都江堰右岸灌区长期以来由沙沟河、黑石河、羊马河等处的鱼嘴分散引水。因河势散乱,引水条件远不及内江灌渠。新中国成立后都江堰右岸灌区引水口合并,统一由索桥下游小鱼嘴引水,进水段称为沙黑羊河,沙黑羊河灌溉面积170余万亩。右岸灌渠引水口汛期经过几次洪水后,因引水口淤积,灌溉引水量常不能满足要求,需要清淤和下杩槎,所以右岸沙黑羊灌渠引水的现状亟待改善。
鱼嘴水电站停建后,1961年恢复沙黑羊引水口时,引水口在现小鱼嘴上游向右移20m,行水后不久,进水口内淤积厚达1.52m,因淤积而无法引水;引水口继续向上移,再开临时引水口取水,仅经一次洪水即淤平失效。1962年将引水口向左靠下移到现沙黑羊河口处,情况有所改善,但仍有淤积。以上情况说明右灌进水口位置的选择适宜与否,对引水口淤积有很大影响。
从岷江河势图可以看出右灌沙黑羊进水口位于弯段凸岸。定性考察典型弯道(中心角120°)水流及底沙运动特性见图3。水流由直段进入弯道后,主流偏向凸岸,底沙不落淤;在弯道顶点附近,水流横向比降大,最大流速带已移至凹岸,底部水流挟带泥沙流向凸岸,在弯道顶点下游40°角范围内,为底沙集中淤积区;在弯道出口,环流作用减弱,在凸岸形成减速区,如不出现回流,底沙不向该区运动。对照都江堰河道形势,右岸杩脚沱附近约相当于弯道进口段,而小鱼嘴再略向下游,才近似于弯道出口段。可见已选定的外江临时闸线使右岸位于凸岸底沙淤积区,使右灌进口的引水防沙处于不利位置。由于都江堰原有工程给内江灌区引水防沙创造了优越的条件,所以在都江堰工程改建中,外江闸轴线的选择应本着既不恶化内江原有引水条件,又应力求注意改善右灌引水的现状,尽可能地使右灌渠引水口避开凸岸的底沙集中淤积区域。
图3 典型弯道冲淤特性(www.xing528.com)
A—泥沙淤积区;B—泥沙严重淤积区;C—冲刷区;D—泥沙不进入区
从1973年取得的右灌布置水工模型试验资料中,可以看出顺应水流减小引水角度,可以在一定程度上减少进渠泥沙,这是由于相对地减弱环流强度,也就是减少引取底部水流所占的比数的缘故。而1973年提出的沙黑羊灌渠在右岸边开口引水建闸的设计布置方案,在性质上与1961年沙黑羊河引水口右移相近似,都是愈向河流的凸岸集中淤积区扩展,较原沙黑羊进水加大了引水角度,因而不会减少进水口的淤积,难以收到改善引水防沙的效果。根据调查了解的都江堰右灌引水口管理运用经验,我们认为将小鱼嘴用隔墙向上游延伸与外江闸右边两孔相接,使右灌渠采用正向引水,可能是使右灌区引水现状有所改善的可行措施。
为研究减少推移质泥沙进入右灌的辅助措施,1973年在水工模型试验中,探讨了在引水口前布置由潜没导沙坎组成的拉沙槽的防沙作用。当右灌渠引水而同时经由冲沙闸又有水流下泄时,在拉沙槽内形成螺旋流。已经取得的初步试验资料表明,拉沙槽内的螺旋水流对拦截在拉沙槽内的泥沙能推移下泄,但一种拉沙槽的布置往往只能在与其相适应的流量范围内的排沙效果较好。
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