二期抽黃系統小斷面渠道淤積成因及對策初探

王海樂

（富平縣灌區服務中心，陜西 富平 711700）

雷二期抽黃灌區工程在渭北旱腰帶地區，歷史性破解了旱塬地區灌溉難題，為改變灌溉條件，挖掘農業潛能，發揮了應有作用，確乎可圈可點。但隨著時間推移，出現的工程小斷面渠道淤積問題，日益突出，亟需破解。就此，筆者以興鎮系統為例，對其存在的障礙、成因及對策進行了初探，以與方家商榷。

1 主要障礙

二期抽黃灌區工程興鎮系統小斷面淤積現象，不是個例，而是系統普遍存在的問題。找準和正視主要障礙，是科學施治的前提。從興鎮系統看，分干渠全長10.65 km，沿線5 座泵站，安裝水泵機組19 臺（套），支渠11 條，實際灌溉面積14.5 萬畝。近年出現小斷面渠道淤積現象，主要有三大障礙：

1）泥沙阻遏。全系統渾水灌溉導致泵站抽水挾帶大量泥沙，在流動過程中帶入渠道，假以時日，沉積量不斷增大大，阻滯了流力，淤積隨之愈加厚重。據估算每年輸入興鎮灌區田間的泥沙量在萬方以上，其中滯留在系統各級渠道的淤積每年在3000 m3以上，這樣的泥沙量，造成淤塞，也為必然。

2）配水局限。系統泵站在設計時過多考慮了井灌區，為了最大限度保證灌區均衡用水，造成灌溉時泵站區間各支渠配水流量相對不平衡。如東邊支渠因渠線短，配水流量相對較少，一般情況下配水一兩股；西邊支渠因渠道長，面積較大，配水流量相對較多，但支渠斗較多，配水分散。支渠中下游引水時常低于設計最小流量，逐漸造成渠道淤積，一定程度遏制了渠道工程設施效能正常發揮。

3）治理滯后。容易出現淤積的渠道位置，在運行過程中，由于注重面上統籌，對這些關鍵部位重視不夠，相關施治舉措未及時跟上，致使這些渠道一旦出現淤泥沉積，積重難返，加大了清淤難度。即使清淤后，亦容易反復，淤泥沉積厚度增大，難以滿足灌溉輸水的要求。

2 原因探析

由點及面，興鎮系統渠道斷面存在的上述障礙，在東雷二期抽黃系統較為普遍，探析其原因，主要在“四大因素”。

1）水質因素。黃河水自身含沙量很高，平均含沙量4.46kg/m3（2019年一級站測量資料）。從一級站的實測泥沙資料分析，黃河水的含沙量受上游徑流產生的區域、徑流量及水庫調度方式的共同影響，在年內汛期的黃河水含沙量明顯高于非汛期，并且在汛期有明顯的沙峰出現。隨著入汛期時間的不同，黃河水沙峰出現的時間及持續時間也有些變化。一般情況下，灌區4 月～6 月中旬為非汛期，引入灌區的黃河水含沙量較小，沒有明顯的沙峰，含沙量平均為1.3 kg/m3～3.0 kg/m3；在7 月～10 月份汛期，含沙量較高，最高含沙量達到71.4 kg/m3，平均為4.5 kg/m3～7.8 kg/m3。從不同月份含沙量可看出，輸入灌區渠道、田間的泥沙主要在夏灌后期，抽上塬的黃河水本身泥沙含量就大，久之就會淤積。

2）水量因素。引水量的大小會直接影響到渠道淤積的程度以及狀態，受黃河水來水量、配水指標、灌區系統配水計劃、灌區泵站機組配置及農業用水情況的限制，目前在灌溉期內各級渠道的引水量在很長的引水期達不到設計流量值。由于流量較小，水深不夠，要滿足下級渠道的引水水位，必須利用節制閘調節水位。此時，渠道內過水斷面加大，斷面平均流速降低，水流挾沙能力降低，導致渠道產生淤積。

3）設計因素。二黃灌區支、斗、農渠的襯砌是按U型槽設計建造，支渠比降控制在1/1500 左右，斗渠因地形和多控制面積的要求，比降一般控制在1/300～1/1500。運行過程中斷面的水流速度和下級取水口位置的高低都會產生不一樣的效果，如果斗、分渠道的取水口位置偏高就會影響支渠輸水的垂線流速（流速沿深度的分布稱為垂線流速分布正常情況下，最大流速分布在水面以下0.1 m～0.3 m 水深處，平均流速相當于在0.6 m 水深處（流速）的分布變化，渠道垂線流速越大表流速會越快，那么底流速就會更慢，逐漸渠道形成淤積。如興鎮系統西二支二斗、三斗等斗渠斗口位置，在支渠底以上30 cm 開口，這種取水面抬高，渠道輸水在30 cm 下的渾水，將會逐漸沉積淤積在支渠道中。有些斗渠為了最大控制灌溉面積，抬高斗口位置，在支渠加裝節制閘攔水，亦能造成渠道淤積。

4）渠道因素。容易出現淤積問題的多在干、支、斗渠末梢、渠道拐彎背堤處，干、支渠上游一般不會出現泥沙淤積，因過流斷面較大，上游配水流量較多，水流的流速較快，泥沙基本會被水流直接沖走。其支渠以及斗級渠道比降小的渠道易發生淤積現象，且異常嚴重。也有因渠道建筑物過流不暢，如倒虹、涵洞、橋梁等造成渠道逐年淤積。

3 對策探尋

針對上述障礙問題和內在原因，本文就破解策略，進行了初步探尋，認為應用好“四力”。

1）輸水給力。渠道的水力決定渠道的最大挾沙能力。由于渠水的含沙量超過了其挾沙能力，由此而造成的渠道淤積是不可避免的。然而，從渠道運行時間分析，高含沙量的水流的引水期較短，每年只有汛期出現短時間的沙峰，淤積量不大。一般情況下，在低含沙量時，通過大流量的輸水運行可以重新挾走渠道中淤積的泥沙，例如興鎮系統西二支前段2 km 在灌溉過程中發現淤積沉淀上升現象，就是采用集中大流量、加快流速的輸水方式進行灌溉沖淤，基本上一天時間淤積下降40 cm 左右，效果顯著。

2)人工增力。停水期間利用人工清淤有其便利、簡捷性，清淤費用一般在15 元/m 左右，且在渠道厚度大的地方。人工小斷面開槽沖淤，就適宜在淤積渠段開30 cm 寬、深到渠底的拉泥槽，清理上來的淤積堆放在拉泥槽兩邊，在灌溉過程中調節好流量，流速不能低于渠道水利要素要求的不淤流量和流速，利用水力將淤積泥沙沖向田間。但此方法在操作過程中制約因素較多，不能徹底將淤積清理干凈，只能滿足臨時性灌溉需求，達不到渠道安全輸水的減淤運行。

3)人機合力。小流量機械配合人工擾動沖淤，是比較重實際、省人力、低費用的一種簡單的減淤方法，通過實踐在興鎮灌區取得了較好效果。主要采用10 馬力四驅水田微耕機和背負式球籠除草機進行輸水水擾動，10 馬力四驅水田微耕機適用在渠道淤積過厚超過50 cm 的渠道中施工，在水中作業平衡性穩定，馬力大，解決了操作人員下水的問題。春、夏灌均能操作，往返兩次基本上淤積下降30 cm，帶水擾動沖沙效果明顯，基本滿足灌溉輸水要求。背負式球籠除草機在小斷面支渠、渠道淤積厚度較小和斗渠淤積段作業減淤，操作方便。只需要在割草機機頭上更換成球籠，一人就能操作使用，而且沖淤效果顯著，作業費用較低，對渠道也破壞較小。這兩種機械擾動沖沙減淤，費用大約在1 元/m 左右，大大降低了工程管護清淤成本。只是四驅水田微耕機在擾動作業中還需增加浮箱、遙控器、降低機械高度、改進機器的平衡等，使其更適應支渠的各種清淤環境，便于機械通過渠道橋下擾動等。

4）機制活力。機制帶有根本保障性。在渠道清淤管理中，應結合渠道各項管理制度，積極推進跟蹤管理，加強渠道定期巡查，讓制度促進支渠管理規范；重視重點渠道、關鍵部位的日常管理，對極易發生淤積的地方，派員專門監管通水情況，確保打通“腸梗阻”；完善各級渠道清淤管理的責任機制，明確各項要求，進行定期督查，確保渠道管理底子清，責任明，有人管；完善考核獎勵機制，嚴格依照規定，加大清淤工作獎懲力度，調動管理人員的積極性。

4 結語

綜上所述，東雷二期抽黃興鎮系統破解小斷面渠通淤積障礙因素，進行的理性剖解，科學施策，富有成效，這也是結合實際，有的放矢的智慧結晶，對具體實踐帶來一定啟迪，值得學習運用。建議在實踐中，應借鑒經驗，根據各自實情，具體分析研判，靈活施策，務實創新，以期實際解決小斷面渠道淤積有所裨益，當為本文之幸。