渠系改造，冰害防治-渠系改造

渠道冰害是在冻结期间过水的渠道及其建筑物受到运动中或静止冰体作用而发生的破坏。主要形式有渠道表面冰盖对渠道及建筑物的冰压力和推力作用；水流中的冰凌对渠道及建筑物的撞击、磨损作用；冰凌积聚堵塞渠道水流、进水口等使水流和冰凌漫堤造成的破坏等。灌溉渠道在冬季一般不过水，不存在这类冻害。但个别灌溉渠道同时有供水或发电任务而需要在冬季运行时，也可能发生此类破坏。渠道和建筑物中的冰的发生、发展、冰在水流中的运动以及冰的融化和积聚是一个十分复杂的过程，对这些问题及其防治的研究主要还停留在经验性阶段，因此本节对冻结期过水的渠道及其建筑物的冰害防治仅作一般性的介绍，详细可参考有关专著。

冻结期过水的渠道，一般有两种冰害防治的途径。第一种是无冰盖运行。在渠首采取措施尽量避免冰凌入渠，对已入渠的冰凌保证其通畅过流，并在适当地点予以排除，防止形成冰坝。第二种是在渠道中形成冰盖，对冰盖以下的水流起保温作用。此时，应保证冰盖稳定，并不允许冰凌入渠。

为避免冰凌入渠，应在渠首处设拦冰排冰闸。在无坝引水枢纽前应设两道导凌阀，第一道导凌阀设在距离取水口上游两倍水面宽处，第二道设在一倍水面宽处。导凌阀应潜入水中1.5～2倍最大流冰厚度，阀与水流方向的角度可小于30°。导凌阀连接到排冰闸的衔接渠道中的流速不大于0.7m/s。排冰闸的底板高程按排除表面冰凌量设计确定，而渠道进水则根据来水中泥沙情况，取中层或下层水。引水枢纽的平面布置应使进水口前不发生旋涡，防止冰凌进入进水闸。为保证排冰，枢纽前应有足够水深，一般不小于3m，排冰闸的过闸流速不小于1.2m/s。为使进入渠道的冰凌不致在渠道中积聚形成冰坝，可考虑在渠道适当地点建排冰闸，并尽量利用有利地形，在低洼地建人工蓄冰、滞冰池，池的进水口水位要比渠道水位低0.2m或更多。输冰渠道可采用比较窄深的弧形底梯形断面形式，渠道流速不应低于1.1m/s。渠道要尽量顺直，减少弯道，避免渠道的突变和引起阻水作用的建筑物。

结冰盖运行渠道的超高应大于常规设计超高0.3～0.5m。必要时在适当地点可设置侧向溢水堰或虹吸式溢水道，以便因存在冰凌而引起水位升高时可及时排水。结冰盖渠道应当具备足够的低温，能形成稳定的冰盖。冰盖厚度可按约相当于当地最大冻深的0.6倍估计。另一个条件是在渠道运行期应保证流量的稳定，流量的突然增大有可能使冰盖破裂塌落而堵塞水流。冰盖形成的部位应使冰盖下的断面足够通过设计流量。冰面以下到水面间应有一定净空，为0.3～0.5m。(www.xing528.com)

我国引黄济青输水渠道是一项大型供水渠道，主要引用黄河冬季11月至翌年3月的水量。渠道设计流量为23.0～38.5 m3/s，水深一般为2.1～3.5m，底宽7.4～18.9m，纵坡一般为1/6000～1/20000。防渗衬砌形式采用混凝土板、混凝土板加塑料薄膜、混凝土板加粘性土衬底、全断面粘性土翻松夯实等6种，另有部分渠段不加衬砌，衬砌总长度为243.6km。采用结冰盖冬季运行的方式。为防止地下水位和冬季行水造成的局部高水位引起强烈冻胀，采用了在水位变动区设聚苯乙烯保温板。对冰害的防治，采取了结冰盖运行。为促使冰盖的形成，在关键地段架设过河缆绳。在冰期开始而冰盖尚未形成时，用闸门控制，抬高水位，降低流速，防止流冰下潜。在泵站前池内采用压缩空气吹波，防止结冰，进水口前设回转式拦冰栅，将水中冰捞出。闸门槽用电热化冰，防止门槽堵塞。在渠道上设置3座排冰闸。为了使水位保持稳定，采用了“等容量控制”的设计，即使得一定渠段内的水容积保持不变。为此，沿渠道设一系列闸门来控制水位，并通过自动化控制系统，实现闸门的同步协调动作。

【注释】

[1]导热系数λ即热导率。单位CGS制为cal/（cm·s·℃）［卡/（厘米·秒·℃）］，SI为W/（m·K）［瓦/（米·开）］。全书下同——编辑注。