灌區(qū)抽水站淤積原因及控制措施研究

郭 娟

（陜西省涇惠渠管理局西郊水庫抽水站 陜西 三原 710038）

陜西地處西北地區(qū)，河道來水常攜帶大量泥沙，因此，抽水站進(jìn)水渠道普遍存在大量淤積的問題。再加之抽水站的進(jìn)水渠道多為深挖方，地下水位偏高，清淤工作本身的進(jìn)行非常困難。進(jìn)水渠道的嚴(yán)重淤積，必然導(dǎo)致正常輸水能力減小，長期影響農(nóng)田灌溉。因此，解決這一問題已刻不容緩。文中筆者將結(jié)合涇惠渠西郊水庫抽水站的實(shí)際，分析淤積原因，并探討可行的對策。

1 抽水站概況

涇惠渠西郊水庫位于縣城以西約2km的清峪河干流上，壩址以上流域面積1018.40km2。水庫以涇惠渠北干一支渠退水和區(qū)間徑流為水源進(jìn)行調(diào)蓄，該水庫以農(nóng)業(yè)灌溉為主，并具有防洪、養(yǎng)殖、旅游、遠(yuǎn)期給三原縣城供水等綜合效益，建成后可灌溉農(nóng)田3.24萬畝，改善涇惠渠灌區(qū)面積20.7萬畝。西郊水庫抽水站位于水庫大壩上游右岸，距壩軸線約400m，主要由泵車、坡道、輸水管道、出水池、牽引設(shè)備及控制房組成。安裝600QGW2880—24新型潛水泵六臺，單機(jī)容量280kW，總裝機(jī)容量1680kW，設(shè)計揚(yáng)程25.2m，設(shè)計抽水流量4.8m3/s，加大流量5.67m3/s。

2 淤積原因分析

2.1 泥沙含量高

西郊水庫抽水站以西郊水庫的蓄水為水源，水庫的泥沙含量大必然導(dǎo)致抽水站的淤積嚴(yán)重。

西郊水庫位于冶峪河與清峪河交匯處下游，經(jīng)上游諸水庫調(diào)蓄，進(jìn)入清河的水流表現(xiàn)為水少沙多，汛期水沙集中，非汛期水量稀少，甚至斷流的特點(diǎn)。其多年平均徑流量僅為736.0萬m3，而多年平均輸沙量39.0萬t，年平均含沙量高達(dá)53kg/m3，該值較之著名的黃河三門峽水庫入庫含沙量還高出15kg/m3。

其次，西郊水庫是清河上的最后一級梯級，每年在引用清水徑流的同時，將有大量泥沙泄入。例如，黑松林、前咀子、馮村、官山及賈河灘等五座存在著不同淤積程度的水庫(表1)，在當(dāng)前水保措施還不能有效控制水土流失的情況下，這幾座水庫為保持庫容必須蓄清排渾。以1997年7月2日洪水為例，賈河灘水庫入庫水量98萬m3，入庫沙量29.0萬m3，除滯洪落淤12.0萬m3外，其余17.0萬m3泥沙全部泄入下游的西郊水庫。

2.2 灌區(qū)抽水運(yùn)行加劇淤堵

從抽水灌區(qū)進(jìn)水渠道運(yùn)用的實(shí)際情況看，淤積原因常表現(xiàn)在以下幾個方面∶

（1）渠道輸沙能力降低導(dǎo)致淤積。

灌區(qū)抽水時，為了節(jié)約水頭，將渠道比降值設(shè)計得較小。其必然導(dǎo)致渠道的自身輸沙能力降低，再加之抽水站進(jìn)水渠處流速減小，以至淤積加劇。

（2）超含沙限引水。

當(dāng)遭遇持續(xù)大旱時，轄區(qū)內(nèi)農(nóng)作物生長急需用水，處于農(nóng)田灌溉的緊要關(guān)頭。此時，往往超含沙限引水用水以緩解旱情，卻造成了進(jìn)水渠淤積。

（3）泵站運(yùn)行水位偏高。

造成泵站水位高的原因常見的有兩種。其一是在泵站運(yùn)行中，片面追求“高效，低耗”，采取高水位運(yùn)行;二是由于有些泵站機(jī)組設(shè)計上的原因，在低水位運(yùn)行時，出現(xiàn)機(jī)組振動和氣蝕問題，不得不采取高水位運(yùn)行。

（4）水量調(diào)配不合理。

水量調(diào)配不合理，來水過大，站前進(jìn)水渠產(chǎn)生塞水現(xiàn)象，大量的泥沙沉淀致使淤積加劇。

從以上淤積原因分析可以看出，既有水工設(shè)計方面的因素，也有泵站設(shè)計方面的原因，而更主要的則是運(yùn)行管理方面的問題。對已建成的抽水站，有條件的可以在泵站改造中適當(dāng)考慮，而沒有條件改造的，加強(qiáng)抽水站抽水渠道的運(yùn)行管理，也是減少淤積的有力措施。下面筆者將主要從抽水渠道管理運(yùn)用的角度，分析減少淤積的措施。

表1 西郊水庫上游部分水庫淤積情況

3 減少淤積的措施

在西郊水庫抽水站的灌溉管理實(shí)踐中，曾對解決抽水站前進(jìn)水渠道淤積問題做了一些工作，也取得了一些效果。另外，筆者曾就該問題與其他抽水站的工作人員也進(jìn)行了探討和學(xué)習(xí)，以下將一并總結(jié)。

（1）定期對水庫泥沙清除。

西郊水庫是一座季調(diào)節(jié)水庫，根據(jù)水庫運(yùn)用方式，每年9月至10月水庫將處于空庫運(yùn)行狀態(tài)，這一特點(diǎn)雖不適宜各類機(jī)械清淤設(shè)施運(yùn)作，但卻為橫向沖蝕技術(shù)應(yīng)用提供了必要條件。根據(jù)西郊水庫庫區(qū)地形特點(diǎn)及水庫淤積分布規(guī)律，雙河口以下3km～4km范圍為淤積物主要堆積區(qū),此處灘面開闊，淤積層較厚，便于橫向沖蝕清淤。輸水渠渠首設(shè)置在西見村充水口下410m高程處，渠道沿右岸坡角分別向上下游延伸，有效長度4.0km，清淤時，由充水口控制引水，沖刷水流通過渠道內(nèi)側(cè)泄水口經(jīng)灘地直泄主槽，淤灘將在沖刷水流橫向切割下，逐漸被破離并隨水流排出庫外。

（2）制定渠道水位運(yùn)行監(jiān)控機(jī)制，并密切配合以恰當(dāng)?shù)臋C(jī)電操作和灌溉方式。

即在機(jī)房內(nèi)配備水位觀測設(shè)備，以來水為條件控制水位，由抽水人員具體操作，并詳細(xì)記錄數(shù)據(jù)。水位控制表按明渠均勻流分工計算。該方法在北馮抽水站1999年的夏灌中進(jìn)行了實(shí)驗，在行水含沙量達(dá)8.5%的情況下，站前進(jìn)水渠淤積厚度僅0.03m～0.1m，約為往年淤積厚度的1/100。此后，該方法還解決了馮家山東干二支崔家抽水站、總干一支九斗抽水站站前淤積問題，均有不錯的效果。

（3）重視站前攔污柵的清污工作。

定期清理攔污柵將是降低淤積的最直接措施。據(jù)筆者調(diào)查，當(dāng)柴草堵塞攔污柵后，許多抽水站攔污柵前后水位落差高達(dá)0.8m～1.0m，也就相當(dāng)于將渠道水位抬高了0.8m～1.0m，從而造成渠道淤積或加重淤積。

（4）合理地調(diào)配水量，最大限度地減少流量運(yùn)行時間。

小流量引水時，渠道水位低于抽水站最低設(shè)計水位，泵站必然先塑水然后才能處于運(yùn)行狀態(tài)，這樣將不僅造成站前進(jìn)水渠道淤積，還會造成渠系的淤積。因此，制定調(diào)配水量時要盡量避免小流量運(yùn)行。當(dāng)來水水量不足時，應(yīng)及時采取應(yīng)變措施，改續(xù)灌為輪灌。

(5)加強(qiáng)渠道的管護(hù)清障工作。

加強(qiáng)渠道管護(hù)，減少站前進(jìn)水渠道淤積和渠系淤積。對于渠道管護(hù)，應(yīng)該按照設(shè)計要求，及時清除雜草，減小渠道糙率，提高流速。這將是減少淤積的有效措施，特別對于站前深挖方渠道，由于清淤困難，又常有積水，往往雜草繁多旺盛，就更要重視除草，通過徹底清淤保證斷面達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，確保渠道的設(shè)計過水能力。

4 結(jié)語

抽水站前進(jìn)水渠道淤積是抽水灌區(qū)普遍存在的問題，除抽水泵站設(shè)計應(yīng)該考慮多種影響因素外，對于已建成的泵站，加強(qiáng)管理措施嚴(yán)控淤積方為上策。甚至即使有好的設(shè)計，仍然需要加強(qiáng)管理措施，否則，設(shè)計再好的渠道也會因管理不善而淤積，不能發(fā)揮預(yù)期的工程效益。陜西水利