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关于引黄水闸工程清淤疏浚的几点讨论

 

来源: 本站原创   录入人员: 郝相莲 时间: 2017-07-27 [ ] [ 打印 ] [ 关闭 ] [ 收藏 ]

 

摘要:引黄水闸作为黄河水资源取用的重要一环,对防汛抗旱工作有着不容替代的重要作用,如何保证引黄水闸的引水能力稳定可靠不下降是值得探讨和研究的。引黄水闸在设计建造投入使用后,存在因各种原因造成引水能力下降,无法达到预期引水效果的问题。在引黄水闸日常管理工作中,采用清淤疏浚的养护方式,能够有效的保证引黄水闸的引水能力不下降。本文就水闸工程清淤疏浚的几点问题进行讨论。

关键词:引黄水闸 引水能力 清淤疏浚

1、概述

黄河作为我国的第二大河,是流域内水资源的重要来源,承担着青海、四川、西藏、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、陕西、河南、山东等9省(区),总面积79.5万平方公里的工农业生产用水及人民群众的生活用水需求,而引黄水闸工程是黄河水资源引用和利用的重要组成部分,只有保持引黄水闸的引水能力,才能保障区域内人民群众的生产生活用水。但黄河作为世界著名的多沙河流,含沙量大,河道淤积严重,制约着引黄水闸的引水条件,可能造成引黄水闸引水能力下降,达不到设计饮水量。为了解决这一问题,管理单位一般会采取多种措施,对引黄水闸闸前闸后进行清淤疏浚,以期提高闸门处过水速度和过水效率

2、引黄水闸淤堵与清淤工作现状

2.1引黄水闸淤堵现状

黄河作为世界罕见的多沙河流,且多为悬移质泥沙.大河流量减小,流速变缓后,悬移质泥沙在河底凝结沉淀,淤堵成坚固的滩地,难以被河水自然搬运,导致河道淤积河床抬高等问题,且引黄水闸的淤堵问题也是严重和普遍的.以聊城位山引黄闸为例,位山引黄闸是黄河下游的一座大型自流引水闸,位于黄河下游山东省东阿县境内,始建于1958年。现在有8孔引水闸门和东、西两条引水渠道,设计引水流量240立方米每秒,加大流量可达600立方米每秒。该闸除了提供位山灌区灌溉用水外,还担负着在紧急情况下向河北、天津的供水任务。位山引黄闸地处黄河下游孙口——艾山河段。孙口——艾山河段是黄河下游河道主槽过流能力较小的河段,河道淤积严重。自2002年以来,黄河小浪水利枢纽进行调水调沙后,黄河下游河道显著冲刷,各河段平均滩流量明显增大,但孙口——艾山河段过流能力相对其他河段仍然相对较小。且因冲刷显著,致使黄河下游主河河道下降近两米,原有的闸门底板及渠道相对变高,河水自流流速减缓,造成位山渠首淤积严重,引水能力下降,无法达到设计引水量,难以满足灌区用水和应急调水的需要。

2.2清淤工作现状

为了保证引黄水闸的引水能力不下降,闸管所对清淤工作都是相当重视,且每年都会投入大量的人力物力来保证清淤工作的顺利完成,但由于种种原因,还是存在一些问题,例如:

①对清淤的效益认识不到位。虽然对清淤工作已经足够重视,但对清淤效益的认识还是较为单一的,片面的认为清淤疏浚能够增大流量,对清淤工程与清淤的效果的关系不甚了了,没有通过水沙资料的收集,了解和认识其内在关系,难以对清淤工作进行优化。

②工程成本控制效果差强人意,工程普遍存在成本高,效率低等问题。清淤工程多是在放水开始前或结束后紧急进行的,工期较短,要求工程进度要快,难以避免的存在工程预算工作不到位,工程中浪费较为严重。

③对清淤土质的调查不够重视。清淤工程中对于土质调查的问题一直存在空白,清淤工程的实质依然是土方的搬运,土质情况和工程成本,工程进度存在直接关系。没有长期进行土质调查,掌握土质基本资料,很难保证清淤工作的顺利、高效进行。

④清淤土方安置成本高。清淤工程会产生大量土方,由于黄河黏土淤土的性质,经济作物难以直接在其上生长,土方安置会使土地闲置浪费。且管理段所辖地有限,淤背区占用程度较高,再加上安置方式单一,导致安置成本较高,且可持续性较低。

⑤现有的清淤方式方法落后。现在采用的清淤方式主要有两种,一种是运用清水泵对闸后淤泥进行冲刷,形成泥浆后使用泥浆泵将泥浆搬运至指定淤背区;另一种是使用挖掘机进入渠底,直接挖掘土方后,通过运输工具对土方进行异地安置。这两种方法各有利弊,但都存在施工条件受限,施工效率低下等问题,急需引进新的清淤设备和技术以缓解日益繁重的清淤任务。

3、引黄水闸工程清淤的几点讨论

3.1清淤的经济效益及认识

对于引黄水闸工程来说,清淤的效益直接可见,清淤引水能力就大,不清淤引水能力就小,但对于其内在关系和详细的关联认识不到位。对此,管理单位应当收集每次清淤的土方变化资料,及水文观测资料,以期明确清淤工程对引水能力的影响关系,更好的进行清淤工程工作。

3.2工程成本控制

引黄水闸的疏浚通淤工程因工艺、方法、季节性、不规则性等多方面特性,给成本管控带来一定难度,由于土方测量不准确测量困难、过程未及时跟踪记录、信息不可追溯带来的成本浪费不容忽视。

清淤疏浚的土方主要包括水上土方和水下土方,要做好工程成本的控制,必须提前做好水上土方原貌的标高测量,并对原貌地形留存影像资料,对于难以标高直接测量的水下土方,应当借助水文探测工具,尽量掌握其断面地貌,推算其平均高程,并根据测量的实际情况确定清淤疏浚的工程方案,认真评审施工方案的可行性、经济性,尽可能对施工方案进行成本优化,做到成本预控。通过对各种施工方案做平衡计算,进行成本预估。

施工过程中,派专人实时跟踪施工进度,明确结算计量单位和计算方法,记录清淤机械台班数量或工作土方工程量。施工过程中,及时检查清理土方的进度情况,防止超过预定工程量。施工过程中如遇特殊情况,应及时知会成本人员(咨询人员)共同参与现场变更方案评审成本估算,并留存变更记录。

工程竣工后,再进行现貌的标高测量和探测,确定工程是否达到预期目标,根据达到预期与否,进行相关扣款和奖罚,计入成本。

3.3土质调查

所有的清淤问题,最后都可以归结为土质问题,所以清淤工程开始前就要对土质进行深入的研究,对于土质的研究应该提高到较高的重视程度,不能盲目的“一刀切”。土质的密实程度和可挖掘的性能直接影响清淤的施工效率和工程成本,如果对土质的基本情况缺乏认识,可能会因此造成施工困难、效率低下,甚至影响正常的引水任务。土质决定清淤的手段,选择何种器械机具,只有做好土质的调查工作,才能准确决策,获得最好的经济效益。

土类可分为有机质土及泥炭、淤泥土类、粘性土类、粉土类、砂土类和碎石土类,其类别由土颗粒组成及其特征、土的天然含水量、土的液限、塑限和塑性指数、土中的有机物存在情况等指标确定。在渠首清淤工程中主要清理的是淤泥土类、粘性土类、粉土类、砂土类和碎石土类等土质,渠底土质往往是泥砂混合,分析土质时不宜将泥和砂分离开来。

土质基础资料的积累是长期而有意义的工作,确定土的性能指标和进行土质分类主要是为了正确选择施工设施、合理安排施工工艺、确定生产效率和工期、核算施工成本。施工区域土质资料一般采用实地勘察,按一定的钻探技术要求取出原状土土样,对土样进行土质分析和分类工作后,获得土壤实验报告。

3.4土方处理

清淤工程中会产生大量的淤泥土方,一般处理方式多为填垫河渠两岸的淤背区,或购买土场安置淤泥。应当构建完成的土地使用方案,当淤背区使用完成后,租用周围农业用地,支付一定租金,轮换使用土地。其次应当开发淤泥的使用潜力,如烧制建筑用砖,制作陶瓷用品等新型用途,以新的经济效益来消耗已经产生的土方。

3.5清淤设备的革新

现有清淤设备多受时间环境限制较为严重,效率低下,随着清淤任务的日益繁重,清淤设备的革新是需要,也是可行的。位山引黄闸通过多方考察,引进了绞吸式挖泥船,该设备是利用转动着的绞刀绞松河底的土壤,与水混合成泥浆,经过吸泥管吸入泵体并经过排泥管送至排泥区。绞吸式挖泥船施工时,挖泥,输泥和卸泥都是一体化,自身完成,生产效率较高。经过一段时间的使用,确定其十分适合引黄水闸的清淤工程,建议推广使用。

4、结语

引黄水闸的清淤工作是长期持续和必要的,直接关系到防汛抗旱工作的成败与否,我们应当想方设法改进清淤设施,提升工作效率,为更好的运用黄河水资源兴利弊害保驾护航。(时忠伟  毕经涛  赵志明)

责任编辑:田光        
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