长距离输水渠道冬季运行管理浅析

前言

众所周知，我国地域广大，很多地区都存在不同程度地缺水问题，甚至还有一部分地区还出现了严重的干旱。在这种情况下，就应当积极开展水利工程来缓解水资源短缺。另外，水资源短缺的问题还会受到季节影响，如，在我国新疆地区的冬季，由于冬季气温低，常出现输水渠道被冻结的情况，从而导致水资源供应不足的问题。基于此，本文将主要分析如何做好新疆地区长距离输水渠道的冬季运行管理工作，仅供参考。

一、长距离输水渠道冻害类型及特点

1、冰冻破坏

长距离输水渠道的运行过程中，由于冬季连续输水，导致凝结的冰块对渠道内的混凝土衬砌造成一定的破坏，简言之，冰冻破坏。在负温条件下，渠道内的水流将持续冻结，特别是在渠面完全冻结后，随着冰层的堆积，其厚度将进一步增大，进而对渠道整体坡面的衬砌体带来一定的冰的重力与膨胀压力，从而导致输水渠道内的衬砌结构出现位移或受压变形的情况。

2、冻融破坏

渠道防渗层中混凝土孔隙水受冻融作用的影响，导致衬砌结构出现各种问题，也就是冻融破坏。渠道混凝土内衬由于本身具有一定的吸水特点，而且长期处于有水的环境当中，所以防渗材料中要一定存有水分。在负温度下，防渗材料中的水分将发生冻结而发生体积膨胀，其体积较原始体积增加约 9‰ 。在此过程中，当孔隙水压力超出了渠道衬里混凝土的承载能力，就容易的熬制混凝土衬砌结构出现变形和开裂的问题，特别是经过多次负温循环，水分吸收能力增强，孔隙水膨胀损伤更加明显，从而造成渠道防渗衬砌材料出现表层剥落、冻酥等冻融破坏。

二、长距离输水渠道冬季运行管理措施

1、合理增加拦冰设备

为了加速冰体的形成，防止冰体冲击输水渠道，可以选择在闸门前、跨河倒虹进口、穿越河道的倒虹进口和暗渠进口处增加一道拦冰设备。在此基础上，通过设置冰缆前的流动条件，计算出冰下沉的临界弗劳德数，从而确定合理的拦冰设备的浸没深度，保证拦冰设备的作用得到充分发挥。另外，可参照相关文献来对拦冰设备的平面布置，受力分析及强度等方面进行计算。

2、及时清理渠道沉积物

为有效防止渠道内部被冰块等沉积物堵塞，就应当及时开展沉积物的清理工作。当前各种先进机械设备的应用效率逐渐提升，所以，在清理冰块等沉积物的过程中，要充分应用机械化清理设备和专业的疏通工艺，全面清理沉积物和泥沙等杂质，尽可能快的恢复整个渠道的输水能力和效率。尤其雨雪季节前后，重视做好清理工作，可以最大程度的防止因沉积物堵塞而出现熟睡困难的问题。

3、实施分段管理制度

一般来说，长距离输水渠道具有线路长、地形多等特点，导致其运行管理工作的开展具有一定的难度，基于此，要积极实施分段管理制度，保证各个部分都能够得到有效的维护和管理。在划分管理段的过程中，要结合地形特点、自然环境及水源特点等因素，合理划分长距离输水渠道。针对各段的长度和范围要依据实际情况来确定，而且还要保证管理工作能顺利开展，避免出现一些不必要的问题和麻烦，影响整个渠道的管理质量和效率。在对各段渠道的管理人员分配方面，要做好责任落实，换句话说，要在各管理段安排专人进行维护和管理。所以，相关单位还要注重做好维护管理人员的培训工作，增强其专业能力。如果某个管理段出现问题，要及时找相应的负责人来进行解决，避免出现有问题找不到人的情况。对于不同地形特点的管理段，要采取具有针对性的维护管理措施。如，在山区段，要加强山体滑坡的监测和防护，尤其是在下雪频率大的情况下，要防止出现雪崩等问题，影响渠道的正常运行，以及工作人员的人身安全，而在河流区域，要重点关注河流的冲刷影响，降低渠道的被破坏概率。

4、开展多部门合作

长距离输水渠道的运行管理与气象、地质和水利等多个领域密切相关。因此，必须加强各部门间的交流和合作，以保证渠道的运行管理工作能顺利开展。与气象、地质、水利等部门建立经常性的交流机制，及时掌握气象、地质等方面的变化情况。这一资料对预测自然灾害和制定相应的预防措施具有重要意义。推动不同部门间信息资源的共享，达到信息互通、互通的目的。通过信息的共享，可以对管道的运营环境及存在的风险有一个全面的认识，从而更好的进行管道维修。当遇到诸如自然灾害这样的紧急情况时，各个部门之间要相互配合，共同制订对策和计划，降低灾害造成损失。

5、做好渠道管线的水锤防护

长距离输水渠道受地形影响，常常以波状进行运动，在发生意外情况下，如泵停的时候，需要及时切断水流，同时关闭供水，在泵的出口要慢慢截流，直到阀门闭合，整个过程中容易引起管道出现震动或者管道中会累积过多气体，导致出现破裂的情况，形成高压，严重时甚至会引起管路爆炸。在实际工程中， 70%80% 的长输管线都与水体脱离相关，所以，在长距离输气渠道管线的设计中，要重点考虑水锤防护，特别是断接过程中的水锤防护。

结论

总而言之，在长距离输水渠道的运行和管理工作中，应当注重做好冬季防结冰与防冻工作，它直接关系到输水系统的稳定与高效，并且还会对当地居民的日常生产生活造成不良影响。渠道结冰是多种因素共同作用的结果，充分分析其发生灾害的缘由，可有效地提高其防治效果。长距离输水渠道工程运行和管理工作的有效开展，对于缓解我国水资源分布不平衡的矛盾具有重要意义。但就目前而言，有些长距离输水管道的设计还存在不足之处。为了使长距离输水渠道工程的设计质量得到最大限度的发挥，必须从经济、技术等多方面综合考虑，合理选用管线，并采取相应的安全防护措施。

参考文献

[1]王兵,孙迎松.长距离大型渠道冬季输水运行特性与关键技术措施探讨[J].水利技术监督,2021,(10):178-181.

[2]阿力木·许克尔.浅谈在新疆长距离输水渠道运行管理经验探讨[J].黑龙江水利科技,2021,49(09):111-113.

[3]白俊岭,孙亮科.寒冷地区引水式电站冬季结冰盖运行渠道设计与研究[J].海河水利,2021,(01):43-46.