南水北调中线石津干渠冬季输水管理

苏磊　张冠楠　刘志伟　韩宁

【摘 要】石津干渠是南水北调配套工程跨市干渠工程之一，输水目标为石家庄市、沧州市、衡水市的25个市（县）。本文主要阐述的是输水运行方案、冬季输水管護措施及冰害防护措施等。

【关键词】工程概况；水文气象；方案；管护措施；应急预案

【Abstract】The Ishizu Canal is one of the cross-municipal trunk canal projects of the South-to-North Water Transfer Project. The targets for water transfer are 25 cities （counties） in Shijiazhuang， Quzhou， and Hengshui. This article mainly elaborates the water transport operation plan， winter water transport protection measures and ice damage protection measures.

【Key words】Project Overview；Hydrometeorology； Plan；Management and Protection Measures

1. 工程概况

（1）石津干渠是南水北调配套工程跨市干渠工程之一，输水目标为石家庄市、沧州市、衡水市的25个市（县）。渠道经过石家庄市区北部及藁城、晋州、辛集，衡水的深州、武强、冀州，沧州的泊镇、南皮等，并且穿过河北省最大的灌区--石津灌区。

（2）干渠线路总长253.08Km，其中田庄至代庄引渠段210.37Km，军齐至傅家庄段长42.71Km。

（3）石津干渠全线分为明渠段和暗渠段，明渠段长159.05Km，分赵陵铺至沧州支线压力箱涵进口和军齐至傅家庄闸段2段。暗渠段长94.03Km，分田庄暗渠、沧州线压力箱涵2段。明渠段共有节制闸25座，跌水6座，退水闸6座，拦污栅1座。

2. 水文气象

（1）石津干渠所在区域属暖温带大陆性季风气候区。多年平均降水量470～558mm，多年平均水面蒸发量为941～1339mm。干渠沿线地区多年平均气温12.3℃～13℃，月平均最低气温出现在1月份，为-2.7℃～-4.2℃。沿线地区春夏季多南风和西南风，秋冬季多北风，多年平均风速1.8～3.4m/s，最大风速16～20m/s。最早地面稳定冻结初日在11月16日至11月30日，最晚开始解冻日期在2月22日至3月15日。历年最大冻土深45～61cm。

（2）根据献县水文站和衡水水文站冰情资料统计，河道初冰日期一般在11月底至12月上旬，终冰日期一般在2月下旬至3月上旬，冰冻期在50～70天，岸边冰厚10～38cm。因此，沿线干渠可能发生流冰、岸冰及封冻。

3. 输水运行方案

3.1 冰盖下输水的水流条件。

北方地区冬季输水一般采用冰盖下输水方式。根据《南水北调中线总干渠冰期输水调度方案》（中国水利水电科学研究院2019.9）中在南水北调中线总干渠的试验结果，水流流速控制在0.5m/s左右能够形成冰盖。

3.2 形成冰盖的措施。

结合2016年第一次冬季输水的情况看，受气温和工程条件的制约，明渠段难以形成整体冰盖，故采取抬高闸前水位的办法，在节制闸前形成局部冰盖来满足输水及调节水量要求。通过设计院的计算，不同流量下形成冰盖冰冻前控制节制闸前水位，冰盖下水深太浅对形成冰盖和过流的影响较大，当计算水深小于1m时按1m控制。

考虑到实际运行中各引水口对水位的要求以及节制闸对水量的调节作用，沿途各泵站分水口进水闸提闸高度满足对应泵站引水要求。按照计算要求主要节制闸闸门提到水面以上；其它节制闸按照超过设计形成冰盖水深，参照计算水位适当控制闸前水深；有特殊水位要求的节制闸严格控制闸前最大水深。

3.3 冬季输水期的调度要求。

（1）由于冬季输水的特殊性，各泵站不得调整用水计划；

（2）要严格按照用水计划用水，不得随意加大或减小引水流量；

（3）每日引水流量要分布均匀，尽量避免出现时段用水；

（4）即便是形成冰盖，受气温影响，下午流量大、上午流量小的现象也很难避免，各水厂要坚持引江水为主水源，自备井为辅助水源的原则，在主水源不能满足用水时应及时用辅助水源补充；，以满足用水要求；

（5）不得随意启动闸门，必须启动时应采取破冰、扰冰、融冰等措施，确保不发生安全事故；

（6）冬季输水不可预见因素较多，要注意积累数据。发现问题及时汇报。

4. 冬季输水管护措施

（1）节制闸后均有跌水和消力池，水流通过时产生浪花，在温度较低时容易形成冰塞、冰坝，管护人员应加强巡视和监测，每天按灌区管理局要求将管辖内关键枢纽及渠道的冰情拍照片或视频上报管理局供水处。如遇气温骤变应增加观测次数。

（2）各单位要准备好防护和除冰工具，发现问题尽快处理。管护人员要加强管护，及时劝离无关人员，杜绝冰上玩耍。

5. 冬季运行应急预案

按照“石津干渠水污染应急预案”、“石津千渠供水管护方案”“石津干渠运行调度规程”的要求，各负其责，认真落实。考虑到冬季输水的特殊性，冰期输水还应采取以下具体措施。

5.1 冰害情况及措施。

（1）出现流冰。流冰出现在冰盖形成的前期，提前启用拦冰索，促使流冰在拦冰索前形成冰盖，减小节制闸压力，避免出现冰塞闸门现象

（2）出现冰塞。由于节制闸提闸高度较小，冻冰期极易在冰盖或节制闸前端形成冰塞。冰塞形成后，要采取机械扰动或用高压水枪冲击扰动措施消除堵塞，不得随意调整闸门。

（3）出现冰坝。在解冻期，冰盖变薄、冰层解体以及在跌水下游容易形成冰坝。出现冰坝后首先通过调度减小输水流量，或者通过退水闸部分弃水，保证渠道不形成漫堤破坏。冰坝需要采用挖掘机、自卸汽车等机械设备清除。冰坝清除时要逐渐恢复输水流量，并加强监测。

（4）流冰出渠。流冰较多时由于相互碰撞、挤压，在建筑物前尤其是弯道处容易出现冰块出渠现象。出现这种情况要及时疏通冰块，并在关键位置谁积沙袋控制事态进一步扩大。

5.2 人员安排。

冰期抢险作为石津干渠应急抢险的一部分，人员安排同“石津干渠水污染应急预案”中的组织机构设置。

5.3 应急预案物资。

应急预案物资准备主要考虑破冰、运冰、运土的机械及原材料根据可能发生险情的部位，准备相应的物资设备。备好挖掘机随时待命，及时处理冰塞险情；备足沙袋预防冰凌出渠问题；准备便携工作灯，救生衣，土工布备用。

6. 冬季运行安全平稳结束

石津灌区在冬季输水期间，严格按照《石津干渠冬季输水方案》进行运行、管护，积累了大量的经验数据和解决问题的经验，为日后长期冬季运行提供了有效基础数据和经验。

[文章编号]1619-2737（2018）04-08-709

[作者简介] 苏磊，男，职称：工程师，工作单位：河北省石津灌区管理局。

张冠楠，男，职称：工程师，工作单位：河北省石津灌区管理局。

刘志伟，男，职称：工程师，工作单位：河北省石津灌区管理局。

韩宁，女，职称：工程师，工作单位：河北省石津灌区管理局。