黄河下游引黄灌区渠系工程技术问题分析

 黄河下游引黄灌区渠系工程技术问题分析

梁晨阳

濮阳黄河河务局第一黄河河务局 河南省濮阳市 457100

摘要：黄河下游以流域综合治理为主的工程建设，将极大改善河道水质，增加拦蓄水量，为工农业的生产发展，提高可靠的水资源保障，为经济的迅速发展提供强有力的支持。因此，引黄灌区渠系工程为提升河道防洪除涝能力，防治水害，综合开发、利用、节约、保护水资源，加快补齐水利基础设施短板，实现水利可持续发展，是贯彻落实科学发展观的要求，是满足流域经济社会发展的需要，是新时期治水的要求和首要任务。因此，文本分析引黄灌区渠系工程发展现状以及灌区存在的主要问题，并结合实际探讨解决途径，以供同行参考。

　　关键词：黄河下游；引黄灌区；渠系工程

引言

引黄灌区为沿黄地区的农业、工业生产和人民生活提供了良好的保障，在许多跨流域调水任务中发挥着至关重要的作用，是我国国民经济发展的重要生命线之一。引黄灌区的主要特点是少水多沙，导致引黄灌区出现大量泥沙淤积现象，不仅增加了排沙难度，而且导致河流防洪、抗涝能力严重下降。近年来，随着社会的不断发展和城市化步伐的加快，大型灌区渠系工程已不能满足我国现阶段的发展需要，需要及时解决和完善，以突破工程技术难题。

一、引黄灌区渠系工程发展现状

　　（一）引黄灌区渠系工程发展现状

　　20世纪90年代，黄河下游灌区经过20多年的发展，已发展成为中国最大的连续自流灌溉农业。现阶段，河南、山东在黄河下游建设了100多个黄河灌区，灌溉面积6500多万亩。它对中国粮食作物的发展和农业布局有着非常重要的作用，为黄河下游人民改善自然生态环境、提高经济效益提供了良好的保障。已成为不可或缺的水利基础设施。

（二）灌区水沙配水量需求变化

随着社会经济的不断发展和城市化进程的加快，农业经济占经济总量的比重越来越小。灌溉区的用水条件也发生了变化。过去农业供水主要用于春秋两季，现在逐渐转变为工业、城市和生态环境的长期供水。通过节水改造节约的水资源可以用于其他行业，包括工业、旅游、环境等。设计流量在灌区输水的概率越来越小，导致长时间小流量引水的概率越来越大

　　（三）引黄灌区渠系工程存在的问题

　　目前，在渠系工程设计和灌区实际施工中仍采用传统的方法，主要用于水沙输移设计模式的设计。这与黄河下游目前的水沙条件和灌区的实际发展情况不同。在大量改建和配套改造项目投入使用后，渠系仍不能满足目前的水沙配置要求。主要问题是渠系工程形式不完全适应小流量运行方式，水流速度明显减慢，水域面积小，导致水流影响灌区下游。在渠系工程中，大断面泥沙淤积严重。泥沙主要集中在渠首，导致田间泥沙比例严重下降。同时，低含沙量的水流和泥沙在沉淀池中积累，导致沉淀池严重缺乏自我调节能力，不能满足实际要求，从而缩短使用寿命。以往采用的大流量输沙方式和节水运行管理方式难以实施，将严重影响灌区供水条件，大大降低经济产出能力，使沙漠化现象越来越严重。

　　二、引黄灌区渠系工程技术问题解决措施

　　中国改革开放后，随着引水灌溉技术的快速发展，水资源配置的理论体系和技术水平得到了完善和提高，逐渐满足了中国灌溉的配置要求。引水灌溉技术只适用于含沙量低的引水灌区。引水灌区渠系不会发生严重的泥沙淤积。在国外，含沙量大的饮用水灌溉基本没有问题，引水时间也相对较短，不会对引水灌溉造成严重威胁。国内外对引水灌区输沙分配的研究相对较少，没有系统完善的输沙分配和环境控制方法可供参考。由于黄河下游渠道及水沙条件的特殊性，引黄灌区渠系工程问题具有特殊性。

20世纪50年代以来，为保证黄河下游工农业用水的正常利用，在引黄工程堤防工程中进行了试验研究。如泥沙处理技术、短期输沙技术、泥沙利用方法、长距离输沙等都得到了较深入的研究，并取得了相应的进展。到20世纪90年代末，渠首地区还没有低洼地来处理泥沙，引黄灌区在长运工程中得到了有效改造和研究。在黄河三角洲地区、河南、山东等地，面对黄河年年中长期断流，采用汛期高含沙量浑水快速利用科技攻关。近年来，人们对沉积物作为一种可利用资源的可行性进行了研究，并在决策方面进行了更深入的探索。

　　要在灌区渠系工程的相关配套和节水工作中引入大量资金，提高渠道输水能力。从而在一定程度上改善了渠系渗流和灌区用水，效果明显。然而，河道水沙运行与当前黄河水沙运行之间仍存在一些矛盾。渠系工程设计仍采用传统的水流方式，这导致渠道输沙不能充分发挥自身机理，导致淤积更加严重，大大缩短了沉淀池的使用寿命。渠系的设计思想和方案应以基础理论的成果为基础。研究内容主要包括两个方面：一方面，研究河道平面形态和断面形态下悬沙运动规律；另一方面，对断面水流结构和泥沙横向交换理论的研究。由于理论研究成果严重不足，有必要加强基础理论研究，有效解决渠系结构设计、运行方式、水沙分布等问题，使黄河灌区渠系工程技术更加完善。

（一） 渠系工程建设目标

渠系工程应以充分利用灌区水沙为建设核心，促进社会经济持续稳定发展，大大提高工程质量，改善生态环境。本研究着眼于中小流量水沙运动规律，充分了解水沙运动情况，掌握相关数据，为渠系工程设计提供有力参考，使引黄灌溉工程设计更加科学合理。

　　（二）加强水沙高效利用研究

　　在黄河下游水资源的利用中，要重视水利资产的投资。根据引黄灌区的实际生态环境，加强水沙高效利用技术的研究，充分利用水沙资源，优化资源配置，既能满足人们正常的农业用水需求，还要在其他方面合理调整水沙资源的利用，提高水沙资源的经济效益转化能力。

（三）深入开展理论研究，完善渠系设计方案

借助当地实验室和水和沉积物的测试中，水和泥沙运动的激发和渠道的操作影响，详细研究了沉积盆地，在不同截面形状和运动原理进行了分析，以弥补空缺的运河系统的设计。同时，要加强引黄灌区水沙运行价值和工程解决方案的研究，结合河流动力学和相关计算原理建立水沙运动模型，研究了水沙配置原理和水沙高效利用的经济价值，分析了渠系工程设计方案的合理性。

结论

总之，项目的实施不仅给流域带来了良好的社会经济效益，而且具有显著的环境效益。因此，渠系建设项目是合理的。项目实施后，将形成较为完善的防洪排涝体系，有利于维护流域社会稳定，促进流域经济社会可持续发展。工程设计和实施技术成熟，工程建设无重大技术问题，经济合理可行，工程效益显著。

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