某水庫下游用小流量配合工程措施進行生態淹灌的思考

董 武

(新疆額爾齊斯河流域開發工程建設管理局，新疆 烏魯木齊 830000)

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某水庫下游用小流量配合工程措施進行生態淹灌的思考

董 武

(新疆額爾齊斯河流域開發工程建設管理局，新疆 烏魯木齊 830000)

對比分析某水庫多年入庫水量及淹灌下泄水量、汛期5～6月的來水及下泄水量，系統和科學地論證了采取小流量配合工程措施淹灌的緊迫性和必要性，并提出了修建新型的壩型(橡膠壩、自動翻板壩)及草場渠系等措施。圖3幅，表2個。

水庫；小流量淹灌；措施

1 工程概況

某水利樞紐工程位于新疆阿勒泰地區福?？h境內額爾齊斯河干流中游段，工程于2000年5月開始投入運行。本工程是某供水工程的水源工程，是以供水為主，結合灌溉并兼顧發電的綜合性水利樞紐工程，開發任務是為北疆油田工業區供水，為沿途的農業和牧業灌溉、發電和生態環境用水提供水資源。

2 淹灌的目的

某水庫下游約有150 km的河段，兩岸河漫灘和低階地上分布著由喬木和灌木組成的河谷林群體，面積約41萬畝，林間草地也是當地牧業的收割草場和冬季牧場。每年的洪水不僅是維系河谷林草生長的重要因素，也是該區河谷林繁殖和自然更新的必備條件。在工程修建以前，下游河谷林、草主要靠天然洪水進行淹灌，根據洪水資料分析，某水利樞紐壩址斷面2年一遇的洪峰流量為802 m3/s，天然平均狀態下下泄流量大于800 m3/s的天數約為1周。由于河道每年洪峰流量有大有小，且大洪峰持續時間不定，并不能保證對下游河谷林、草的有效灌溉。

某水利樞紐的修建，在水資源配置上充分考慮了河谷林、草場的生態用水。為確保該河段河谷林、草場不因工程興建而遭到破壞，采取了積極有效的保護措施。工程運行后，根據設計要求，最大洪峰不小于800 m3/s以上才能對下游河谷林、草場進行有效淹灌。因此，在汛期做好防洪工作的同時，通過科學合理的調度，結合上游來水情況，每年應適時地以800 m3/s以上的下泄流量對下游地區天然草場和河谷林帶進行多次持續和相對穩定的淹灌。

通過某水庫的調節，下游河谷林、草場能夠得到1 a至少2次的有效灌溉，提高了下游河谷林生長、繁殖期的供水保證率，有效地促進了其生長繁育，防止日漸退化，而且使得枯水年份河谷林、草場長勢好于往年。通過歷年運行經驗的總結，使淹灌工作不斷趨于完善，現在可以適時適量地對下游地區天然草場和河谷林帶進行淹灌，對于牧草的生長和河谷林生態環境的改善起到至關重要的作用。

3 歷年的淹灌情況

工程自2000年5月運行以來，結合上游來水情況，通過水庫調蓄，每年人造最少2次大于800 m3/s的流量對下游進行淹灌，從后期的調研發現效果不錯，但存在很大的弊端，對水資源的浪費相對比較嚴重。2009、2012年在下游河道修建簡易擋水壩以抬高水位，節省水量，同樣達到預期的目的(見表1)。

表1 歷年淹灌統計

4 進行小流量淹灌的必要性

隨著全球氣候變化及水庫上游流域社會經濟的不斷發展，森林植被破壞，沿途用水不斷增加，截水和引水量不斷增加，水庫來水量日趨衰減，勢必會導致可供下游河谷林、草場的淹灌水量減少，矛盾突顯。

某壩址以上流域面積16 000 km2，多年平均徑流量31.96億m3。2007—2009年及2011年的平均入庫水量僅24.81億m3，較多年平均偏少22.38%，而下游生態淹灌時間相對比較集中，一般為5～6月。近幾年，特別是2007、2009、2011、2012年5月平均來水流量較多年平均偏少33.33%，2007、2008、2009、2011、2012年6月平均來水流量較多年平均偏少46.72%。結合來水量減少的趨勢，若下游河谷林草場不以工程措施為保證，生態淹灌將面臨嚴峻的挑戰(見圖1～圖3)。

圖1 上游來水與溢洪道下泄水量過程線

圖2 歷年5月來水流量與多年平均比較

圖3 歷年6月來水流量與多年平均比較

5 小流量淹灌的效果

工程運行以來，對下游河谷林、草場的淹灌水量主要是從溢洪道下泄，發電下泄水量在淹灌期間作為補充水量，更多的則承擔著下游居民的生產生活用水。多年來，平均每年溢洪道下泄水量11.93

億m3，而2009、2012年采取工程措施后，下泄水量分別為1.24、0.71億m3，較歷年平均分別節約水量85.95%、94.07%。同樣達到了生態所需水量，維系了河谷林草的生長，保證了河谷林繁殖和自然更新；更好地節約了水資源，為水資源的合理配置打下了堅實的基礎(見表2)。

表2 某水庫下游額河干流阿勒泰市段灌溉面積統計

6 建議實施的工程措施

為保證下游河谷林草場的淹灌，應盡量用最少的水量發揮最大的效益。2009、2012年下游單位在河道內筑簡易土壩以抬高水位，但土壩的使用壽命較短，建議在合適的位置修建新型壩型或者修建草場渠系，如橡膠壩、自控翻板壩。

6.1 橡膠壩

橡膠壩是用高分子合成材料按要求的尺寸錨固于底板上，形成封閉狀，用水(氣)充脹后形成的擋水壩。不需擋水時，放空壩袋內的水(氣)，就可恢復原有河渠的過水斷面。橡膠壩與常規閘壩相比具有以下優點：

(1)節省三材(鋼材、木材、水泥)。

(2)造價低，一般可減少投資30%～70%。

(3)結構簡單，施工期短，一般為3～6個月。

(4)壩體跨度大、不阻水、自重輕、抗震性能好。

6.2 自控翻板壩

水力自動翻板閘壩是由門下的壩體與壩體上的水力自控翻板閘門組成。閘門啟閉原理就是作用在閘門上的水壓力與門重量來作為啟閉閘門的動力，無需其他外加能源。具有以下優點：

(1) 原理獨特、作用微妙、結構簡單、制造方便、運行安全。

(2) 施工簡便、造價合理、投資僅為常規門的1/2左右。

(3) 自動啟閉，自控水位準確，運行時穩定性良好。管理方便安全、省人、省事、省時、省力。

(4) 門體為預制鋼筋混凝土結構，僅支撐部分為金屬結構。維修方便，費用低。

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責任編輯 吳 昊

2014-11-18

董 武(1982-)，男，工程師，主要從事水利工程管理工作。E_mail：18988827585@163.com