新疆阿克蘇河流域上游的阿合奇、烏什、溫宿縣為嚴(yán)寒地區(qū)（日最低氣溫低于-30℃），其余地區(qū)為寒冷地區(qū)（日最低氣溫低于-20℃）。主要引水渠首有玉山古西水利樞紐、別迭里攔河閘、秋格爾渠首、聯(lián)合閘渠首、協(xié)合拉渠首、吐木休克渠首、多浪渠首、艾里西渠首等十三個(gè)引水渠首，約800km干渠分布在河道的上中游，主要引輸水系統(tǒng)都擔(dān)負(fù)著冬季發(fā)電用水的任務(wù)。因此，渠道的冬季（包括12月、次年1月、2月）安全引水運(yùn)行一直是冬季發(fā)電安全運(yùn)行、灌區(qū)冬灌、早春灌溉的主要問(wèn)題。

　　【摘要】根據(jù)新疆阿克蘇河的氣象、冰情、環(huán)境等特征，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，總結(jié)本河流域多年冬季運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，從設(shè)計(jì)建設(shè)和運(yùn)行管理兩個(gè)方面，提出冬季運(yùn)行注意的問(wèn)題和保障寒冷地區(qū)冬季運(yùn)行的措施。

　　【關(guān)鍵詞】寒冷地區(qū),引水渠道,冬季運(yùn)行

　　根據(jù)河系氣象特點(diǎn)，庫(kù)瑪拉克河上游溫宿縣沙瓦甫齊牧場(chǎng)河段、烏什縣秋格爾渠首以上的托什河段為嚴(yán)寒地區(qū)，其主要是為山區(qū)和丘陵區(qū)；寒冷地區(qū)為出山口以下的沖積扇平原和河谷平原，冬季發(fā)電用水全部分布在出山口下游。本流域地方灌區(qū)發(fā)電全部為水電，火電由兵團(tuán)和260km外的拜城、庫(kù)車(chē)縣供電。因此，冬季發(fā)電用水的安全運(yùn)行是保證灌區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用電至關(guān)重要的的問(wèn)題。歷史上1984年冬季發(fā)生強(qiáng)寒流，使灌區(qū)渠道結(jié)冰斷流，造成全城停電，全城工廠停工、機(jī)關(guān)停止辦公十余天、就連取暖用鍋爐都無(wú)法保證最低工作時(shí)間，使大部分暖氣管凍裂，損失巨大。五十余年來(lái)，灌區(qū)水利工作者在長(zhǎng)期的渠道冬季運(yùn)行中不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷改進(jìn)工作方法，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)淺談如下：

　　根據(jù)阿克蘇河系水源產(chǎn)流特點(diǎn)，冬季河道水源主要是流域上游山區(qū)裂隙水、地下回歸水和泉水組成，這些水由地下水直接溢出且流徑短、水溫相對(duì)較高（夏季為6～8℃，冬季為4～6℃），水量相對(duì)穩(wěn)定、由于上游縱坡大、河床窄、流速快，一般不易結(jié)冰。隨著河水流出山口后，下游縱坡逐漸變緩、河床逐漸變寬、流速變小，隨著冬季低氣溫的影響，河水逐漸變冷結(jié)冰。伴隨著冰積現(xiàn)象不斷嚴(yán)重，最終影響到渠道安全運(yùn)行。為了保證冬季發(fā)電供水，水管單位采取以下措施：

　　1從水利工程設(shè)計(jì)建設(shè)方面考慮解決渠系建筑物冬季安全運(yùn)行

　　1.1引水樞紐宜選擇在河床較穩(wěn)定的平直段內(nèi)，以防閘前冰凌堵塞，攔河溢流壩或?qū)Я鞯绦柽m當(dāng)增加超高，應(yīng)大于河道冰厚，避免因閘前進(jìn)水受阻時(shí)壩頂溢流而造成翻水。

　　1.2修建排冰設(shè)施：在河道、引水渠首、渠道上修建攔冰設(shè)施和除冰機(jī)械，對(duì)流冰期冰塊進(jìn)入渠道起到良好效果。

　　1.3建設(shè)蓄冰庫(kù)：在地形條件允許時(shí)，應(yīng)考慮在上游建水庫(kù)，以便冬季蓄冰，蓄冰庫(kù)設(shè)計(jì)，不能僅以回水曲線(xiàn)形成的上游容積為界，應(yīng)考慮到冰凌堆積和冰蓋翹起后，冰凌仍可向上游堆積一段距離。蓄冰多時(shí)應(yīng)及時(shí)排除。對(duì)于沒(méi)有條件修建蓄冰庫(kù)的引水樞紐，需考慮泄洪、排砂、攔冰和排冰措施。進(jìn)水口應(yīng)放在設(shè)計(jì)水位以下5～6m，以防止進(jìn)水口控制設(shè)施的凍結(jié)和防止渠道引入冰塊。建設(shè)蓄冰庫(kù)可明顯減少甚至消除渠道引入冰快現(xiàn)象，明顯提高冬季渠道水流狀況，阿克蘇河勝利渠上，84年以前未修水庫(kù)時(shí)，常出現(xiàn)冰阻潰堤事故，自85年西電廠水庫(kù)運(yùn)行后，冬季引水中未發(fā)生過(guò)冰阻潰壩事故。根據(jù)勝利渠建庫(kù)前后多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，即使低溫使渠道再次結(jié)冰，可推遲結(jié)冰時(shí)間36～48h。

　　1.4修建電熱閘墩除冰設(shè)施：冬季運(yùn)行最嚴(yán)重和最易結(jié)冰的位置是閘墩與閘門(mén)的結(jié)合處，由于閘墩有一定的阻水作用，易起波浪和產(chǎn)生水霧，在寒冷天氣中極易結(jié)冰，將導(dǎo)致閘門(mén)無(wú)法啟閉，這對(duì)渠道安全運(yùn)行極為不利，協(xié)合拉引水樞紐在閘墩閘門(mén)槽處埋設(shè)電熱絲，在河道結(jié)冰期保持閘墩處與冰不相連，可保持閘處于受控狀態(tài)，對(duì)建筑物冬季運(yùn)行起到良好效果。

　　1.5渠線(xiàn)選擇：為保證電站冬季順利排冰，引水渠應(yīng)盡量將渠線(xiàn)選擇在河谷的陽(yáng)坡，利用冬季陽(yáng)光的輻射來(lái)提高水溫，減少再生冰。渠線(xiàn)應(yīng)直、順，當(dāng)必須設(shè)置彎道時(shí)，其彎道半徑宜大于10倍設(shè)計(jì)水面寬度，以避免冰塊在彎道上堵塞；渠線(xiàn)宜布置在挖方段，不宜布置在填方段，避免冰蓋推力而引起渠堤滑坡、渠道決口。阿瓦提縣伯什力克渠下游引水渠道大多為填方，冬季運(yùn)行時(shí)曾發(fā)生多起渠道決口事件，嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)。而相距不遠(yuǎn)的勝利引洪渠，屬低洼地形成的水渠，而從未發(fā)生潰渠事故，這是很好的見(jiàn)證。

　　1.6渠道縱坡控制：結(jié)冰蓋運(yùn)行時(shí)，縱坡設(shè)計(jì)要根據(jù)地形條件、水能設(shè)計(jì)和工程造價(jià)，綜合考慮選定，要以流速進(jìn)行控制。輸排冰運(yùn)行時(shí)，縱坡采用前段陡些，以滿(mǎn)足輸冰流速要求，后段應(yīng)在排冰閘前取20～40m的緩流段，以滿(mǎn)足浮冰、排冰流速的要求。

　　1.7渠道斷面控制：為了防止冬季渠道水熱量的散失，形成穩(wěn)定的冰蓋，采用窄深式弧形渠底矩形或梯形斷面比較適宜，弧形渠底采用漿砌卵石結(jié)構(gòu)，邊坡采用混凝土結(jié)構(gòu)，這樣渠道抗凍性好，邊坡比較光滑，渠道掛冰現(xiàn)象少，對(duì)安全運(yùn)行有利。渠道超高大小，要充分考慮冬季渠底和渠岸自生冰凌對(duì)過(guò)水?dāng)嗝娴挠绊�，一般要求以大河的冰蓋厚度再加大40～50cm作為超高，這樣可以保證冰蓋形成以后，渠道仍有足夠的過(guò)水?dāng)嗝�。并加寬渠堤，以便機(jī)械搶險(xiǎn)操作。

　　農(nóng)一師通過(guò)勝利渠、塔南總干渠多年運(yùn)行認(rèn)為渠道冬季過(guò)流斷面按2～3倍擴(kuò)大設(shè)計(jì)，效果更好。

　　1.8流速控制：渠道設(shè)計(jì)流速的大小，主要按渠道運(yùn)行方式而定。當(dāng)引水渠采用輸冰運(yùn)行時(shí)，渠道流速可在1.0～1.5m/s，不能大于1.5m/s。對(duì)于結(jié)冰蓋運(yùn)行的渠道，渠道流速一般在0.6～0.8m/s，既緩流運(yùn)行，又無(wú)冰塞現(xiàn)象。

　　2運(yùn)行管理方面采取措施

　　2.1在引用河水時(shí)，應(yīng)注意在渠首排冰，大冰塊不可進(jìn)入渠道，因?yàn)榇蟊鶋K進(jìn)入渠道遇泉水混合時(shí)將吸收大量熱量而降低入渠泉水水溫，在寒冷天氣降溫下渠水易造成二次結(jié)冰而影響渠道冬季安全運(yùn)行。2.2冬季引用灌區(qū)回歸水、地下水，與河水混用，可增加渠道冬季水溫，有效防止渠道結(jié)冰。阿克蘇河上的秋格爾渠首、聯(lián)合閘渠首、吐木休克渠首、多浪渠首等引水工程，在歷史上就有引用泉水、地下水的傳統(tǒng)，有效的防止了渠道冬季結(jié)冰。運(yùn)行五十年來(lái)，除1968年和1984年兩次特大寒流造成冰凍無(wú)法運(yùn)行外，其余年份均未發(fā)生冰封現(xiàn)象，甚至一般年份渠道無(wú)結(jié)冰現(xiàn)象，有效保障了渠道冬季安全運(yùn)行。

　　冬季在渠首或沿渠提取地下水注入渠道水，也是提高冬季渠水水溫保障渠道冬季安全運(yùn)行的措施之一。

　　2.3引水渠道結(jié)冰蓋運(yùn)行：渠道在每年12月上旬，隨著氣溫逐漸降低，特別是遇上寒流，氣溫驟降，渠道浮冰連在一起形成冰蓋，冰蓋一般呈拱形，即冰蓋表面為水平，岸邊較厚，形成以渠邊為拱座的拱形體，岸邊冰厚達(dá)30cm以上，渠中心較薄。為了保持冰蓋的穩(wěn)定，必須保持穩(wěn)定水位運(yùn)行，根據(jù)各渠首多年冬季基本來(lái)水量確定入渠流量，多余水用以排冰，但由于水電站負(fù)荷不一，在電站外網(wǎng)突然甩負(fù)荷，使渠道水位上升，而增加負(fù)荷時(shí)又使水位下降，因此渠道水位有一定的變化，應(yīng)盡量減少水位大幅升降，以免破壞冰蓋。當(dāng)渠道中心冰蓋厚度達(dá)到20cm左右時(shí)，即可在冰蓋上每隔150～250m打一直徑為30cm的冰洞，這樣當(dāng)渠中水位變化時(shí)，冰洞可起調(diào)壓作用。當(dāng)水位降落時(shí)，冰洞進(jìn)氣消除負(fù)壓，避免垮冰；當(dāng)水位升高時(shí)，水就從冰洞溢出來(lái)，漫流在冰蓋上的水，遇冷空氣又結(jié)成冰，可以使冰蓋加厚。一般后半夜負(fù)荷較低，這時(shí)候可減少泄水道的排水，有控制地增高渠道水位，使水流不斷從冰洞溢出來(lái)，結(jié)成40～60cm的理想冰蓋，進(jìn)入冰蓋運(yùn)行期。

　　2.4化冰期運(yùn)行：春季化冰期一般在2月下旬到3月中旬，這期間主要是防止冰蓋下塌結(jié)成冰壩而堵塞渠道。這就要求加強(qiáng)渠道巡視，疏通退水渠和尾水渠，打掉泄水道上的冰蓋，從下游往上游排冰，如遇堵塞處或發(fā)現(xiàn)有冰蓋下塌，盡量用人工疏通，打碎的冰塊不宜太大，防止因疏冰而造成新的堵塞。

　　2.5加強(qiáng)局部易積冰潰渠段的管理：根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)，在渠道閘前、交叉建筑物、電站發(fā)電涌水段都是局部易積冰段，80%以上的潰渠事故都發(fā)生在這些地方，應(yīng)特別加強(qiáng)管理。

　　2.6建立冬季安全運(yùn)行搶險(xiǎn)制度：在冬季結(jié)冰期，要建立完善的巡渠搶險(xiǎn)制度，封冰期要4小時(shí)巡渠一次，以免發(fā)生潰渠事故，在個(gè)別易積冰或涌冰渠段，要配置適量輪式反鏟挖掘機(jī)值班，當(dāng)遇到險(xiǎn)情時(shí)挖掘機(jī)可隨時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)排險(xiǎn)。挖掘機(jī)挖鏟需改用漏水挖斗，撈冰時(shí)水可迅速流走，只需將冰撈出渠外即可。

　　結(jié)束語(yǔ)：阿克蘇河冬季嚴(yán)寒，負(fù)溫歷時(shí)長(zhǎng)，冰害嚴(yán)重，但只要根據(jù)氣象、水溫、冰情、工程條件等，制定符合實(shí)際情況的電站設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理制度，妥善解決冰凍問(wèn)題，嚴(yán)寒地區(qū)渠道的冬季運(yùn)行是完全有保障的。

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)自：http://www.jinnzone.com/nongyegongchengkexuelw/25261.html