张晓红

【摘要】随着黄河下游地区经济社会的发展，引黄灌区泥沙淤积问题已经成为制约灌溉工程效益的发挥和灌区的可持续发展的“瓶颈”。文中在分析引黄灌区渠道淤积原因的基础上，根据黄河泥沙治理的原则，对渠道淤积泥沙进行分散处理，提出几种切实可行的处理措施，研究成果对引黄灌区泥沙处理和灌区的可持续发展有重要意义。

【关键词】引黄灌区；泥沙；渠道淤积；分散处理

引言

20世纪90年代以来，随着地区经济的发展，引黄取水规模迅速增大，黄河水量逐年减少，黄河河口段断流次数逐年增加，引黄灌区今后将会越来越多地面临着需水期无水可引，非需水期采取引黄蓄水和引用汛期含沙量较高的浑水问题。大量的黄河泥沙进入引黄灌区，灌区渠道和沉沙池泥沙淤积严重，泥沙清淤需要大量资金投入，堆沙造成沙化、占压大量耕地等经济、环境和社会问题。灌区泥沙安置问题更为突出。《黄河流域（片）水利发展“十五”规划》中明确提出，“洪水威胁、水资源供需矛盾尖锐、生态环境已成为黄河流域水利发展所面临的主要问题，是区域经济社会可持续发展的重要制约因素”。

1、引黄灌区输水渠道淤积原因

1.1黄河小北干流含沙量较大

引黄提水工程一级站位于黄河中下游的小北干流河上，小北干流属于典型的平原游荡性河道，穿越于秦晋两省黄土高原之间，河道坡陡流急，沿岸沟壑纵横、土质松散，植被较差，水土流失严重。另一个原因是地形上陡下缓，平面形态呈哑铃状，由于流速减慢，加之是三门峡水库的库尾，泥沙淤积比较严重，滩槽高差小，水源本身含沙量较大。再加上，灌区的需水高峰期（时值三伏大旱）正处于黄河发汛期，也加大了灌溉水中的含沙量。

1.2长期小流量引水导致渠道淤积加重

引黄灌区的设计流量为46.5m3/s，但是由于受管理体制、水利设施、灌溉制度、灌水定额等众多因素制约，输水干渠常处于非设计工况运行。根据灌区多年用水量统计，干渠平均流量在28m3/s左右，远远小于渠道的设计流量，而干渠各段渠道断面尺寸和渠道比降是按设计流量计算得到的。这样就造成了在渠道大断面上，通过的是小流量，渠道内水流速度减小，大量泥沙沉积下来，导致渠道断面的严重淤积。

1.3渠道设计不妥对渠道造成的淤积

由于河套灌区为平原灌区，渠道大多为缓坡降、宽浅式渠道。在目前的节水改造工程中，特别是在斗、农渠的衬砌过程中，往往要改变原有渠道的断面，将原来的宽浅式渠道大多都改为U型槽或加宽U型槽，与原来的土渠相比，宽深比发生了很大变化。而且受上级渠道节制能力的限制，这些渠道在改变断面后要满足引水量的需要，往往降低了渠底的位置。这样，在运行过程中其断面流速发生了很大的变化，加之下级渠道取水口位置偏高，形成了渠道垂线流速分布变化较大，表流速较快，底流速较慢，淤积严重。这种现象在西济示范区普遍存在。

2、输水渠道减淤措施

2.1减少过水断面面积，加大渠道水流速度

由于引黄灌区的灌溉用水量常常达不到设计所要求的用水量，而渠道断面设计是根据设计流量确定的，这样导致干渠实际通过的流量远小于设计流量，渠道流速减小，挟沙能力小，泥沙淤积量大。可采用减小过水断面面积的方法，增强渠道的输沙能力。例如引黄灌区五级站干渠时常通过的流量是设计流量的一半时，可将干渠过水断面减小一半，在清淤时，可只清理一半断面即可。这样渠道中的流速大，增大渠道的输沙能力。

2.2沉沙池动态运行调控

受地形条件限制，可开辟沉沙池的场所决定了沉沙池占地面积，为延长沉沙使用年限，沉沙池应像水库的“调节”库容一样起到调沙作用。当含沙量高的挟沙水流入沉沙区时，泥沙沉下来，沉沙区起削减含沙量的作用，减小入渠含沙量。当含沙量低的挟沙水流入沉沙区时，区内形成冲刷状态，将淤积下来的泥沙冲走一部分，腾出部分容积。

2.3坑塘蓄水，分散沉沙

采用坑塘蓄水作为农业用水，可以充分利用汛期洪水扩大灌区供水能力，并在缺水时成为重要的储备水源，尤其受旱时可作为生活必备用水。坑塘蓄水在建设和蓄水运行中也可以利用提水和两用水库模式，四周沉沙，滚动增大蓄水容积。实践证明，坑塘蓄水既可以保持良好的生态环境，且容易做到蓄水设施分布合理。坑塘蓄水还具有供水方便、成本低，为推广节水技术和回补地下水创造条件，减轻河道排洪压力等优点。

2.4优化渠道断面结构，增强渠道挟沙能力

渠道挟沙能力与流速、过水断面水力半径、泥沙沉降速度有关。通过优化渠道断面结构、增大渠道比降、减小渠道糙率（渠道衬砌）、调整断面形态，来提高渠道的挟沙能力。在保证输水渠道少淤或不淤的情况下，把较细颗粒送入支渠以下各级渠道，或将细颗粒泥沙送入田间，达到远距离输沙、分散处理泥沙的目的。渠道挟沙能力应以冲淤平衡为原则，首先分析不冲不淤流量与引水含沙量的关系，然后计算出不同引水含沙量情况下各渠道不淤的最小流量。在运行过程中，要求渠道实际通过的流量必须大于不淤的最小流量，当实际流量远小于这一流量时，就关闸停灌。干渠断面结构改造可借鉴夹马口引黄灌区经验，有序地将干渠宽浅式梯形断面改造为弧形坡角梯形断面，增大过水断面水力半径，增大渠道比降，挟沙能力可提高了3-4倍；其次是利用支、斗渠纵坡较大的先天优势和U型渠道的改造，可将一部分细颗粒泥沙进入田间，一方面有利于作物生长，另一方面对泥沙进行了分散处理。支渠以上的骨干渠道，含沙量大时应允许有所淤积，含沙量小时应允许有所冲刷，保持冲淤平衡。

结语

引黄灌区多年来一直在研究解决泥沙的处理问题，虽然取得了一些进展，但仍不能有效解决干、支渠的泥沙淤积处理费用过高的难题。本文仅是对输水渠道泥沙淤积分散处理方案进行了研究，提出了几种可行方案，还需要在工程实践中不断完善和改进，使之更好地发挥泥沙处理效果，真正实现引黄灌区的可持续发展。

参考文献：

[1]许晓华，田金艳，杨明，等.黄河下游引黄灌区泥沙处理模式研究[J].水利科技与经济，2012（2）：7-8.

[2]王建国.夹马口灌区泥沙問题及处理对策[J].山西水利科技，2004（1）：34-35.