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引黄沉沙的处理与应用
发布时间: 2008-11-06 16:16:00    董洪灿 
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    黄河是举世闻名的多泥沙河流,黄河水在为工农业发展提供宝贵资源的同时,也带来了大量泥沙。泥沙淤积灌区的渠系,清淤泥沙占压农田,造成土地沙化,危害当地的生态环境。为此,必须认真研究引黄沉沙问题,找出处理和利用黄河泥沙的有效途径,使沿黄地区在兴利的同时,又不破坏环境,走可持续发展之路。
   
    一、引黄工作面临的泥沙问题

    一是沿黄地区对黄河水的依赖性越来越大,泥沙处理的压力逐年增加。随着工农业生产的快速发展,沿黄地区对黄河水的需求越来越大,而自然降雨、地下水资源可供水量都不可能有较大增幅,反而可能减少,因而需要由黄河水来补充。引黄泥沙是和引黄水量成正比的,水多,沙也多。值得注意的是,很多地方以前存有大量低洼地和盐碱地,可以作为沉沙池,而目前洼地自流沉沙失去条件,只能采取挖沙的方法处理引黄泥沙,清淤工作量大,耗资巨大。

    二是清淤及弃土堆放难度加大。引黄干渠的大量泥沙占压农田,形成了一条沙化区,而且越积越高,有的地方高达5米以上。挖出的弃土很难再堆放,势必增加施工难度。而且,这部分沙土颗粒较粗,对农民用处不大,就地消化能力严重不足。

    三是弃土沙化环境。大风天气,黄沙弥漫,沙化附近的良田,对当地的生态环境造成极为不利的影响。

    二、对处理和利用黄河泥沙的几点看法

    一是在引水防沙方面,首先要注意渠首位置的选择。为了减少泥沙入渠,一般应将引水渠首设在天然弯道末端的凹岸或修建导流工程,形成弯道。由于弯道凹岸边的垂线含沙量低于平均含沙量,而流速大于断面平均流速,有利于取水防沙。

    由于黄河下游为无坝引水,高村以下河段,水流受治河工程控制,主流线基本与引水工程外轮廓一致,引水防沙效果较好。高村以上河段效果较差。但多数引水渠首设在两个工程坝垛之间,突出的坝头外端顶冲水流,鼓水翻沙,增加了进沙量,这种情况在枯水季节更加明显。因此,取水口位置的选择应特别慎重,要综合考虑各方面的因素,以期达到最佳的防沙效果。

    其次是引水角度的选择。黄河下游的引水角度一般在30~60度之间较为适宜,通常要经过模型试验确定。

    二是引黄放淤、减淤对渠道的设计与布置至关重要。如果渠道的各方面参数合理,加上一些放淤处理措施,就可以做到不淤积或者减少淤积。反之,如果渠道布置不合理,就可能使渠道断面不断淤积,不但会增加清淤工程量,而且会使渠道过水断面减少,比降减缓,引水能力降低,影响工程效益的发挥。布置引水渠道时,一般追求的目标是不冲不淤,但在现实工作中由于各方面条件的限制,很难做到不冲不淤,一般采取冲淤平衡的方法设计。渠道的设计流速应略大于来沙量最小时的不冲流速,而又略小于来沙量最大时的不淤流速,以便使含沙量高时的淤沙在下一次清水时冲掉,做到渠道泥沙冲淤平衡。

    三是沉沙和黄河淤临、淤背相结合。在提高黄河防洪工程强度的同时,应减轻引黄渠道清淤压力,尽量少占压耕地,减少机淤开支。目前,黄河已经形成槽高、滩低、堤根洼的“二级悬河”不利局面。为此,应淤高临河滩地和背河地面高程,修筑相对地下河。建议今后在引黄灌溉工作中,把引黄沉沙池与淤临、淤背有机结合起来,让引水口出来的浑水通过淤区落淤沉沙,或出闸后的水流在背河堤脚外落淤,抬高淤区或背河堤脚地面高程,逐步消除二级悬河的威胁。经过落淤沉沙的清水经引黄干渠输入各级渠道,灌溉农田。这样既加固了黄河工程,也节约了引黄渠道的清淤费用,还有利于环境保护。

    四是在不影响土壤结构的情况下,研究加大输沙入田的沙量比例。通过实践证明,衬砌渠道能有效提高渠道的输沙能力,将泥沙输送到农田,减少渠道淤积。另外,利用机器提水灌溉,也可在提水的同时,输沙入田,减轻渠道淤积压力。

    五是根据黄河含沙量的大小合理调度。黄河水在不同时间的含沙量有很大差别,含沙量大的月份集中在汛期的7、8、9月份,而凌汛期的1、2月份沙量较低。汛期的水量较大,含沙量较高,是淤改土地的大好时机,而农田灌溉则应尽量避开这一时段。凌汛期含沙量低,是引黄的好时机,这时要为小麦浇足返青水。这时一般水资源供需矛盾不明显,可以抢引抢蓄黄河水,待干旱季节、黄河水少时利用,提高黄河水的利用率,保证工农业生产的用水需求。另外,蓄积起来的黄河水还可以补充地下水源,维持地下水的供求平衡,保证干旱季节井灌时有地下水可利用。这样既提高了黄河水资源的利用率,同时也减少了淤积量,节约了开支,保护了生态环境。

    此外,还应注意加强管理,防淤减沙。针对通常引水流量比设计流量小、分散用水和水量分配不合理造成渠道淤积的情况,加强管理,调节水量。要根据用水规划和渠道设计指标,合理调配水量、有机调整轮灌组合、集中用水,修改用水制度,达到减淤的目的。


  稿件来源:黄河报·黄河网 责任编辑:程丹 打印】【关闭