陳 臣 錢新妮

（新疆水利廳金溝河流域管理處 沙灣 832100）

水是農業(yè)的命脈，而引水渠道是連接水和農業(yè)的橋梁和紐帶，一條完整的灌溉渠系不但可以滿足灌溉需要，更為當地的農業(yè)經濟發(fā)展發(fā)揮著舉足重輕的作用。本文通過對金溝河總干渠在多年的運行中出現的破壞形式及原因進行分析的基礎上，對在總干渠改建中采取的措施和運行效果進行闡述。

1 概況

金溝河灌區(qū)位于新疆北部準噶爾盆地南緣塔城地區(qū)沙灣縣境內，地處金溝河流域中下游的沖洪積扇傾斜平原及沖擊平原上。自1959年開發(fā)建設金溝河灌區(qū)以來，灌區(qū)面積已發(fā)展到3.33萬hm2，骨干工程主要包括費爾干式引水渠首1座、總干渠54km、分水閘及渠系建筑物14座，工程已運行50多年，主要存在的問題是總干渠老化、破壞嚴重、多處變形，已無法滿足日益增長的灌區(qū)農業(yè)用水要求，阻礙了灌區(qū)效益的發(fā)揮。

2 總干渠破壞形式

根據多年的現場觀察和實際維修情況，金溝河總干渠的破壞形式有以下幾種：

a.渠底和渠道邊坡水面線以下部位磨損嚴重，渠底整體磨去5～10cm，部分地段達0.2m，渠底已磨穿，渠道邊坡靠渠底接縫處邊角缺失和破損嚴重。

b.渠道鼓脹變形嚴重，邊板從中間或水面線處斷裂較多，多處呈現形如椅子狀二臺，裂縫多呈向外的三角形，鼓脹處板下部脫空且墊層破壞，淤泥質較多，部分渠底變形鼓起呈拱狀。

c.渠道邊坡水面線以上部分表皮脫落嚴重，脫落部分混凝土呈薄片狀，渠道陽面表現較明顯。

3 破壞的原因分析

3.1 地形、地質情況分析

總干渠沿線地層主要以上更新統(tǒng)新疆群、上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)、第四系全新統(tǒng)組成。灌區(qū)烏伊公路以南地層上部普遍覆蓋有亞砂土層，自南向北土層厚度由幾厘米變至2～3m，地層下伏巨厚砂卵石層；烏伊公路以北地層為洪沖擊沉積層，主要巖性為含卵石的砂礫石、中細砂、粉細砂層，表層由南向北覆蓋有3～20m厚的亞砂土、亞粘土層，部分可達40余m。土層自然容重為1.46～1.59g/cm3，干容重為1.38～1.60g/cm3，屬低液限粘土，易產生凍脹。同時總干渠70%部分從條田中間穿過，80%渠道為挖方渠，渠道融雪水在渠道兩側的入滲、農田灌溉產生的側滲，破壞了渠道的防滲層，而渠道地段地下水埋深均大于10m，地層易溶鹽含量低，為非鹽漬土，因此凍脹破壞是引起渠道破壞變形的重要原因之一。

3.2 泥沙影響分析

金溝河是一條多泥沙河道，泥沙主要來源于水流對河道的沖刷及降水對流域面的侵蝕，根據實測資料分析，多年平均懸移質輸沙量為65.03萬t，輸沙率為20.6kg/s；多年平均推移質輸沙量為9.25萬t，相應輸沙率為2.94kg/s；多年平均輸沙量為74.28萬t。由于渠首缺乏有效的泥沙處理措施，泥沙大量進入總干渠，推移質最大可達直徑60cm，懸移質主要為流沙和泥土，進入渠道后對渠道水面線以下邊坡和渠底產生磨砸破壞作用。由于混凝土設計指標低，同時在設計上總干渠設計流量為10～45m3/s,坡降為 0.015～0.008，流速為 3～7.8m/s，存在坡降大、流速高等特點，加上渠水中的推移質和懸移質多而粗，對渠道的破壞作用較大，因此泥沙磨損也是總干渠遭破壞的一個原因。

3.3 凍融循環(huán)及風化影響分析

金溝河總干渠雖然冬季基本不引水，但由于混凝土設計指標低，且冬季穩(wěn)定積雪時間平均為120天（11月中旬到次年3月底），平均積雪厚度20cm，最深積雪達60cm，入冬和春季在融雪過程中，由于墊層破壞，融雪無法及時排出，在晝夜溫差作用下產生反復凍融，使混凝土表皮脫落。同時由于本地全年日照時間長，加上該總干渠使用時間較長，水面線以上陽面風化破壞較明顯。

4 實施的防治措施

結合多年的維修管理經驗，在總干渠改建中，針對存在的問題對癥下藥，主要采取以下措施加以解決。

4.1 改增建泥沙處理設施

在改建中對泥沙實施3級處理措施，首先提高渠首進水閘閘底坎，使閘前50%將進入總干渠的泥沙被阻擋在進水閘以外，進水閘對泥沙承擔著初級攔截作用；同時在進水閘后總干渠上增設排沙渦管3處，使進入總干渠的40%泥沙得以二級處理并排出。其次在渦管后新建排沙漏斗一座，使進入總干渠的55%泥沙得以有效排出。

4.2 改善防滲排水設施

改善總干渠排水設施主要分兩個方面：首先抬高渠底高程，改善邊底板墊層，考慮原渠道為天然的隔水屏障，根據計算在原渠基礎上置換60cm厚渠底防滲層，渠坡置換防滲層由下部的50cm變至上部的30cm厚；其次在渠底增設直徑16cm的UPVC排水管，排水管上布梅花形孔，孔徑0.5cm，孔距10cm，采用300g/m2的無紡布包裹，用鐵絲扎緊，縱向每隔500m設橫向排出。

4.3 提高混凝土設計指標

根據《渠道防滲工程技術規(guī)范》要求，改建中混凝土指標采用C20W6F200，混凝土強度和抗凍抗?jié)B性得到了極大的改善和提高，混凝土采用渠底15cm厚，邊板厚度由下至上從15cm變?yōu)?0cm。

4.4 改善防沖刷和抗變形結構

根據多年維修經驗，在防沖刷改建中對以往坡度較大、易破壞的部分段進行了縱坡調整，個別部位通過新增消能池減緩了高流速水流的破壞作用；在抗地基不均勻沉降上，改建中在渠底與渠坡接縫處設縱向縫2道，橫向縫每隔3m設一道，增設邊板中間橫縫一道，縫寬1.5cm，縫內填閉孔塑料板，頂部1.5cm采用原漿封口。

5 效果分析

a.總干渠改建后輸水能力明顯增強。至2009年工程改建完成后，總干渠破損率由85%降至10%，降低了75%，垮渠現象基本不存在，提高了灌溉保證率，每年可增加引水量6000萬m3。

b.泥沙處理效果好?？偢汕?998年開始改建以來，至2009年已改建的總干渠運行狀況良好，泥沙經過3級處理后，得到了很好的控制，渠首引進泥沙的95%被處理，推移質基本全部被處理，懸移質除汛期有部分外，其他均被處理，大大減輕了灌區(qū)土地的沙化現象。

c.變形破壞得到了控制。通過提高混凝土指標和設立防水排水系統(tǒng)，總干渠自使用以來迎水面除混凝土表面乳皮外渠道無明顯磨損痕跡，多年磨損總量控制在1%范圍內，呈穩(wěn)定狀態(tài)。多年運行沒發(fā)生裂縫、變形、破壞等現象，渠道防水排水通暢，作用明顯，有效延長了總干渠的使用壽命，每年可節(jié)約維修資金近百萬元。

d.經濟作用明顯。通過實施總干渠改建，提高了輸水量，每年可增加水費收入400萬元，節(jié)水3000萬m3，改善灌溉面積1.2萬hm2，糧食總產量增加0.6萬t，棉花增產0.5萬t，農業(yè)總產值增加1億元，農民人均純收入增加1000元，滿足灌區(qū)發(fā)展的需要。

6 結語

金溝河總干渠改建防治措施是在多年運行與管理經驗基礎上總結出來的，是對金溝河總干渠多年維修經驗的一次成功探討、改進和升華的過程，對事物的處理只有認識了其本質，才能從根源上加以處理和完善，繼而采取的措施也才是科學的、合理的，也才能從根本上解決存在的實際問題。