庞德枚

(中山市水利水电勘测设计咨询有限公司 新疆分公司，新疆 阿克苏843000)

托什干河流域是一个跨国界多沙性河流，流域总面积26 582 km2。秋格尔引水枢纽除险加固工程位于乌什县境内的托什干河干流上，水枢纽断面处多年平均年含沙量为2.325 kg/m3，多年平均年悬移质输沙量为687.8×104t，推移质输沙量为115.6×104t，多年平均年输沙模数为364.7 t/km2。输沙量年内分配很不均匀，5—8月连续最大4个月输沙量607.2×104t，占年输沙总量的88.3%。该引水枢纽的主要功能为农业引水灌溉、工业梯级发电、城市防洪。因此，如何解决引水、排沙是农业引水灌溉、工业梯级发电的关键。

1 现状工程概况

秋格尔引水枢纽工程位于乌什县奥特贝希乡与牙曼苏乡之间的托什干河干流上，为拦河式引水枢纽。主要功能为农业引水灌溉、工业梯级发电、城市防洪，是一座具有综合效益的水利枢纽工程。其中农业引水灌溉面积2 万余hm2、工业梯级发电装机容量40 MW、城市防洪保护乌什县城约10万人生命及财产安全。

秋格尔引水枢纽工程始建于1967年，1971年竣工。1981年7月27日托什干河发生827 m3/s的常规洪水，造成20 孔溢流堰中14 孔被冲垮。1983年自治区作为水毁修复工程正式立项建设，当年3月开工，1984年12月底竣工，正式投入运行。拦河闸系统已运行27 a，引水系统已运行40 a。该工程主要由拦河泄洪闸、引水道、第二泄洪冲砂闸、节制分水冲砂闸和上下游整治导流堤组成，其中拦河泄洪闸全长125 m，共14 孔，单孔净宽8 m。引水道为无闸开敞式引水渠，位于拦河闸右侧，与拦河闸呈45°夹角，总长235 m; 第二泄洪冲砂闸位于引水渠140 m处左岸，共设有4 孔开敞式闸孔，单孔净宽4.0 m。节制分水冲砂闸位于引水渠的末端，设有电站引水闸1 孔，秋格尔总干渠引水闸2 孔，泄洪冲砂闸2孔，单孔净宽均为4.0 m。上游右岸导流堤与色来阿拉尔防洪堤连为一体的现浇混凝土板结构，上游左岸导流堤为长400 m的浆砌石护面结构。下游右岸导流堤长300 m，与下游的右岸防洪堤连为一体，浆砌石护面结构。下游左岸导流堤长150 m，浆砌石结构。

2 对现状工程评价

2.1 泄洪能力不足

依据现状水文分析成果，本工程设计洪水重现期采用30 a一遇，设计洪峰流量为1 935 m3/s。校核洪水重现期100 a一遇，校核洪峰流量为2 700 m3/s。原工程设计洪水重现期采用30 a一遇，设计洪峰流量为1 140 m3/s，( P =1%) ，校核洪峰流量为1 465 m3/s，( P =0.2%) ，原设计拦河闸的泄洪能力严重不足。

2.2 引清排沙效果差

2.2.1 斜向挡砂坎顶高程较低

引水道前斜向挡砂坎顶高程1 476.70 m，拦河泄洪闸闸底板高程1 476.50 m，依据托什干河河床含沙量大、河道纵坡较陡、流量变幅大的特点，引水道与拦河泄洪闸高差较小，导致大量泥沙经引水道进入下游引水系统，排沙效果差。

2.2.2 第二泄洪冲砂闸布置不合理

当水流通过斜向挡砂坎进入引水道后，由于第二泄洪冲砂闸位于引水人工弯道中部凸岸处，破坏了引水道的人工弯道横向环流，导致在弯道末端凸岸设置冲砂闸、凹岸设置灌溉进水闸和电站进水闸引清排砂效果差。

2.2.3 人工弯道排沙效果不明显

针对托什干河河床含沙量大、河道纵坡较陡、流量变幅大的特点，利用弯道环流的特性，产生横向流动—横向环流，促使弯道凹岸冲刷而凸岸淤积，并在弯道末端凸岸设置冲砂闸、凹岸设置灌溉进水闸和电站进水闸。但在冲沙闸排走运动中的底沙时，须消耗较大的能量和水量，无法解决枯水期水量紧缺时引水和冲沙的矛盾，只得采取间歇冲沙方法，导致闸前淤积，泥沙进入灌溉进水闸和电站进水闸。

3 除险加固工程设计

依据托什干河河床纵坡陡，洪枯流量变化大，含沙量大的特点，设置单一的功能结构来彻底解决引水与排沙的矛盾效果甚微，通过分析秋格尔引水枢纽除险加固工程现状存在的问题，在除险加固工程设计过程中，增设拦河泄洪冲砂闸、抬高引水道前进水闸闸底板高程、设计人工弯道横向环流、降低弯道末端凸岸设置的冲砂闸闸底板高程、抬高弯道末端凹岸设置的灌溉进水闸和电站进水闸的闸底板高程并在闸前均设置挡砂坎，围绕处理泥沙层结构布局，达到引清排砂的目的。

3.1 增设拦河泄洪冲砂闸

依据工程等级，确定设计洪峰流量标准，在尽量多保留现有布置的基础上，在拦河泄洪闸左岸增加拦河泄洪闸，闸底板高程与现有拦河泄洪闸底板高程一致。在现有引水道与拦河泄洪闸之间增加两孔宽为4.0 m拦河冲砂闸，该闸底板高程为1 476 m。

3.2 抬高引水道前进水闸闸底板高程

由于引水道纵坡较陡，增加进水闸可以控制其弯道末端凸岸设置冲砂闸、凹岸设置灌溉进水闸和电站进水闸的闸墩高程、引水流量大小。同时，抬高引水道前进水闸闸底板高程，即1 477.5 m，使其引水道前进水闸、两孔宽为4.0 m拦河冲砂闸形成冲砂槽式，达到引清排沙的目的。

3.3 增强人工弯道排沙效果

由于第二泄洪冲砂闸位于引水人工弯道中部凸岸处，破坏了引水道的人工弯道横向环流，导致在弯道末端凸岸设置冲砂闸、凹岸设置灌溉进水闸和电站进水闸引清排砂效果差，因此，拆除引水人工弯道中部的第二泄洪冲砂闸。

人工弯道严格排沙按规范取值，达到弯道横向环流效果，并且合理布置弯道末端凸岸设置冲砂闸、凹岸设置灌溉进水闸和电站进水闸的闸址位置及引水角度。同时降低弯道末端凸岸设置的冲砂闸闸底板高程、抬高弯道末端凹岸设置的灌溉进水闸和电站进水闸的闸底板高程并在闸前均设置挡砂坎，达到再次引清排沙的目的。最后，在设计人工弯道过水能力时，需考虑人工弯道末端凸岸设置的冲砂闸的冲砂流量。用以缓解在枯水期引水和冲沙底限水量的矛盾，增强引清排砂效果。

4 结 论

通过分析秋格尔引水枢纽除险加固工程现状存在的问题，在除险加固工程设计过程中，围绕处理泥沙层层结构布局，达到引清排沙的目的。

［1］孟庆伟，杨金叙，邵明明. 黄河小浪底水库深水泥沙处理技术与装备构想［J］. 中国水利，2009(07) :28－29.

［2］王金魁，李旗进，孙显忠. 金沟河引水渠首泥沙处理技术［J］. 水利水电技术，2010(09) :45－46.