蘇塘灌溉工程泥沙梯級處理措施及其總結(jié),農(nóng)田水利論文

蘇塘灌溉工程泥沙梯級處理措施及其總結(jié),農(nóng)田水利論文新疆兵團(tuán)南疆新建團(tuán)場38團(tuán)蘇塘灌區(qū)位于新疆巴音郭楞蒙古自治州且末縣莫勒切河下游平原區(qū),灌區(qū)東西長約49.1km,南北寬3.2~12.5km.灌區(qū)規(guī)劃總面積9.886萬hm,華而不實(shí)項(xiàng)目區(qū)外工程占地0.5527萬hm,項(xiàng)目區(qū)面積為9.333萬hm,華而不實(shí)生態(tài)保衛(wèi)區(qū)5.3333萬hm,重點(diǎn)開發(fā)區(qū)4萬hm,構(gòu)成凈灌溉面積2萬hm,一期建設(shè)灌溉面積1.2萬hm.蘇塘灌區(qū)的發(fā)展是在保證糧食生產(chǎn)自給有余的前提下,發(fā)展經(jīng)濟(jì)效益較高林果業(yè),主要經(jīng)營紅棗、伽師瓜等特色瓜果產(chǎn)品.鑒于灌區(qū)多風(fēng)沙災(zāi)禍,考慮到灌區(qū)種植形式,且灌溉季節(jié)4至7月多大風(fēng)天氣,灌區(qū)主栽作物為紅棗、伽師瓜等,結(jié)合流域及灌區(qū)地形地勢,灌區(qū)灌溉方式為自壓滴灌.2流域特征蘇塘灌區(qū)位于莫勒切河下游,莫勒切河流域地處塔里木盆地南緣,東以車爾臣河分水嶺為界;西至安迪爾河分水嶺;南起昆侖山的阿孜塔格冰川和阿爾金山的箭峽山分水嶺,北面延伸至塔克拉瑪干沙漠的南緣,水資源分區(qū)屬于西北內(nèi)陸河系昆侖山北麓諸小河區(qū)克里雅河流域.流域南部為強(qiáng)烈隆起的昆侖山脈,4800m以上的高山區(qū),被當(dāng)代冰川、積雪覆蓋,冰蝕地貌和重力堆積地貌顯著,其山脊呈線狀,山頂多尖棱狀,溝谷侵蝕切割強(qiáng)烈,山坡陡峻.北部為山前沖洪積平原,地形較平坦,分布高程2000m左右.流域山體高大、陡峻.上游河谷寬達(dá)300~500m,卵石河床,兩岸為基巖;從河源至出山口河長79km,縱坡1/50~1/80.源流區(qū)平均高程4259m,最高點(diǎn)四岔雪峰海拔6748m,河流出山口高程約2300m.河流出山口后向北流約20km處分為東西兩支,西支流向民豐縣,東支流向蘇塘.莫勒切河引水渠首斷面以上集水?dāng)嗝?422km,河長81km,多年平均含沙量12kg/m,多年平均輸沙量253萬t,侵蝕模數(shù)1044t/km,輸沙率80kg/s.3水利工程布置通過水利工程建設(shè)方案的比選,確定灌區(qū)一期水利工程的布置自上而下為山區(qū)水庫-輸水干渠(梯級電站)-首部沉砂池-灌區(qū)灌溉管網(wǎng).為了早日讓38團(tuán)擔(dān)負(fù)起塔里木盆地南緣地區(qū)的生產(chǎn)和社會穩(wěn)定的雙重責(zé)任,根據(jù)(總體規(guī)劃〕的布置,灌區(qū)自2018年起進(jìn)行建設(shè).由于山區(qū)水庫的建設(shè)期較長,為了保證2018年進(jìn)行開發(fā),在河道出山口下游10km處建設(shè)引水渠首1座.在山區(qū)水庫尚未修建好之前,引水渠首起臨時(shí)引水口作用,干渠起點(diǎn)接引水渠首,干渠末端投規(guī)劃設(shè)計(jì)入首部沉沙池,渠道全長53km;在山區(qū)水庫修建完成后,干渠起點(diǎn)接山區(qū)水庫壩后電站尾水渠,干渠全長62km.因而,灌區(qū)初期水利工程的布置自上而下為引水渠首-輸水干渠(梯級電站)-首部沉沙池-灌區(qū)灌溉管網(wǎng).4泥沙梯級處理4.1渠首泥沙處理措施引水渠首型式為底攔柵式,樞紐由溢流壩、沖沙閘、底欄柵、進(jìn)水閘及上、下游護(hù)岸等建筑物組成,進(jìn)水閘后設(shè)沉沙條渠,條渠末端設(shè)排沙閘及渠道進(jìn)水閘.引水渠首位于水文站下游水流較集中的河段內(nèi),此段河道河床穩(wěn)定,順直,水流集中,河道寬70m左右,河床與一級階地的高差為20m左右.河床與一級階地的高差為13m左右,河道凹岸位于右側(cè),與取水口同側(cè),修建渠首便于引水排沙.該段河道地質(zhì)條件較好,為砂卵石地基,河床質(zhì)d50標(biāo)準(zhǔn)值為27mm.由于該河流缺乏足夠的水文資料,沒有推移質(zhì)顆粒組成的實(shí)測資料,因而,在對推移質(zhì)的顆粒組成進(jìn)行分析時(shí),通過對該斷面河床內(nèi)的沉積物進(jìn)行分析,以便工程設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行參考.渠首斷面河床質(zhì)顆粒組成見下表1.從上表能夠看出,渠首斷面河床質(zhì)以粗顆粒為主,華而不實(shí)粒徑大于8mm的顆粒含量占68.4%.該引水渠首柵條間隙為8mm,因而能夠較好的防止大量推移質(zhì)進(jìn)入干渠,能夠有效的減少入渠量.為進(jìn)一步減輕泥沙對下游干渠的磨蝕毀壞,在渠首進(jìn)水閘后設(shè)置沉沙條渠,條渠長200m,水面縱坡為1/500,渠底縱坡為1/200,條渠末端干渠進(jìn)水閘底板高于排沙閘0.8m,沖沙時(shí)流速2.1m/s.4.2梯級電站泥沙處理措施干渠2+850下游3km范圍內(nèi)沿河岸布置2座梯級電站,利用干渠引水發(fā)電,發(fā)電后尾水繼續(xù)進(jìn)入干渠,流向干渠末端的灌溉首部沉沙池.在經(jīng)過底欄柵、條渠兩級初步泥沙攔截后,干渠來水泥沙含量仍然較大,顆粒粒徑仍然較大,必須進(jìn)行進(jìn)一步泥沙處理.根據(jù)DL/T5107-1999(水電水利工程沉沙調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)規(guī)范〕P11頁表6.1.3,對河流引水式水電站沉沙池最小沉降粒徑在水電站額定水頭小于100時(shí),設(shè)計(jì)最小沉降粒徑為0.35mm.因而,在干渠2+650處布置1座箱型沉沙池.箱型沉沙池共設(shè)3個(gè)池室,單個(gè)池室凈寬5.0m,進(jìn)口控制段長4.5m,工作段長68m,前段長8m,池底坡降1/4,后段長60m,池底坡降1/40.單池工作流量4.0m/s,排沙流量0.4m/s,運(yùn)行工況為雙室沉沙,單室沖沙,交替運(yùn)行.設(shè)計(jì)入池含沙量標(biāo)準(zhǔn)So=4.71kg/m,設(shè)計(jì)出池含沙量標(biāo)準(zhǔn)S1kg/m,大于等于允許粒徑0.35mm的泥沙沉降率不小于90%.4.3首部沉沙池泥沙處理措施沉沙調(diào)節(jié)池為莫勒切河引水干渠的末端和灌區(qū)自壓管網(wǎng)干管的起點(diǎn),為灌區(qū)自壓滴灌的灌溉首部,主要作用是沉淀干渠引水挾帶的泥沙,沉沙調(diào)節(jié)池容積419.95104m.引水干渠、干管在工程布置上分別位于沉沙調(diào)節(jié)池的東、西側(cè),相距1.5km,使進(jìn)口與出口相距較遠(yuǎn),以利于泥沙沉積.為防止沉沙池內(nèi)淤沙進(jìn)入灌溉輸水總干管,對灌區(qū)微灌系統(tǒng)不利,需進(jìn)一步設(shè)置泥沙處理設(shè)施,在沉沙調(diào)節(jié)池放水涵洞前設(shè)擋沙墻形式,以保證淤積泥沙不進(jìn)入涵洞,使灌溉總干管引取清水.擋沙墻設(shè)于放水涵洞前,采用豎井式構(gòu)造,長10m,寬10m,高7.6m,在運(yùn)行初期設(shè)計(jì)水位至沉沙池壽命期末,設(shè)計(jì)水位之間的墻體高度內(nèi)設(shè)置數(shù)量諸多的邊長為0.2m的進(jìn)水方孔,孔中心與孔中心的距離為0.5m.擋沙墻工作時(shí),隨著淤沙高程的逐年增加,在每年沉沙調(diào)節(jié)池放空期,封堵來年淤沙高程下面的過水方孔構(gòu)成擋沙墻,利用擋沙墻上方的預(yù)留方孔進(jìn)水,知足下游涵洞引水.為防止浮游生物等游離物進(jìn)入灌溉管網(wǎng),堵塞下游滴頭,在擋沙墻外圍圍裹尼倫濾網(wǎng),每年定期清洗、更換.5泥沙處理總結(jié)莫勒切河是一條多泥沙河流,引水渠首下游布置梯級電站,渠首與灌溉管網(wǎng)首部沉沙調(diào)節(jié)池之間距離長達(dá)53.4km,干渠長,流速近4.0m/s,首部沉沙池庫容小,而且下游灌區(qū)是一個(gè)純自壓滴灌灌區(qū).因而,根據(jù)工程布置及各工程運(yùn)行安全及壽命要求,必須處理好泥沙問題.泥沙處理時(shí),由于不可能一次處理到位,在設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)各工程的運(yùn)行要求,依次分步進(jìn)行處理.首先,根據(jù)渠道輸水抗磨蝕要求,在渠首布置底攔柵、沖沙閘及沉沙條渠、排沙閘等,減少入渠泥沙量,阻止大顆粒泥沙進(jìn)入干渠;第二步,為防止泥沙對電站水輪機(jī)葉片造成過量磨蝕,在電站上游的干渠上設(shè)置箱型沉沙池,使水中泥沙含量及顆粒大小知足發(fā)電要求;第三步,為知足灌區(qū)自壓滴灌的水質(zhì)要求,在灌溉首部設(shè)置沉沙池,進(jìn)一步沉淀水中泥沙,在放水口設(shè)置濾網(wǎng),防止浮游生物等進(jìn)入灌溉管網(wǎng).通過以上幾步處理,使灌區(qū)灌溉用水由高含沙量水變?yōu)榍宄阂姷椎哪軌蛑愕喂嘁蟮?/p>