對渠道冰期輸水安全管理的幾點探討

吳曉明

（南水北調東線山東干線有限責任公司，山東 濟南 250100）

由于我國北方在冬季氣溫較低，尤其是當寒潮來臨之時，水渠渠道內就會出現結冰的現場。水渠渠道結冰一般在每年的11月中下旬開始，2月中下旬結束，大約持續時間90天左右。通常，根據結冰程度的不同，可以將冰情具體細化為岸冰、流冰、冰蓋等三個階段。因為當氣溫降低到0℃以下，就會形成岸冰和流冰；當氣溫降低到-8℃以下，并且持續5～8小時以上，流冰就會形成冰蓋。而當輸水渠道內的冰塊堆積過多以及無法流出時，冰塊就會堆積直至形成冰蓋。進一步的當輸水渠道內的水速較大卻遇到輸水閘門阻擋時，或者因下一級輸水渠道變寬而導致水速減緩時，就會形成冰塞。在冰蓋形成時進行輸水，如果管理不善，將會造成十分嚴重的損失甚至災難。因此此時極易發生冰塞、冰壩等危險情況，也會威脅到輸水渠道以及輸水閘門的安全。根據運行管理經驗發現，一般在輸水渠道轉彎、輸水斷面變化的地方出現冰塞和冰壩的概率較大。

1 冰期輸水階段劃分與控制

目前，依據我國特殊的地理及氣候條件，一般將冰期輸水分為以下階段：冰期目標水位生成階段、流冰階段、冰蓋形成階段、冰蓋下輸水階段、融冰階段。各個階段的輸水管理不盡相同，對周圍建筑物及居民的威脅程度也不同，對其險情的控制落實措施也不相同。

1.1 冰期目標水位生成階段

該階段一般發生在12月上旬到12中旬之間。該階段主要是通過控制進水閘門等將總干渠段的水位逐步提高到冰期目標水位的一個漸進過程。因為該階段結冰現象還未大規模發生，其造成的安全隱患較低，但是也不可以輕視甚至忽視。在抬升水位的過程中，應遵循循序漸進的原則，仔細排查輸水渠道內有無安全隱患，切不可操之過急。

1.2 流冰階段

在12月中旬到12月下旬之間，由于氣溫普遍降低，輸水渠道內將出現不同程度的冰花、冰塊等現象。因為河道內已經產生輕微的結冰現象，并且冰塊可以跟隨流水流動，因此將在此期間進行的輸水工作稱之為流冰輸水。當冰塊隨著流水而逐步堆積在節制閘、檢修閘以及輸水渠道的彎道處、狹窄處時，就會形成冰塞，對輸水渠道產生極大的危害。

此時一定要做好控制措施：1）將輸水渠道內的水位控制在冰期目標水位附件，避免出現大幅的波動現場。2）對輸水渠道內的水流量進行有效控制，保持總干渠與分支水渠供用水之間的安全比例關系。3）對輸水渠道內的流冰現象進行實時觀測和控制。特別對于輸水渠道內的冰塊異常堆積以及大規模結冰現象，要及時匯報上級部門，并做好除冰抗險的準備工作。4）做好防冰及排冰措施。在輸水渠道進水口之前，要利用好攔冰索等防冰排冰措施，將流冰及時排除河道內，避免在下游河道大規模堆積。

1.3 冰蓋形成階段

在12月下旬到次年1月上旬這段時間內，伴隨著寒潮的大規模降臨，輸水渠道內也將產生大規程的穩定冰蓋。通過靜水形成的冰蓋和動水形成的冰蓋不盡相同。對于水位較低的分支輸水渠道而言，河道內已無流水可言，也無法進一步的進行有效的輸水，其形成的冰蓋稱之為靜水冰蓋。而對于總干渠而言，由于其需要保證在冰蓋形成時依舊能不間斷供水，故其形成的冰蓋稱之為動水冰蓋。對于動水冰蓋而言，就需要在寒潮來臨期間，將輸水渠道內的水位及水速控制在合理的范圍之內，既要防止水位抬升過高頂托冰蓋，也要避免水位過低造成冰蓋脫空。

因此，在此期間要嚴格做好下列措施：①統籌規劃，合理調度。盡量在冰蓋形成之前完成各地區的調水需求，做好輸水渠道內水量和水位的控制。②冰蓋一旦形成，就盡力保持住水渠內進出水量的穩定性。只有在冰層厚度達到要求后，才可以緩慢加大輸水流量。輸水期間，還要對水渠兩岸加強巡視，如果發現冰層破裂應立即停止供水。

1.4 冰蓋下輸水階段

在12月下旬到次年2月上旬這段時間內，因為部分地區水量短缺，而不得不利用總干渠對其供水。而這一階段的開閘放水，就是水體在冰層之下進行流動輸水。

在此期間，要盡量保持水流的穩定性，避免出現較大幅度的波動，并做好下列控制措施：1）冰蓋下輸水時要嘉慶對水渠兩岸的彎道處的監視工作，以及水渠控制閘門、節制閘門等建筑物處的冰層變化情況，每天每時定點記錄，實時匯報。2）對輸水閘門兩側的水位情況做好記錄，保護上下游水位的穩定性，當出現異常情況是要立即報告上級指揮部門。3）當出現冰蓋破碎等緊急情況是，要立即報告調度中心，并采取抬高輸水渠道的水位、組織搶險隊伍破冰等積極措施，快速消除冰塞。因為冰塞一旦形成，將會導致輸水渠道內水流減小，甚至全線停水。

1.5 融冰階段

在次年2月份以后，因為天氣回暖，輸水渠道內的冰層逐漸融化，在此期間的輸水工作稱之為融冰階段。此時，應該保持總干渠輸水流量不變，各渠道融冰增加的水量應通過調節控制閘門往下游渠段輸送。各控制閘閘前水位基本控制在冰期目標水位，并緩慢向非冰期水位轉換。在此階段為預防萬一，各退水閘應做好退水準備。

2 冰期輸水安全措施

2.1 工程措施

1）提前預防，及時治理。在進入冰期輸水之前，要做好各項安全隱患的排查工作，及時治理一切安全隱患，防止在冰期輸水期間由于冰凍的膨脹作用以及冰塊的融蝕作用導致事故的擴大。

2）在進入冰期輸水之前，做好輸水渠道內各類閘門的檢修調試工作，保證其能運行在最佳狀態，避免出現緊急事故時閘門無法操作的事件發生。

3）提前做好防冰和排冰措施，尤其是極易結冰的渠段，并應該設置一定數量的攔冰索、破冰機等，防止大量冰塊向下游河道堆積。

4）在冰期輸水期間，在極易發生結冰的渠段，要增加人手和設備，以便及時發現和處理異常事故等。當冰塞事故發生時，要保證排冰通道、存冰場所暢通，及時清除水面的冰塊及冰花，防止其沖撞進水閘門、節制閘門等，損害輸水設備。

2.2 管理措施

1）采用完善的自動測量和報警系統，實時監測水渠各處的結冰狀況及水位狀況，這樣便于管理人員及時掌握水渠各個區域的安全運行情況，也能較為準確的判斷水渠的運行是否安全可靠。

2）采用視頻成像技術，對水渠的重點部位，如閘門區域、流水湍急的區域等進行監視，避免出現人為惡意除冰的現象。當出現不可抗力的自然因素時，也能及時采取有效的補救措施，避免事故的擴大。

3）采用遠程自動化控制系統，分水閘門、節制閘門、進水閘門等均應該安裝完善的遠程操作系統。一旦水渠出現安全隱患，管理人員就可以在第一時間對響應的閘門進行操作，將安全事故降低到最小，保護水渠的穩定性和安全性。

4）定期對管理人員進行安全教育培訓，提高每一位工作人員的安全責任意識。因為不論從事何種行業，都應該把安全放在第一位。這就需要新老員工在冰期輸水期間時刻保持高度的安全責任意識，定期更新處理事故的應急預案、提升自身的應急處理能力。

3 結語

綜上，冰期輸水工作具有很大的階段性，不同階段的冰期輸水工作管理存在顯著的差異。冰期輸水工作必須緊密結合所處冰期，根據特定冰期的輸水特點及險情，采用對應的控制措施。