東雷抽黃高揚程多級抽水灌區水量調配探析

譚衛青 李 峰

（渭南市東雷抽黃建設工程管理局 陜西 合陽 715300）

1 灌區概況

東雷抽黃工程是以黃河水為水源建設的高揚程大型電力提灌工程，屬大（2）型灌區，1975年8月開工修建，1979年灌溉受益。建有抽水站28座，抽水機組133臺,總裝機容量11.86kW，最高九級提水，累計揚程331.7 m，加權平均揚程214.7m。渠首設計引水流量40m3/s，加大引水流量60m3/s。灌溉保證率為75%。樞紐取水采用無壩引水方式，在總干渠西側，根據塬上溝槽天然切割形成的耕作區分布情況，依次在東雷、新民、烏牛、加西分設四個分級抽水灌溉系統,加上新民、朝邑兩處灘地的淤灌工程共構成六個灌溉系統。配套干支渠51條，總長351km，襯砌長度307km，斗農渠2750條，總長2375km，襯砌長度765km，各類渠系建筑物15210座。總干渠道水利用系數0.85，各級干渠渠道水利用系數平均為0.92，支渠渠道水利用系數平均為0.93，斗農渠渠道水利用系數平均為0.88。灌區總土地面積146.1萬畝，耕地面積126萬畝，規劃灌溉面積102萬畝，有效面積83.7萬畝。惠澤合陽、大荔、澄城、蒲城四縣13個鄉鎮262個村莊41.5萬農村人口，是陜西省主要的糧、棉、果生產基地。運行三十年來，累計渠首引水27.57億m3，斗口水量12.76億m3，灌溉農田1725萬畝次，累計創造社會經濟效益近60億元，為促進轄區農業生產、農民增收和農村經濟發展做出了巨大的貢獻。

2 水量調配中的問題及分析對策

2.1 水量調配與渠系水位的穩定

多級抽水灌區與自流灌區的最大區別除了運行成本大以外，就是渠系水位不穩定，它對灌溉的影響主要表現在：①抽水站不停地開停機。②斗口水量忽大忽小計量難。③打亂了正常的灌溉秩序。④造成資源、水量的浪費，使水量對口率下降，就東雷抽黃管理局來說年斗口水量按7000萬m3算，對口率下降一個百分點將損失7000*0.425*1%=29.7萬元。⑤灌農意見大。⑥極易造成不安全事故的發生。因此，灌溉運行中水量調配的中心工作之一，就是通過合理科學的調配保持水位的穩定。

根據多級抽水灌區的特點，實踐中應做好這幾方面的工作：①在執行階段性配水計劃前，應充分了解和掌握各抽水站每臺機組的性能。雖然每臺機組都有它的額定功率和額定出水量，但由于它的安裝水平、運行時間長短、檢修質量的差別以及磨損程度等的不同，造成額定出水量與實際出水量的差別，即使是同型號的機組，它的實際出水量都有明顯的差別，因此調度室有必要建立每臺機組性能檔案，包括每臺機組的啟動時間長短、每個灌季的出水量、大修小修情況。大修的機組出水量一般增加，小修的對出水量影響不大，每個灌季應對機組進行單臺出水流量測試并記入檔案。每個調度工作人員只有掌握了機組的性能才能調配自如。②應掌握各級渠道的運行能力。包括各級渠道的設計流量、實際流量、襯砌淤積狀況以及常出現的問題等。由于抽黃灌區處在黃土高原邊緣地帶，土質屬于濕陷性黃土，再加之總干渠渠首處于黃河多泥沙地段，渠道的沉陷和淤積是影響行水能力的兩大原因，因此，灌溉前應對渠道進行全面的檢查，對嚴重影響行水的要進行處理，對影響較小的做到心中有數。③要做好配水調度、水工管理員和機組運行值班員的工作配合。實踐中由于多機抽水是一個系統性的連續工作，上游一個取水口、一個站的問題往往會影響到下游所有渠道和抽水站，對于七級、八級抽水來說要恢復系統的穩定至少10到20個小時。所以水工管理員、機組運行值班員應嚴格遵守調度的指令，對執行中存在的問題要及時反映，對運行中預期可能出現的事件或故障各方要相互溝通，以便制定預案，防止突然開停機、關閘等造成渠道水位大幅波動的發生。

同時，水工管理員應做到：①做好所管轄段渠道、啟閉機、閘門的日常維護管理管理工作。②掌握所管渠道運行能力，比如像設計流量、最大流量、流速、比降、上級站開一臺或多臺時水頭到達下級站時需多長時間、閘門開啟高度與流量的關系以及水頭進入前池流道需多長時間才能達到開機水位等等。③掌握所轄段內上一級、下一級抽水站每臺泵的運行能力和出水量。④按時觀測，做好記錄，發現問題及時處理。只有這樣才能執行好調度的指令，縮短調配的時間。機電運行人員應做到：①做好水泵、電氣設備的大修和小修以及日常維護工作，確保能達到規定的運行臺時。②運行時按時巡護，發現問題及時處理，按時觀察前池水位，遇到水位升降變化時及時通知調度或水工管理員。

2.2 水量調配與渠道安全

渠道的運行安全大體可分為三類，第一類是運行人員（包括調度員、水工管理員和機電運行員）的過失造成的，比如某渠道設計流量為5m3/s，而實際只能過4m3/s，調度員按5m3/s指令就會造成渠道決口的危險；再像機電值班人員違反了操作規程造成失電，就可能造成前池水位猛漲涌進機房等。第二類是因工程設計缺陷，如抽黃工程塬上四個大系統中只在三級站或四級站前設計有退水閘，五到九級站都沒有退水設施。第三類是自然原因造成，它具有偶然性和突然性，像雷雨天氣的失電、渠道決口等。水量調配方案除最大滿足各級渠道用水需求外，應確保渠道的安全。

對于第一類安全，要不斷加強調度員、管理員、機電運行員的業務培訓，提高安全責任意識，要嚴格依照工作程序和規程進行操作，以避免因人的過失造成的渠道安全事故。對于第二類工程的缺陷，還要用工程的辦法進行補救，像前面提到的五到八級站沒有退水設施，設計的想法是用站前支渠退水，但是發生事故往往是在惡劣天氣的情況下，想要及時退水不容易達到；實踐中，由于多機抽水站前一般都是挖方渠道，且站前支渠一般帶水運行，因失電引起的突然停機，對站前渠道威脅不大，最有可能是前池水位高出地平面，水進入機房，因此，最簡單的工程補救辦法是加高前池四周擋水墻，使其高程應等于或大于支口渠道襯砌高程。對于第三類安全應按事故的種類事先分別制定預案，待事故發生時，水量調度應按預案執行。比如像總干渠決口預案、干渠決口預案、支渠決口預案、系統全部失電預案、單個站失電預案等等。

2.3 水量調配與渠道淤積

東雷抽黃灌區取水口位于黃河龍門下游120km，屬于黃河多泥沙地段，運行30多年來深受泥沙的危害，大小渠道不同程度都存在淤積。關于泥沙的防治思路分兩大塊：①塬下的“攔、沉、排、沖”；②塬上的“送”。在塬下一級站進水口前利用疊梁閘攔沙于黃河，在總干渠上修建了沉砂池、排沙廊道、排沙漏斗、攔沙坎等工程。由于在水量調配中注重對這些工程的利用，使這些排沙工程發揮了重要作用，根據多年測試結果有60%有害沙被攔于塬下。關于塬上的治沙思路就是“送”，即將抽到塬上的懸移質和部分有害沙送到田間，雖說目前沒有形成一個統一的看法，但在實踐中應充分利用水流的能量。下面的做法值得嘗試：

(1)在水量調配中，要改變過去那種只注重續灌不注重輪灌的配水方法。輪灌可以使部分渠道集中用水，它很多優點：①可以降低灌溉費用；②可減少水量損失；③常使渠道達到或接近設計流量運行，能增強渠道運行能力和挾沙能力，以減少渠道淤積。多級抽水在水量調配中輪灌和續灌應結合使用，在灌溉啟動初期可用續灌，待用水量加大或緊張時可用輪灌。在多泥沙灌區，各級渠道不能小水長流，那樣會加大淤積。

(2)在水量調配中嚴禁渠道高水位運行。所謂高水位就是高于渠道設計水位，高水位運行帶來的害處是：①加大滲漏損失；②易造成渠道沉陷；③加大渠道凍脹破壞；④降低了流速，加大渠道淤積。因此低水位運行是減少渠道淤積的有效辦法。2.4水量調配與灌溉市場的培育

東雷抽黃灌區灌溉面積102萬畝，有效面積83.7萬畝，惠澤合陽、大荔、澄城、蒲城四縣13個鄉鎮262個村莊。由于各地經濟發展水平、在灌區所處的位置以及作物種植結構的不同，造成了對灌溉的認識各不相同，尤其在各級渠道的下游和末端，群眾對灌溉的認識淡薄，用水市場較為脆弱。為加快全區發展，提升灌區實力，就必須開發灌溉市場的潛力，對灌溉效益差的地區，除進行修建工程、感情聯絡、產業結構調整和用水指導外，在大的調配計劃下，靈活的水量調配支持也是取得顯著成果的有效辦法。比如像東雷抽黃灌區新民系統末端的九、十支，東雷系統下游的三、四支，由于處于灌區下游，群眾沒有用水意識，年實灌面積達不到設計面積的四分之一，往往是人家灌他們看。后來轉變了工作思路，在灌溉初期和用水困難的時候，水量調配時注意用小水啟動，群眾要多少供多少；在天旱用水最緊張的時候，水量調配時優先供水。通過幾年的不斷努力，這兩個管理段的灌溉形勢逐年好轉，用水量大幅提升，連續幾年都是這兩個系統中用水量增長最高的管理段。

3 結語

高揚程多級提水灌區，水量調配不只是簡單的執行配水計劃而進行水量分配的過程，它關系到機組、渠系的運行穩定，關系到水量對口率的高低、工程的安全以及泥沙的防治等諸多問題。因此，在制定水量調配計劃和進行調配操作時，一定要站在全局的高度綜合考慮，不僅要使工程時刻處在良好的狀態下運行，更重要的是要降低運行成本、提高灌溉效益。陜西水利