研究頭屯河引水樞紐群協調運行模式

【摘要】合理協調河流的引水樞紐能起到控制水利樞紐的作用。基于頭屯河引水樞紐群協調運行模式的特殊性，提出有效的協調運行模式，進而提升區域性水利工程的進一步發展。

【關鍵詞】頭屯河；引水樞紐群；協調運行

針對頭屯河水利工程的特殊性和復雜性，在實踐過程中需要從實際情況入手，考慮到運行管理體系的特殊性和復雜性，盡量緩解水庫泥沙淤泥的現狀。工作人員要掌握引水工程的具體要求，及時對協調運轉機制和控制內容進行有效的分析，使其適應運行管理機構的整體性要求，滿足運行控制結構的后續要求。

一、頭屯河引水樞紐簡介

33頭屯河流域位于天山北坡中段，準噶爾盆地南緣。東與烏魯木齊河相鄰，西與三屯河接壤，南抵天格爾山脈的冰雪嶺與烏魯木齊河、三屯河河源和南坡烏拉斯臺河河源分水嶺為界，北達古爾班通古特沙漠的北沙窩，地理坐標介于東經86°42′～87°37′，北緯43°10′～44°44′之間。頭屯河流域行政區劃以主河道中心線為界，東岸屬烏魯木齊市管轄，西岸屬昌吉市管轄頭屯河引水樞紐閘位于頭屯河水庫大壩下游約9km的河道上，是一座攔河式底欄柵引水渠首。為使頭屯河流域水資源的開發利用適應區域經濟社會快速發展的需求，改善灌區自然條件，提高水資源利用率，促使流域內生態環境向良性方向發展，頭屯河流域管理處委托新疆昌吉方匯水電設計有限公司進行頭屯河引水樞紐閘建設的勘測設計工作。

二、研究頭屯河引水樞紐群應用現狀分析

針對工程施工形式的特殊性，在后續應用階段，需要從應用現狀入手，對設計形式進行有效的比較和分析。以下將對頭屯河引水樞紐群應用現狀進行分析。

1. 水閘工程現狀

頭屯河引水樞紐屬于底欄樞紐，主要建筑物由上、下游導流提供的，設計最大泄流量為83.0m3/s，為寬頂堰形式，1孔，凈寬6.0m，長6.0m。沖砂閘為弧形閘門，閘門寬×高為6.0×4.0m，底板高程832.50m，閘墩頂高程為838.76m。閘后接挑流裙板消能。上游存在設計不合理的情況，在河道整治過程中，需要考慮到距離的長短，對導砂設計引起重視，如果存在淤積嚴重的情況，需要抬高閘前河床面高程，此外要考慮到大量泥沙淤泥的情況，由于結構存在老化的情況，在閘前漸變段中部的漿砌石護坡曾多次出現滑坡失穩現象，給渠首正常運行帶來了安全隱患。此外下游導流基礎設計深度不足，結構穩定性比較差，下滑斷裂的比較嚴重，直接威脅到渠道的運行安全。

2. 漂浮物情況嚴重

頭屯河實測流量對整體協調發展有重要的影響，需要及時對水庫進行處理，放水設立在4月10日左右，從4月10日開始到4月30號，流量逐漸加大，流量逐漸從4.0m3加大到了11.5m3，每年從放水開始，隨著流量的不斷增加，河道不斷被水流帶到下游。推移質的情況直接對空庫造成影響，含沙量大約是在2.36kg/s左右，如果上一年度為排砂年度，則本年度的汛期河床抬高0.85-1.3m左右，針對推移泥沙的特殊性，需要根據采樣分析結構的具體要求，確定含沙量。通常情況下，在40-50kg/s左右，最大可以達到105.5kg/s。基于排水設計系統的特殊性，漂浮物比較多，必然會對組織協調形式造成影響。

3. 河流泥沙情況

頭屯河的泥沙情況比較嚴重，頭屯河制材廠站以下多年平均含沙量為14.2kg/m3實測最大含沙量在6月份。針對淤泥情況的嚴重性，在后續設計過程中，必須對淤泥量進行有效的分析，滿足有效庫容的整體要求。河流淤泥嚴重的情況下，勢必對水利樞紐本身造成影響，工作人員要對泥沙淤泥情況引起重視，以現有的協調運行模式為基礎，滿足組織運行機制的整體要求。

三、頭屯河水利樞紐群協調運行模式分析

基于水利樞紐的特殊性，在協調運行管理的過程中，要從整體情況入手，及時對運行管理機制進行分析和指導，以現有的調整方式為基礎，滿足運行模式的后續要求。以下將對頭屯河水利樞紐群協調運行模式進行分析。

1. 協調運行方案

調度原則為了保證拱安全和供水安全，需要兼顧到設計理念的具體變化，盡量節約水資源，掌握有效的排砂時機，控制水質，最大限度的保持供水流量的持續性和穩定性。頭屯河當前采用的是計劃供水的形式，在應用階段需要了解灌溉區域的實際用水情況，計算出總量，結合渠道，河道的水資源利用系數，計算出開閘放水的流量。在下游需要采用引水操作的形式，將水全部引入到各個渠系中，除排砂需要和向下游輸送生態水需要外，盡最大限度減少工程棄水。在燈籠口引水樞紐運行設計階段，利用樞紐工程引水閘、排砂閘和高程差進行有效的分析，要合理控制開啟度，為了保證水流量的穩定性，在引水前，必須控制排砂閘開度，將水位高程控制在882.2m范圍內。在正常情況下，為了保證比較好的排砂效果，沖砂閘要單孔運行，以現有的周期設計為基礎，依次循環運行。

2. 渠道樞紐飲水運行

等到上游來水達到一定量時，需要將閘門打開20-30min，避開水流帶來的漂浮物，等到水流充滿閘前庫容量后，經過樞紐工程的要求后，為了保證供水的安全性，必須對流量進行有效的控制。多余的水量會從非控制性區間溢出，流向下游的天然河道。在水利工程調控過程中，粒徑小于100mm的推移質部分泥沙隨水流進入廊道后，再進入總干渠。這樣，就要運行總干渠排砂漏斗對推移質進行處理。為了保證灌溉區域的水質情況，要在24h內不間斷的運行。

3. 東干渠水利樞紐的運行

為了起到節約水資源的作用，可以將流量控制在0.3-0.4m3/s，漏斗水需要進行回收利用考慮到地形優勢，需要留有淤積庫容，便于清水進入東干渠后進行回收和利用。為了嚴格控制引水閘門，滿足排砂漏斗的具體應用要求，要對高程形式進行有效的控制。為了方便灌溉區域節水技術形式的全面推廣，需要發揮水資源的有效利用率，對含水量和含沙量進行有效的控制。在引水樞紐統一調配的階段，考慮到科學、合理和統一運作形式的變化，必須對水利樞紐的后續應用引起重視，明確調節形式。針對飲水水質的特殊性，漏斗排砂閘要在一定范圍內保持開啟狀態%這樣即可為保證漏斗引水水質，又便于小幅度調整排砂漏斗的引水流量。

4. 掌握水情信息

為了便于灌溉區域節水技術的全面推廣，在實踐過程中需要對含沙量進行有效的控制，保證整體設計的穩定性。整個水利樞紐設計階段，水流量的調配必須配合科學合理和統一的運作模式，兼顧到相互應用的意識，按照固有的調整模式對其進行協調處理。水情信息的通報要及時、規范，操作時間和操作內容必須及時進行記錄。在后續控制階段也要對各個水流樞紐進行有效的評估，為了避免出現浪費的情況，要掌握各個水利樞紐調整時機。

結束語

基于頭屯河引水樞紐群協調運行形式的特殊性和復雜性，在實踐階段，必須對運行模式進行有效的分析，針對回收工程具體變化，對流域工程進行有效的引導。同時需要做好定期檢查和巡視工作，保證各個運作系統的有效性，進而發揮檢測體系的最大化作用。

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作者簡介：胡鵬（1966-）女，陜西省勉縣人，大專，工程師，主要從事水利工程施工及運行管理