黃河下游引黃灌區(qū)泥沙的防治與利用研究論文

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1、黃河下游引黃灌區(qū)泥沙的防治與利用研究論文.freel2,總引水能力3363m3/s。據(jù)統(tǒng)計(jì).freel3,平均年引水80.4億m3。黃河為舉世聞名的多泥沙河流(各月平均含沙量見(jiàn)附表),引水必引沙,據(jù)系統(tǒng)計(jì)算,29年間共引沙38.65億t,平均年引沙1.33億t,約占同期黃河來(lái)沙量(花園口站)的11.6%。黃河泥沙的引進(jìn)不進(jìn)加大了灌區(qū)運(yùn)行費(fèi)用,而且治理不好還會(huì)引發(fā)灌區(qū)土壤沙化、排水河道淤積、土地鹽堿化等一系列環(huán)境問(wèn)題,影響灌區(qū)的持續(xù)發(fā)展。泥沙問(wèn)題是黃河下游引黃灌區(qū)存在的主要問(wèn)題之一。一、泥沙防治利用的主要途徑(一)引水

2、防沙1、選擇合適的取水口位置黃河下游均為無(wú)壩引水。根據(jù)水力學(xué)原理并結(jié)合黃河實(shí)際,取水口位置宜選在彎道凹岸,以利用彎道環(huán)流創(chuàng)造較好的引水及防沙條件,引水角多在40°~75°之間2、選擇合適的引水時(shí)機(jī)一般非汛期含沙量相對(duì)較低,而汛期含沙量相對(duì)較高。因此,要選擇適當(dāng)?shù)囊畷r(shí)機(jī),避開(kāi)沙峰引水,在含沙量大時(shí)少引水或不引水,而含沙量小時(shí)多引水,這樣就可以大大減少入渠沙量。3、防沙工程措施及運(yùn)用效果在渠首工程布置已定的情況下,為進(jìn)一步減少入渠泥沙,特別是相對(duì)較粗的底沙進(jìn)入渠道,根據(jù)水流挾沙上小下大的含沙量及粒徑垂向分布特點(diǎn),在許多

3、引水門(mén)口設(shè)置防沙工程如攔沙潛堰、疊梁閘板、橡膠壩等。據(jù)觀(guān)測(cè),潛堰的防沙效果可達(dá)12%,入渠泥沙的粒徑也明顯減小,疊梁及橡膠壩的防沙效果達(dá)20%左右。(二)渠首集中沉沙利用沉沙池在渠首是以往引黃灌區(qū)處理泥沙的主要措施,其方式包括自流沉沙合揚(yáng)水沉沙兩種。其中自流沉沙又包括一池一用(即一個(gè)池建完后再建新池)的自流沉沙合一池多用(沉沙池淤滿(mǎn)后通過(guò)人工開(kāi)挖再繼續(xù)沉沙)的以挖待沉兩種形式。截止到1990年底,河南省共規(guī)劃沉沙池2.74萬(wàn)hm2,已使用84處,總面積0.94萬(wàn)hm2;山東省已用沉沙池面積2.74萬(wàn)hm2。(三)遠(yuǎn)距

4、離輸沙、分級(jí)沉沙即將渠系泥沙向灌區(qū)遠(yuǎn)處的中下游地區(qū)輸送,在合適的位置修建沉沙地淤沉泥沙,實(shí)行遠(yuǎn)距離輸沙,多級(jí)沉沙。由于在渠首集中處理泥沙難度較大,且灌區(qū)尚不具備渾水灌溉條件,而灌區(qū)中下游又有可供集中沉沙的自然條件,故這種方式推廣較快,如山東省潘莊灌區(qū)在70km的輸沙灌渠上修建了3處沉沙地,實(shí)行三級(jí)沉沙。(四)渠系輸沙減淤由于下游沿黃地面坡降平緩,引水渠道淤積非常嚴(yán)重。減少淤積的主要技術(shù)環(huán)節(jié)可歸納為四個(gè)方面:第一,選用可靠的設(shè)計(jì)參數(shù),使設(shè)計(jì)渠道的縱橫斷面課同時(shí)滿(mǎn)足輸水輸沙的要求,在財(cái)力許可的情況下盡可能進(jìn)行襯砌,以提高

5、輸水輸沙能力;第二,在運(yùn)行過(guò)程中要抓住黃河水位高、含沙量相對(duì)較低的有利時(shí)機(jī)進(jìn)行調(diào)控運(yùn)用,盡可能利用水流本身的能量減淤;第三,在水流動(dòng)力無(wú)法滿(mǎn)足輸沙要求時(shí),需采用機(jī)械措施輔助輸沙。第四,進(jìn)行人工清淤。(五)渾水灌溉,輸沙入田80年代以來(lái),隨著灌區(qū)沉沙條件的變換,部分灌區(qū)充分利用地形坡降較大的有利條件,實(shí)行渾水灌溉,引黃水沙不經(jīng)沉沙池直接進(jìn)入各級(jí)渠道和田間,既肥田改土,又減少了渠道淤積,一舉兩得。目前河南省26處引黃灌區(qū)中,有20處采取渾水灌溉方式,山東省也有少數(shù)灌區(qū)在上游自流區(qū)實(shí)行渾水灌溉。(六)泥沙的利用引黃泥沙的利

6、用主要包括淤改、淤背、加工建材、農(nóng)民用土等方面。淤改與稻改是利用引黃泥沙改造低洼鹽堿荒地的一種方式。到1990年黃河下游共累計(jì)淤改土地23.2萬(wàn)hm2,開(kāi)發(fā)稻田面積約12萬(wàn)hm2。另外利用引黃泥沙開(kāi)發(fā)建筑材料具有范圍廣、規(guī)模小、群眾自發(fā)的特點(diǎn),因此受到下游群眾的歡迎。三、當(dāng)前引黃泥沙治理凸顯出的問(wèn)題過(guò)去幾十年來(lái)以集中沉沙、集中清淤為主的泥沙處理方式,導(dǎo)致了目前黃河下游引黃泥沙在灌區(qū)內(nèi)以點(diǎn)(沉沙池)、線(xiàn)(灌排渠系)為主的分布狀況,使得77.1%的泥沙淤積在沉沙池及灌溉渠系中。進(jìn)一步分析,淤積在沉沙池、淤改區(qū)、骨干渠道的

7、泥沙約占總引沙量的一半以上,而這些區(qū)域又多分布在距黃河大堤15km寬的狹長(zhǎng)地帶內(nèi)。從引黃泥沙科學(xué)處理合資源的合理配置來(lái)看,這樣的分布結(jié)果顯然不理想,并且已經(jīng)帶來(lái)了許多問(wèn)題:大量的引黃泥沙在渠首地區(qū)集中處理,使該地區(qū)泥沙環(huán)境容量迅速減小,人為增大了今后泥沙處理的難度;由于集中清淤,沉沙池及骨干渠道兩旁堆沙不斷增多,不僅占?jí)捍罅扛?,而且使周?chē)恋厣郴?、風(fēng)沙加重;進(jìn)入排水河道的泥沙,加重了排水河道的淤積,降低了河道的防洪排澇能力。四、泥沙治理方式的發(fā)展趨勢(shì)引黃渠首地區(qū)自流集中沉沙的優(yōu)越條件日漸消失。自引黃以來(lái),黃河下游沉

8、沙占地已達(dá)5萬(wàn)hm2,加上放淤改土23.2萬(wàn)hm2和稻改12萬(wàn)hm2,其面積已相當(dāng)可觀(guān)。這些地區(qū)多位于灌區(qū)渠首附近,有的灌區(qū)渠首地區(qū)已修建沉沙池或淤改多次,原來(lái)的低洼鹽堿地不僅地面已抬高,而且耕作條件已發(fā)生了極大變化,若再用來(lái)沉沙其代價(jià)十分昂貴。所以,渠首地區(qū)原來(lái)的自流集中沉沙條件正在喪失,集中處理泥沙的形勢(shì)日趨嚴(yán)峻。通過(guò)對(duì)黃河泥沙治理形勢(shì)的分

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