試論新疆金溝河泥沙的處理措施

雷正龍

（新疆水利廳金溝河流域管理處 新疆 沙灣 832100）

1 金溝河概況

1.1 地理位置

金溝河位于新疆塔城地區沙灣縣境內，源頭發自天山北坡依連哈比爾尕山。河流自南向北，流經山區、沖洪積平原區，流入尾閭瑪納斯湖。金溝河流域大體位于80°03′～85°49′與北緯43°30′～44°33′之間，以出山口紅山頭斷面為界，山區集水面積約為1688km2，流域面積約為2626km2。

1.2 水文特點

金溝河屬冰雪融水及降雨混合補給型的山溪性多泥沙河流，干流全長約120km，河床比降在3.3%～0.5%之間，多年平均徑流量約為3.49億m3，其中6月～8月的主汛期約占全年徑流量的68.3%。因徑流受氣溫和降水的影響，年際變化平緩，年內分配集中。

1.3 泥沙特點

金溝河屬多沙河流，多年平均輸沙量約為74.28萬t；且年際變化較大，其中最大年輸沙量約為216.6萬t，最小月平均含沙量每立方米約為15.6kg；多年平均懸移質輸沙量約為66.03萬t，推移質輸沙量約為9.25萬t，最大月平均含沙量每立方米約為221kg。泥沙的年內分配較為集中，實測近幾年的資料中6月～8月輸沙量約占97%，而僅7月份就約占全年的55.5%，冬季輸沙量基本為零，來沙量與來水量成正比。

2 金溝河水利工程的概況及其存在的相關問題

2.1 引水樞紐工程

金溝河引水樞紐于1962年投入運行，建于出山口位置，由非常溢流堰、泄洪沖沙閘、進水閘及上下游導流堤組成，側面引水，正面排沙，是第一代費爾干式人工彎道式引水渠首。泄洪沖沙閘有5孔，單孔寬5.0m，設計流量Q泄=220m3/s；進水閘3孔，單孔寬4.0m，設計流量Q引=45m3/s。在進水閘后有880m長的曲線沉沙池，在曲線沉沙池的末端有6孔排沙廊道，引水總干渠54km。渠首建后初期運行效果尚可，但隨著時間的推移與灌溉用水的緊張，上下游河道泥沙開始淤積并日益嚴重。而由于引水彎道淤積，彎道底部逐漸抬高，過水能力逐漸減弱，使得進入干渠的泥沙增多，引水干渠嚴重磨損、淤積。泥沙淤積使閘前過水斷面驟減，閘孔過流能力減小，閘后泄洪通道不暢，直接危及渠道的安全運行。進入洪水期時，因為農業用水的需求大增，往往造成無水排沙，致使每年有5萬m3～10萬m3泥沙進入干渠，導致渠道淤積、磨損嚴重。

2.2 輸水渠道工程

金溝河流域內干渠總長299.93km，防滲長度266.39km，防滲率89.7%；支渠總長240.06km，防滲長度217.2km，防滲率90.5%；斗渠總長599.71km，防滲長度424.29km，防滲率70.7%；農渠總長2166.1km，防滲長度258.7km，防滲率11.9%。金溝河引水總干渠多年平均輸水量2.0億m3，控制灌溉面積近60萬畝，是下游平原灌區的骨干輸水工程。但由于干渠老化凍脹磨損嚴重，導致輸水受到了很大的限制。隨著灌區工農業的發展，灌區土地面積逐漸增加，同時灌區種植經濟作物單一，造成引水、排沙矛盾日益突出。每年洪水期6月～8月（灌溉高峰期）泥沙入渠，造成垮渠次數多達10多次，每次垮渠水量和搶修渠道直接經濟損失十多萬元。

2.3 水庫工程

金溝河流域內共有5座水庫，其中洪溝水庫和海子灣水庫是攔河水庫，其余水庫均屬于注入式平原水庫。而南五宮水庫于1962年一期工程竣工后因滲漏嚴重而遭到廢棄，海子灣水庫、柳樹溝水庫、洪溝水庫為中型水庫，庫容依次為 1825萬 m3、1325萬m3、1910萬m3，獻禮水庫屬于小型水庫，庫容為400萬m3。柳樹溝水庫和海子灣水庫主要引蓄金溝河河水與沙灣河泉水服務下游老沙灣灌區，金溝河灌溉區僅靠獻禮與洪溝兩座水庫支撐，洪溝水庫淤積庫容600萬m3，淤損率為31.5%。但隨著時間的推移，泥沙入渠造成骨干工程老化，破損嚴重，輸水損失大，而且大量泥沙進入耕地，引起土壤沙化。泥沙進入水庫造成庫容淤積興利庫容減少，僅洪溝水庫淤積庫容600萬m3。

3 金溝河泥沙處理的相關措施

3.1 相關的水利工程措施

（1）針對金溝河洪枯比大，彎道水流量較小，彎道面過于寬淺，閘前橫向環流不明顯而使泥沙容易在彎道及閘前淤積的情況，改造了上游整治段，縮窄引水彎道。改造上游喇叭口形整治段為S形彎道，以使洪水可形成穩定的彎道環流。另外，將直線形擋沙坎改建成弧線形，同時改直線形攔石柵為弧線形，與渠首彎道形成兼顧的整體，增加橫向環流效果，增強彎道環流強度。以上措施增加了渠道水流的活動空間，起到緩沖的解壓效果，減輕洪水來襲時河道所承受的沖擊力，降低泥沙在渠道的淤積量與磨損程度。

（2）由于溢流堰存在時有低水上堤，高水翻岸，清水溢出，渾水沉積的現象，故將固定式溢流堰改為自潰壩以提高洪水期排沙效率，堰頂高程與上游河道平均淤積高度相同，堰頂縱坡與河道縱坡一致。并在此基礎上適當延長輸沙道，根據來水來沙的具體情況協調啟用沖沙閘與非常泄洪閘排沙，這樣可對泥沙進行分級處理，以減輕單孔輸沙道的壓力，避免因特大洪水帶來的泥沙嚴重淤積而垮渠的問題；并能將泥沙送往河道下游，既保證了在特大洪水時期的順利分洪與排沙，也滿足了在洪水退散后及時恢復引用水的需要。

（3）金溝河的防沙設施只有渠首一級，而單一的防沙措施對泥沙的處理問題做不到具體流域具體防治，存在許多的局限而影響排沙的力度與效果，因此，建立“費爾干式渠首——排沙渦管——排沙漏斗”的三級防沙排沙集成體系及管理運行模式勢在必行。即在閘后與干渠上布設四級渦管排沙設施并進行實踐改進，使渦管能處理進入干渠45%左右的推移質泥沙，剩下的部分推移質泥沙與部分懸移質泥沙則由設在下游的排沙漏斗進行處理。此防沙排沙模式能在不同河渠道對泥沙進行有效地分級處理，對金溝河的引水、防洪、排沙等問題都起到了良好的作用，尤其是取得的排沙效果顯著。

3.2 相關的人力整治措施

（1）注意河道兩旁植被環境的保護與培養防護，用需與防護要協調可持續，尤其是在農田灌溉用水高峰時期，應注意維護好河道渠首周邊環境。避免因人為植被破壞而導致垮渠問題的加劇。

（2）制定相關的流域綜合規劃，建立健全流域水資源利用與保護的統一管理機制。進行水資源利用總控制、計劃供用水、協調供需平衡。避免因無節制用水致使河渠壓力過大，泥沙失控。

（3）定期修繕水庫，清理淤積泥沙。合理開發利用地下水資源，減輕水庫的用水壓力。在灌溉區建立健全相關節水設備，積極發展節水型產業，推廣高新節水技術，將治淤與節水進行有機結合。

4 結語

金溝河引水渠首樞紐工程集引水、防洪、排沙于一體，功能性強，經幾年的試用，效果很顯著。尤其是在排沙處理上，其將工程措施以及人力保護整治措施有效地進行了綜合調度運用，在金溝河泥沙綜合處理的問題上相應取得了良好的成績，有效地緩解了金溝河的泥沙與用水矛盾問題。陜西水利

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