新三义寨引黄南线工程处理泥沙方案刍议

新三义寨引黄南线工程处理泥沙方案刍议收稿日期：2022-06-13修回日期：2022-06-30作者简介：贾西斌1966-，男，河南方城人，大学本科，高级工程师，主要从事水利水电工程规划设计及质量管理工作。【摘要】：p 】：新三义寨引黄灌区是河南省重点大型引黄灌区，引黄必引沙，如何结合实际，探究出一条处理泥沙的新思路，对减少占地，化解当地矛盾，同时，通过泥沙商业化运作，为管理部门创始一条经济开展之路，进一步管理好灌区工程，造福社会。结合实际进展了有益的研究和讨论，供商榷。【关键词】：p 】：引黄；泥沙；处理中图分类号：TV146文献标识码：B 文章编号：1672-1683202204-0088-02Silt Control in the Southern Route of the Yellow River Diversion of _in-san-yi-zhaiJIA _i-bin，LUO Fu-taiHenan Water & Power Consulting Engineering Co.,Ltd, Zhengzhou 450008, ChinaAbstract:The irrigation district for the Yellow River Diversion of _in-san-yi-zhai is a large-sized irrigation district of Henna province.The paper put forward some research results to e_plore new thought to control silt in the region, which was helpful for local development.Key words:the Yellow River Diversion; silt; control1 概况新三义寨引黄灌区是河南省重点大型引黄灌区之一，渠首闸设计引水流量107 m3/s，分别由南、北、中三条干渠向开封、商丘两市的供水区供水，全供水区设计灌溉面积23万hm2，另外还担负向开封、商丘两市、县及乡镇工业、生活供水。南分干渠全长40.81 km，其中混凝土、浆砌石硬化渠段长16.5 km，设计引水流量为30 m3/s，灌溉面积7.5万hm2，年引水量2.25亿m3；干渠上各类渠道建筑物179座，灌溉干、支渠16条，排水沟28条。南分干渠工程于20_年批准立项，自20_1年1月开场建立，至2022年6月除沉沙池工程尚未完成外，其余工程已全部开工，并且初步发挥了较好的效益。黄河中下游的大型引黄灌区都存在着引黄必然引沙的问题，各个灌区均根据自身条件分别采用不同形式的沉沙池进展泥沙处理。沉沙池在平面布置形状上有梭形条渠、湖泊式及回肠式沉沙池等，如山东省打渔张引黄灌区1、河南省新渠村引黄灌区采用的是梭形条渠沉沙池；山东成功油田引黄工程采用的是湖泊式沉沙池。新三义寨中线工程的沉沙池是采用梭形条渠、以挖待沉的方式处理泥沙2-3，条渠长5.6 km，进口喇叭段长1.0 km，底宽由30 m渐变至100 m，中间等底宽段池底宽100 m，出口收缩段长度0.3 km，底宽由100 m收缩至34.6 m。1995年正式通水后，沉沙效果很好，沉沙效率及泥沙淤积形态根本上与泥沙运行分析p 结果相吻合。为少占耕地，清淤泥沙堆积在沉沙池沿线两岸，但因条件限制，清淤仅两年时间，沉沙池两岸清淤泥沙堆置宽度左岸达60100 m，右岸20_250 m，堆积高度达56 m，至20_2年开场，沉沙堆置区在已征地范围内堆沙超宽超高，到达饱和状态。2 南线原设计沉沙方案存在的问题南线工程原处理泥沙方案是在借鉴中线处理泥沙方案经历的根底上，根据地形条件，采用回肠式沉沙池，当年条渠淤满，第二年废弃不用，还耕为田，另新建条渠。回肠式沉沙池方案本应是可行的，但是由于工程从立项至今长达10 a时间，随着时间的推移，客观情况发生了宏大变化，直接影响到回肠式沉沙池处理泥沙方案的施行。归纳起来主要有以下问题。2.1 土地类别发生变化原规划沉沙区范围内的土地多为地势低洼的低产田，属土地贫瘠，耕种困难，广种薄收的劣质土地，尤其是陇海铁路以南至大曹村北的背河洼地，过去还是常年积水的低洼地，由于南分干的开通，增加了排水设施，使得排水畅通，因此该处地下水位迅速下降，给当地农业消费创造了条件。原设想利用沉沙条渠逐年轮换处理泥沙，这样既可处理泥沙，又可到达放淤改土，改进土壤的目的。然而这些年来由于政府加大对农业的投资力度，采取各项惠农政策，支持开展农业消费，因此调动了农民种田的积极性，特别是农业机械大量增加，采用农业机械深耕细作，土壤得到改进，加上科学种田，如今该沉沙区已由原来广种薄收的低产田，开展到目前的中产田。近年来群众又探究出合适当地沙性土质地上种植速生杨树的经历，20_2年以来种植的速生杨树林已成为茂密的大片用材林地，种植速生杨树已成为当地群众致富必由之路。再在此处大范围进展处理泥沙，群众不宜承受，难度很大，也不现实。2.2 赔偿任务加重随着城乡建立的飞速开展，近十年来地面附着物也发生了宏大变化，原来没有庄稼、没有树木的沙荒土地现都种上树木或果园，原来树径小的如今都变成了大树或成了材。这样附着物由小变大，数量由少变多，由无到有，由稀到密，加上村庄范围的不断扩大，补偿标准不断地进步，赔偿费用高昂，因此，工程补偿任务非常繁重。2.3 处理泥沙费用较高沉沙池条渠需年年筑堤，每年因筑堤需土方约46万m3，土方量很大，投资较多。综上所述，由于客观情况发生了很大变化，原设计每年大范围集中处理泥沙方案已不适应当前变化了的客观情况，不宜施行，因此，有必要变更处理泥沙方案。3 南线修改沉沙方案设想3.1 沉沙条渠布置方案根据目前客观情况以及今后灌区开展趋势，设想改回肠式沉沙池为梭形条渠，即在已开通的南分干渠道上选择适宜的渠段及有利的地形，将该渠段开挖成适当规模的条形沉沙池，将沉积在条渠内的泥沙加以利用：一是采用在渠道沿线附近低洼地放淤改土，以淤淀形式处理泥沙；二是以挖待沉，利用清淤泥沙，开发新的建筑材料，开拓市场，开展水利建筑材料，满足市场需求。拟定梭形沉沙条渠长L=3 360 m2,4，输水流量Q=30 m3/s；池中水深2.2 m,池深3.0 m;进口喇叭段长20_m，喇叭段起点池底宽5.6 m，内边坡13；中间为等底宽条渠段，池底宽100 m，内边坡13；出口收缩段长20_m，起点池底宽100 m，末端池底宽10.1 m。泥沙资料采用小浪底水库建成运用后预测30年三义寨闸前黄河流量、含沙量成果20_年资料：中数粒经d500.0 293 mm,淤积泥沙干密度为1 300 kg/m3；引水期平均含沙量为7.1 kg/m3，泥沙比重2.7。采用引沙比11。经泥沙运行分析p ：年引水量2.25亿m3，引水期沉沙池进口平均含沙量采用7.1 kg/m3。沉沙池出口含沙量为2.73 kg/m3，年引沙量约160万m3，泥沙落淤量约76.63万m3。沉沙效率为61.5。根据三义寨灌区中线多年运用情况，将来南线工程正常运行后，引水期平均引水流量估计在1520 m3/s左右，这样沉沙池可年产泥沙资量平均在52万m3左右。3.2 泥沙处理设想3.2.1 以淤淀形式分散处理泥沙 利用清淤泥浆泵加压将沉沙池淤积泥沙，输送至沉沙池沿线附近的部分低洼易涝地块，进展放淤改土，改造低产田，是一个分散处理泥沙的好方法。近几年，新三义寨中线已初步探究出利用沉沙池淤积泥沙，通过泥浆泵输送泥沙至沉沙池附近的田块，进展放淤改土尝试的经历，收到了既改造部分低洼易涝地块、又适当延长沉沙池寿命的效果。清淤改地的输沙间隔 最近为350 m，最远到达2 500 m，对输送间隔 不超过500 m，扬程不超过8 m的地块，采用单泵一次直接输送，间隔 超过500 m的地块，那么需采用泵组加压输送，收到一定效果。但应注意以下问题：它受机械设备限制，远间隔 输沙并不经济；田块单元不宜过大，一般在0.673.33 hm2之间；受田块原灌排系统影响较大；群众认识需要过程，必须自觉自愿，积极性高涨；要合理分摊运行费用等。3.2.2 开发新的建筑材料 随着国家出台禁用黏土砖政策的逐步施行，传统的小黏土砖窑厂将被逐步撤除，而城乡建立的快速开展对建筑砖的需求量却越来越大，供需矛盾日渐突出。先将清淤泥沙堆积在沉沙池沿岸，利用该部分泥沙，再掺加适量的水泥、石灰，经一定的消费工艺，加工成灰沙砖或混凝土小型空心砌块，有着广阔的市场需求前景。例如灰沙砖可以用做楼房围护、庭院房屋及围墙、城市人行道路硬化、渠河道护砌、景区道路及景观设计等，变废为宝，变害为利，市场需求带来机遇，为解决清淤泥沙的处理问题找到了新的途经。3.3 效益估算如采用沉沙条渠以挖待沉方案，利用52万m3泥沙加其他掺合料，每年可消费规格尺寸为390 mm190 mm190 mm的灰沙砖约3 600万块。每块按0.15元目前市场上传统的普通黏土砖3块/元计，那么年收入达540万元。其本钱低，一次性投资少，效益可观，矛盾又少，回报率高，易于施行。而采用回肠式沉沙池处理泥沙，每年需补偿临时占地43.33 hm2，临时占地补偿标准按3万元/hm2，那么年占地补偿费用需130万元；沉沙池每年需填筑围、格堤土方46万m3，填筑土方费用标准按5元/m3估计，那么填土方费用需230万元，仅此两项就需360万元，加上地面附着物及青苗补偿等，每年投资需400500万元。为当地放淤改土，理应谁受益，谁出钱、谁出力。而目前农村经济还比拟落后，群众无力负担，假如国家不予扶持，回肠式条渠方案不易施行。假如采用利用清淤泥浆泵将沉沙池淤积泥沙，输送至沉沙池沿线附近的部分低洼易涝地块，进展放淤改土，改造低产田是一种行之有效的处理泥沙方法。但它只合适于在沉沙条渠沿线附近的小块低洼易涝地块，远间隔 输沙不经济，只能作为一种辅助处理泥沙方案。4 结语黄河中下游的引黄灌区能否解决好处理泥沙问题，是直接影响灌区能否实现可持续开展的问题。因此，利用黄河水沙资，开发加工成灰沙砖，满足市场需要，是一条保持灌区可持续开展的可行之路，科学之路。其一，灰沙砖市场需求量很大，开展前景广阔；其二，减少占地矛盾，减轻因占地而产生的干群对立情绪；其三，节省投资，减轻群众负担；其四，充分利用黄河水沙资，减少对环境的不利影响，趋利避害，造福于民；其五，壮大管理单位自身的经济实力，进步水利职工收入程度，促进管理单位的可持续开展和水利工程的良性运行，保证水资可持续利用。总之开发利用黄河水沙资，经济上是合理的，技术上是可行的。沉沙条渠采用以挖待沉，以淤积泥沙为主要原料，开发消费多种建筑材料势在必行。【参考文献】：p 】：:1 山东省水利厅.山东大渔张引黄灌区工程规划设计M.北京：水利水电出版社，1959.2 左东启，顾兆勋，王文修，等.水工设计手册灌区建筑物K.北京：水利电力出版社，1984.3 DL/T 5107-1999,水电水利工程沉沙池设计标准S.4 熊启钧.灌区建筑物的水力计算与构造计算M.北京：中国水利水电出版社 20_7.第 6 页 共 6 页