淺析金溝河灌區水利工程存在的問題及應對措施

黎軍麟 白西輝

（新疆水利廳金溝河流域管理處 新疆 沙灣 832100）

1 金溝河灌區簡介

金溝河灌區位于新疆北部準噶爾盆地南緣塔城地區沙灣縣境內，東接石河子，西鄰奎屯市，312國道、烏奎高速公路及北疆鐵路橫貫本區，區內交通便利。金溝河灌區屬大陸干旱性氣候，多年平均徑流量3.24億m3。自1959年開發建設以來，灌溉面積已發展到50余萬畝，骨干水利工程運行將近40年，工程老化、損壞日益嚴重，部分工程不堪重負，工程效益嚴重衰減，無法滿足灌區國民經濟日益發展的需要。

2 病險工程形成的主要成因

2.1 設計標準偏低

由于主體工程建設多建于20世紀60年代，防洪標準、結構強度、主要建筑物的整體穩定性、抗滲穩定、消能防沖等設計標準均達不到現行規范要求。

2.2 主要建筑物施工質量差

這些水利工程大多建于20世紀六、七十年代，由于當時建設管理程序不完善，加上當時經濟實力、施工技術條件、施工水平和國民經濟發展所限，很多建筑物混凝土強度、漿砌石砂漿強度偏低，建筑物內配置鋼筋多為圓鋼，存在嚴重的安全隱患。

2.3 渠道縱坡大，泥沙含量大

由于金溝河渠道縱坡大，因此金溝河河水進入渠道后，流速大大加快，部分渠段流速超過10m/s，這些工程經過多年運行，渠道受泥沙沖刷磨損嚴重。

2.4 凍脹問題十分嚴重

舊渠道的基礎一般都是黃土，其保水性能較好，受凍脹破壞程度較大，再受水流掏蝕，極易造成垮渠。

2.5 養護不到位

表1 2000年金溝河流域水利工程統計狀況

由于養護經費缺乏，各建筑物受泥沙沖刷磨損嚴重，表面碳化及裂紋、裂縫嚴重，甚至產生露筋現象；止水及觀測設施老化損害嚴重；啟閉設備老化，缺乏防護裝置，鋼絲繩老化，閘門銹蝕嚴重，啟閉時甚至有卡阻現象，電氣設備老化嚴重，絕緣差，損耗大，存在極大的安全隱患，尤其在汛期，由于閘門不能正常啟閉，給工程度汛帶來極大壓力。

2.6 水庫日益頹廢

受金溝河上游的地形地勢所限，金溝河有流速快、泥沙含量大的特點，雖然已經過了渠首工程的排沙處理，但還是有大量泥沙進入渠道，中下游各水庫的泥沙淤積日趨嚴重。南五宮水庫淤積最嚴重，不能實現日調節功能；獻禮水庫庫容減半；在1998年大洪水時，由于對洪水估計不足，下游洪溝、海子灣水庫相繼垮壩。

3 解決措施

隨著西部大開發的實施，金溝河灌區的工程狀況逐年得到改善，三座水庫除險加固相繼完成，流域上游積雨區增設洪水監測設施，灌區水利工程運行變得持續高效，調度運行更加統籌兼顧，防洪抗旱日趨條理。

3.1 增設防洪建筑物

由于氣候變化不定，金溝河流域水利工程在1998年特大洪水期間遭受重大挫折。2001年，在金溝河渠首站新建3孔非常泄洪閘，下泄流量173m3/s，大大降低了洪水危害的風險。在非常泄洪閘前增加了70m的自潰溢流堰，防洪能力大大加強。以上防洪建筑在抵御2003年“7·17”564m3/s超百年一遇洪水中發揮了很大作用。

3.2 加強渠道凍脹處理

金管處自2000年度續建配套節水改造工程開始至今，對渠道改建工程中的凍脹處理環節相當重視，投入也逐年加大。具體方法是，在混凝土防滲層下墊鋪30cm～50cm的夯實戈壁墊層，待達到設計要求后，鋪一層土工膜。底部鋪設梅花孔狀的排水管，底板、邊板增加分縫處理，這就使得渠體滲漏水可以全部從排水管導出渠外，即便冬季氣溫降低，也不會造成凍脹破壞。其效果不僅可以防止外水滲入渠體，而且可以有效防護渠體墊層免受外部滲水影響而變形。

3.3 改善消能防沖性能

水流流速太快，其根本原因在于渠道縱坡較大。改善水利工程抗蝕防沖性能，可以考慮提高渠道混凝土標號、摻放外加劑、加大混凝土厚度、在上游修建綜合性水利樞紐工程等各種方法，但這不能從根本上解決問題。最有效辦法是：在綜合考慮資金投入適度的情況下，降低渠道縱坡，并根據地形需要，大量增設消力池、跌水設施。

3.4 建筑物裂縫碳化修補

對結構強度沒有影響的裂縫，將裂縫內雜質碎片等清除干凈后，可采取壓力灌漿法對裂縫進行化學灌漿，也可根據裂縫情況鑿成“V”字形或倒梯形，并清洗干凈后，槽內用水泥砂漿、丙乳砂漿及環氧砂漿等嵌補。

對因結構強度不夠而產生裂縫，應認真對結構進行受力分析計算，根據實際荷載情況，采取錨貼鋼板法、加大截面法、粘貼玻璃鋼法、增設桿件法等加以處理。

3.5 滲漏處理

水利工程常見滲漏問題主要有點滲漏、線滲漏及面滲漏。對于點滲漏，當滲漏壓力比較小時，可采用快凝止水灰漿或化學漿液直接堵漏；當壓力較大時，可先用塑料導管插入孔中，使水順管導出，然后用快凝止水灰漿沿導管四周封堵。對于面滲漏，根據具體情況，可采用表面涂抹防水材料、表面澆筑鋼筋混凝土護面等方式進行處理。線滲漏包括變形縫滲漏和裂縫滲漏，處理時應先清除縫內的雜物，可采用嵌填膨脹橡膠或其他密封材料法，也可沿縫鑿一條寬20cm、深4cm左右的規則平槽，粘貼橡膠止水板的方法進行加固。

3.6 機電及金屬結構更換

對于20世紀六、七十年代的水利工程，機電及金屬結構均已達到報廢標準，且自動化程度低，應考慮全部更換較為合適。但更換時應注意與原水工結構的協調問題。

3.7 信息化建設初顯成效

信息化系統，主要負責新疆金溝河灌區輸、配、蓄水工程水雨情及供水數據采集與整理，基于現代通信技術和計算機網絡技術，是一個數據采集準確，系統反應迅速，決策科學的水雨情自動測報系統。信息化的建設，讓金溝河走上高效實用的水利信息化大道，在防汛抗旱、供水調度等方面作用重大，提高了工作人員的積極性和工作效率，對灌區經濟建設產生了積極影響，增強了灌區穩定、和諧的發展氛圍。

4 工程建設的取得的一些經驗

4.1 在施工中一些新技術、新工藝的應用

如在1998年～1999年度工程中利用干渠西移形成的高差，修建了獲得自治區科技進步一等獎的排沙漏斗工程和同樣具有較好排沙效果的排沙渦管，較好地解決了入渠泥沙的問題；在2000年～2001年度工程中的渠首改建設計中針對自潰壩的形式和壩頂高程的選定進行了多次反復論證，最終確定了最佳方案，在抗御2003年金溝河流域超百年一遇的“7·17特大突發性洪水”起到了重要作用。將橡膠瓦應用到金溝河電站渠首排沙閘混凝土底板防磨技術上，具有抗磨性能易達到、技術簡單、造價低等特點，已取得顯著的防磨效果。針對泥沙對水閘閘室的磨損破壞，采用了具有抗沖、耐磨、柔性好的鋼釬維硅粉混凝土進行施工，效果顯著。

4.2 管理中采用先進的技術手段

光纖傳輸系統、水雨情測報系統、視頻監測系統的站點建設及通訊系統的建設，大大提高了灌區的管理水平。

4.3 工程建設和供水管理有機結合

在工程勘探時，應讓管理單位的技術人員參與其中，針對地形情況、灌溉情況制定切實可行的設計方案，避免建好的工程不能發揮正常的作用。

5 工程改造的重要意義

隨著西部大開發的穩步前進，金溝河流域的續建配套節水改造、河道疏浚、水庫除險加固等工程陸續推進，到現在，總干渠的工程改造已近尾聲，灌區洪溝水庫、海子灣水庫、獻禮水庫的除險加固已完成，水利工程體系的防洪、供水安全性、保障率已經大幅提高，灌區的生產積極性空前增長。灌區續建配套及節水改造工程全部實施后，可節水10448.4萬m3，為灌區經濟可持續發展奠定堅實基礎。

6 結論

對病險水利工程的處理要結合水利工程自身問題綜合考慮，通常幾種措施結合起來，并進行技術經濟比較后確定方案。不僅要加強安全監測、完善應急預案外，還需要在調度運用等方面做相應調整，確保工程運行安全。金溝河管理處通過多年的建設和學習，在工程建設、運行管理等方面摸索出一套較適合灌區發展的管理經驗，水利工程管理水平不斷提高，充分發揮了現有引、配水工程的效益，為灌區經濟可持續發展做出了應有的貢獻。陜西水利