南水北調中線石津干渠冬季輸水管理

蘇磊　張冠楠　劉志偉　韓寧

【摘 要】石津干渠是南水北調配套工程跨市干渠工程之一，輸水目標為石家莊市、滄州市、衡水市的25個市（縣）。本文主要闡述的是輸水運行方案、冬季輸水管護措施及冰害防護措施等。

【關鍵詞】工程概況；水文氣象；方案；管護措施；應急預案

【Abstract】The Ishizu Canal is one of the cross-municipal trunk canal projects of the South-to-North Water Transfer Project. The targets for water transfer are 25 cities （counties） in Shijiazhuang， Quzhou， and Hengshui. This article mainly elaborates the water transport operation plan， winter water transport protection measures and ice damage protection measures.

【Key words】Project Overview；Hydrometeorology； Plan；Management and Protection Measures

1. 工程概況

（1）石津干渠是南水北調配套工程跨市干渠工程之一，輸水目標為石家莊市、滄州市、衡水市的25個市（縣）。渠道經過石家莊市區北部及藁城、晉州、辛集，衡水的深州、武強、冀州，滄州的泊鎮、南皮等，并且穿過河北省最大的灌區--石津灌區。

（2）干渠線路總長253.08Km，其中田莊至代莊引渠段210.37Km，軍齊至傅家莊段長42.71Km。

（3）石津干渠全線分為明渠段和暗渠段，明渠段長159.05Km，分趙陵鋪至滄州支線壓力箱涵進口和軍齊至傅家莊閘段2段。暗渠段長94.03Km，分田莊暗渠、滄州線壓力箱涵2段。明渠段共有節制閘25座，跌水6座，退水閘6座，攔污柵1座。

2. 水文氣象

（1）石津干渠所在區域屬暖溫帶大陸性季風氣候區。多年平均降水量470～558mm，多年平均水面蒸發量為941～1339mm。干渠沿線地區多年平均氣溫12.3℃～13℃，月平均最低氣溫出現在1月份，為-2.7℃～-4.2℃。沿線地區春夏季多南風和西南風，秋冬季多北風，多年平均風速1.8～3.4m/s，最大風速16～20m/s。最早地面穩定凍結初日在11月16日至11月30日，最晚開始解凍日期在2月22日至3月15日。歷年最大凍土深45～61cm。

（2）根據獻縣水文站和衡水水文站冰情資料統計，河道初冰日期一般在11月底至12月上旬，終冰日期一般在2月下旬至3月上旬，冰凍期在50～70天，岸邊冰厚10～38cm。因此，沿線干渠可能發生流冰、岸冰及封凍。

3. 輸水運行方案

3.1 冰蓋下輸水的水流條件。

北方地區冬季輸水一般采用冰蓋下輸水方式。根據《南水北調中線總干渠冰期輸水調度方案》（中國水利水電科學研究院2019.9）中在南水北調中線總干渠的試驗結果，水流流速控制在0.5m/s左右能夠形成冰蓋。

3.2 形成冰蓋的措施。

結合2016年第一次冬季輸水的情況看，受氣溫和工程條件的制約，明渠段難以形成整體冰蓋，故采取抬高閘前水位的辦法，在節制閘前形成局部冰蓋來滿足輸水及調節水量要求。通過設計院的計算，不同流量下形成冰蓋冰凍前控制節制閘前水位，冰蓋下水深太淺對形成冰蓋和過流的影響較大，當計算水深小于1m時按1m控制。

考慮到實際運行中各引水口對水位的要求以及節制閘對水量的調節作用，沿途各泵站分水口進水閘提閘高度滿足對應泵站引水要求。按照計算要求主要節制閘閘門提到水面以上；其它節制閘按照超過設計形成冰蓋水深，參照計算水位適當控制閘前水深；有特殊水位要求的節制閘嚴格控制閘前最大水深。

3.3 冬季輸水期的調度要求。

（1）由于冬季輸水的特殊性，各泵站不得調整用水計劃；

（2）要嚴格按照用水計劃用水，不得隨意加大或減小引水流量；

（3）每日引水流量要分布均勻，盡量避免出現時段用水；

（4）即便是形成冰蓋，受氣溫影響，下午流量大、上午流量小的現象也很難避免，各水廠要堅持引江水為主水源，自備井為輔助水源的原則，在主水源不能滿足用水時應及時用輔助水源補充；，以滿足用水要求；

（5）不得隨意啟動閘門，必須啟動時應采取破冰、擾冰、融冰等措施，確保不發生安全事故；

（6）冬季輸水不可預見因素較多，要注意積累數據。發現問題及時匯報。

4. 冬季輸水管護措施

（1）節制閘后均有跌水和消力池，水流通過時產生浪花，在溫度較低時容易形成冰塞、冰壩，管護人員應加強巡視和監測，每天按灌區管理局要求將管轄內關鍵樞紐及渠道的冰情拍照片或視頻上報管理局供水處。如遇氣溫驟變應增加觀測次數。

（2）各單位要準備好防護和除冰工具，發現問題盡快處理。管護人員要加強管護，及時勸離無關人員，杜絕冰上玩耍。

5. 冬季運行應急預案

按照“石津干渠水污染應急預案”、“石津千渠供水管護方案”“石津干渠運行調度規程”的要求，各負其責，認真落實。考慮到冬季輸水的特殊性，冰期輸水還應采取以下具體措施。

5.1 冰害情況及措施。

（1）出現流冰。流冰出現在冰蓋形成的前期，提前啟用攔冰索，促使流冰在攔冰索前形成冰蓋，減小節制閘壓力，避免出現冰塞閘門現象

（2）出現冰塞。由于節制閘提閘高度較小，凍冰期極易在冰蓋或節制閘前端形成冰塞。冰塞形成后，要采取機械擾動或用高壓水槍沖擊擾動措施消除堵塞，不得隨意調整閘門。

（3）出現冰壩。在解凍期，冰蓋變薄、冰層解體以及在跌水下游容易形成冰壩。出現冰壩后首先通過調度減小輸水流量，或者通過退水閘部分棄水，保證渠道不形成漫堤破壞。冰壩需要采用挖掘機、自卸汽車等機械設備清除。冰壩清除時要逐漸恢復輸水流量，并加強監測。

（4）流冰出渠。流冰較多時由于相互碰撞、擠壓，在建筑物前尤其是彎道處容易出現冰塊出渠現象。出現這種情況要及時疏通冰塊，并在關鍵位置誰積沙袋控制事態進一步擴大。

5.2 人員安排。

冰期搶險作為石津干渠應急搶險的一部分，人員安排同“石津干渠水污染應急預案”中的組織機構設置。

5.3 應急預案物資。

應急預案物資準備主要考慮破冰、運冰、運土的機械及原材料根據可能發生險情的部位，準備相應的物資設備。備好挖掘機隨時待命，及時處理冰塞險情；備足沙袋預防冰凌出渠問題；準備便攜工作燈，救生衣，土工布備用。

6. 冬季運行安全平穩結束

石津灌區在冬季輸水期間，嚴格按照《石津干渠冬季輸水方案》進行運行、管護，積累了大量的經驗數據和解決問題的經驗，為日后長期冬季運行提供了有效基礎數據和經驗。

[文章編號]1619-2737（2018）04-08-709

[作者簡介] 蘇磊，男，職稱：工程師，工作單位：河北省石津灌區管理局。

張冠楠，男，職稱：工程師，工作單位：河北省石津灌區管理局。

劉志偉，男，職稱：工程師，工作單位：河北省石津灌區管理局。

韓寧，女，職稱：工程師，工作單位：河北省石津灌區管理局。