针对黄河口引黄灌区渠道淤积问题

针对黄河口引黄灌区渠道淤积问题

程晓辉

洛阳水利勘测设计有限责任公司洛阳471000

【摘要】渠道淤积状况是黄河口引黄灌区常见的问题，对其进行处理需要耗费大量的人力、物力。为了保证黄灌区的稳定正常运行，需要根据泥沙运动状况对其进行深入分析，加强对渠道淤积危害的深入研究对黄河口渠道淤积问题的处理具有重大意义。本文对渠道淤积危害、技术处理进行了充分分析。

【关键词】黄河口；引黄灌区；渠道淤积

引言：黄河口引黄灌区中，渠道淤积是常见问题，引起大量泥沙随之而来，针对当地地形状况，进行泥沙运动分析表明，简单处理无法保证泥沙远离输送区域。过粗泥沙常年沉积于渠道周边两侧。清淤工作成本高、人工耗费量巨大。本文针对黄河口引黄灌区的渠道淤积问题进行了概述分析，从基本原理、实际状况等提出了对应处理方案。

一、灌区泥沙起动分析

结合簸箕李灌区水沙渠道资料（干渠底宽6-34m，水深0.5-2.4m，泥沙粒径0.001-0.15mm），利用窦国仁和张瑞瑾起动流速公式计算灌区泥沙的起动流速（见图1），从图可以看出：对于较细（和山区泥沙相比）具有粘性的灌区泥沙，泥沙粒径越小，泥沙间的粘结力增大，需要的泥沙起动流速越大；泥沙颗粒越大，其粘结力相对减小，泥沙起动流速减小.比如对粒径0.015mm的细泥沙，在水深2m时其起动流速约为0.7-0.9m/s，粒径小于0.015mm的泥沙在水深2m时的起动流速将会更大。

综上，泥沙起动的主要原因为水深，对于同一粒径范围内的泥沙，一般深度越高，对应起动流速越大。本文从簸箕李灌区的用水状况、具体渡槽等进行分析，得出若水深变化不大，对应流速的影响相对于泥沙粒径而言小得多。

二、清淤泥沙对环境的危害分析

1、水砂流失

受降雨影响，水砂流失问题对当地危害较高。渠道两侧的堆沙受外界环境影响较大，清淤堆沙一般从高处顺着雨水流入天地，导致大量田地沙化状况明显。增加了后期渠道清淤的难度、成本。以簸箕李灌区为例，该灌区淤积最严重的沉沙条渠长22km，两侧堆沙宽度120～200m，高度为4～6m，形成“条状沙漠”，在遇到降雨天气时，黄沙满地流，渠道外侧的良田里的庄稼淹没在黄泥汤中，天长日久，渠道两侧良田的土壤被沙化，保水保肥性能降低，农作物的收成大大减少。

2、风沙运动

对于堆沙而言，风沙运动危害较高。春冬季节中，气候以干燥多风为主，灌区沙尘天气较多，导致大量砂体被风吹至田地，对良田的负面危害较高。导致灌区周边及公里范围内的生活生产受到风沙的负面影响。据簸箕李灌区现场观测，大风天气时，大量沙粒在清淤堆沙表面30～50cm的垂向范围内形成了一层沙云，像一张移动的地毯，朝渠道两侧良田跃移前进，不需多长时间，渠道两侧的耕地与农作物都穿上了一层沙衣。

三、清淤泥的措施分析

1、灌区泥沙的长距离输送处理

为了从根本上进心清淤堆沙处理，需要从堆沙来源进行分析，降低泥沙的淤积状况，现代科技工艺无法满足这一状况，为此，从泥沙灌区沉沙池、渠道淤积两方面进行控制，保证泥沙长距离运输，实现田间输入泥沙的比例优化。

具体分为管理、工程技术两方面。工程措施的出发点是在灌区设计、运行等技术环节上，充分重视渠道断面形态、纵比降、糙率等水力因子的优化调整，以期获得渠道最大的输沙能力。常见的工程措施包括：优化断面比，改造衬砌渠道、调整对应纵比降等参数。管理措施则需根据水沙运动状况，进行调度优化、从人为角度出发对淤积状况进行改革优化，包括：大量饮水、降低汛期引水、提高水量的管理控制等几大方面。

2、优化灌区泥沙的资源配置

堆沙堆积量过多，将会导致对周边环境的负面影响过重，进而引起清淤工作的难度增加，为了保证和谐治理水环境工程，需要进行泥沙资源化、提高整体资源利用效率的方法进行处理，可以充分实现变废为宝、优化经济的目的。

2005年，簸箕李灌区结合当地国土部门土地综合治理项目，沿灌区干渠两侧将清淤堆沙机械推平，充分实现了清淤泥沙的目的，同时借助经济作物的种植，促进了当地经济效益的稳步提升，为后期泥沙处理工程提供了良好的工程借鉴。借助清淤泥沙为原料，便于进行砖瓦烧制处理，对建筑工程而言经济效益显著，需要引起业内学者的关注。

3、构建生物防护体系，优化当地生态环境

借助生物防护，从绿色植被角度出发，提高对灌区沉淀池、渠道的优化处理，借助生物防护植被作物提高当地环境，降低对周边环境的危害。灌区内，植被的积极影响表现为下述几点：第一、植被茎叶旺盛，便于进行雨水拦截处理，降低了雨水冲刷的直接危害，延缓了泥沙表面的径流现象；第二、植被的根系发达，可固定当地土壤，便于增加地面绿化程度、粗糙率等因素，实现了减缓流速、促进挂淤的目的。

另一方面，借助植被可充分实现防治风沙。灌区植被多，增加表面粗糙度，提高起动风速，从而增强了淤积泥沙的稳固性，不易发生输送移动状态。借助茎叶的阻挡风速、扰动气流，可实现降低地标风速的目的。再者，生物防护林可充分降低灌区风速，垂直高度较高可充分阻滞风沙悬移方面的活动。综上分析，现代社会中，增加引黄灌区内部的植被处理，增加绿化面积，可充分优化整体水沙流失过重的治理措施。

参考文献：

[1]蒋如琴，彭润泽，黄永健，等.引黄渠系泥沙利用[M].郑州：黄河水利出版社，1998.

[2]钱宁，万兆惠，周志德，著.泥沙运动力学[M].北京：科学出版社，1983.

[3]张长英，刘宝玉，张治昊，王玉海.黄河口引黄灌区清淤泥沙对环境的危害方式与治理措施[J].水利科技与经济，2010，16，1：56-57.