，渠道沿線地形坡降只有0.34‰～0.15‰，總體坡降更小。地形平緩是淤積問題嚴(yán)重的地形因素。

3.3 渠道斷面形式不規(guī)整

工作區(qū)屬于季節(jié)性凍土地區(qū)，季節(jié)性凍土標(biāo)準(zhǔn)凍深0.62 m，由于凍脹、鹽漬土腐蝕破壞及其他原因，渠道邊坡預(yù)制砼板變形較嚴(yán)重。渠道斷面形式多為矩形或梯形，屬于輸水沖砂能力不足斷面。斷面不規(guī)整，使渠道糙率增大，降低了渠水的流速。糙率增大是渠道淤積的斷面因素。

4 治理措施

根據(jù)分析總結(jié)造成渠道形成淤積的主要因素有：水源泥砂含量大、地形坡降小和渠道斷面形式不完整，建議工作區(qū)渠道工程維護(hù)采取如下治理措施。

4.1 降低水源含砂量，根據(jù)實(shí)際情況引水沖淤

阿克蘇河水源含砂量大是工作區(qū)淤積嚴(yán)重的主要原因，為了減少渠道淤積，建議增設(shè)沉砂池、沉沙渠和沖沙閘。據(jù)調(diào)查，阿克蘇河干流上游正在新建水庫，水庫修建后，下泄水泥沙含量會(huì)大幅減小，對(duì)降低渠道淤積會(huì)有好處?？偢汕蚋汕跅l件許可的地段或渠段，設(shè)立沉沙池或沉沙渠，進(jìn)一步降低渠水水源的含砂量，永久消除或減弱淤積問題。結(jié)合生態(tài)水補(bǔ)給增設(shè)沖沙閘，進(jìn)一步減少渠道網(wǎng)絡(luò)中的淤積物。

4.2 改善渠道縱坡比

改善渠系系統(tǒng)，通暢運(yùn)行渠道，提高通水能力。結(jié)合工作區(qū)灌排需求，進(jìn)行渠系系統(tǒng)詳細(xì)規(guī)劃。進(jìn)行渠道工程改造時(shí)，渠道網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行科學(xué)調(diào)節(jié)，增加渠道縱向坡比，提高渠道的輸水與沖砂功能，降低渠道淤積。

4.3 合理控制渠道滲漏與糙率

渠道防滲襯砌，可以有效防止?jié)B漏，并能對(duì)粗率進(jìn)行合理控制。渠道防滲襯砌旨在提高水體的流動(dòng)速率，減少輸水過程中的水體損失，減少滲漏量。為有效改善襯砌渠道的效果，最好可以對(duì)渠道進(jìn)行全斷面襯砌，減少渠道的阻力，提高輸水與輸砂能力。

據(jù)相關(guān)試驗(yàn)，圓弧斷面和U型斷面的渠道可以大大提高水流速度和輸砂能力，建議在輸水能力滿足灌溉需要的前提下，建議采用圓弧斷面和U型斷面。

4.4 合理調(diào)度渠道水體和砂體

渠水流動(dòng)輸送對(duì)淤積清理有非常大的作用，重視水體與砂體的調(diào)度，采取合理的方式進(jìn)行引水，盡量采用規(guī)模大、統(tǒng)一而集中的引水方式，控制引水長，減少細(xì)水漫流引水方式。汛期水體中會(huì)含有較多的泥砂，建議洪水通過沉砂池或沉淀池降低泥砂量和其他物質(zhì)，保證取水輸水工作順利進(jìn)行的同時(shí)，避開汛期所造成的淤積影響。

5 結(jié)論及建議

根據(jù)在工作區(qū)現(xiàn)場勘測調(diào)查淤積危害、淤積現(xiàn)象與淤積物組成，找出了淤積問題嚴(yán)重是由于水中懸移質(zhì)泥砂含量較高、地形坡降較小和渠道斷面形式不利沖砂，提出設(shè)立沉砂池或沉沙渠、渠道斷面形式改造等治理淤積措施與建議，為工作區(qū)渠道工程的設(shè)計(jì)施工提供技術(shù)支撐，以提高渠道輸水能力，減少淤積問題，保證渠道順利通水運(yùn)。