善后闸枢纽存在问题及应对措施

2012-07-05 08:54严后军王敬宇
科技传播 2012年6期
关键词:烧香车轴清淤

严后军,王敬宇,丁 跃

1.江苏省淮沭新河管理处,江苏淮安 223005

2.江苏省善后闸管理所,江苏连云港 222235

3.江苏省新沂河海口控制工程管理所,江苏连云港 222228

1 善后闸枢纽概况

善后闸枢纽位于江苏省连云港市东陬山西南麓,由善后新闸、车轴河闸(原善后闸)、烧香河闸及部分海堤组成,是埒子口枢纽主要组成部分(埒子口枢纽还包含五图闸与图西闸,由地方水利部门管理,目前两闸淤积十分严重,无法正常发挥效益)。三座工程在下游约500m处合并入海,距离入海口约16km。善后闸枢纽现由江苏省水利厅直属单位省淮沭新河管理处管辖。枢纽主要承担沂北地区1700多km2的排涝任务和600多km2(高程3.5m以下,废黄河高程,下同)挡潮任务,同时具有灌溉和通航等功能。工程部分参数见表1。

表1 善后闸枢纽部分工程参数

2 枢纽存在主要问题及成因分析

工程自建成投运以来,在排涝、挡潮、抗旱等方面发挥了巨大的作用。经过多年运行,也暴露出了一些问题,特别是河道淤积严重及部分工程效能降低。

2.1 下游引河淤积

为监测工程河床变化,管理单位在工程上下游布设了18个观测断面,我们以善后新闸下游距工程305m的一个断面作为参考,以1958年、2002年、2005年及2011年4个断面进行比较。1)断面积:即在某一特定水位下,断面的过流面积。通过测量及计算,以2.5m作为计算断面积的特定水位,上述几个年份的断面积分别为:1958年 686m2、2002年 227m2、2005年 222m2及 2011年 的206m2;2)深泓高程:此断面对应的4个深泓高程分别为:1958年的-3.00m、2002年的-0.92m、2005年的-1.11m以及2011年的-0.09m。从上述数据可以看出,下游河道淤积已经十分严重,过流断面减小60%~70%,深泓高程在不断升高,且逐年加重,目前下游引河只剩下一条淤浅的河槽。(注:与2002年相比,2005年的断面有所增大及深泓高程降低是因2004年对下游引河进行了清淤)

分析淤积严重主要有以下几个方面:1)涨落潮:涨潮历时短、流速大、含沙量大,随着潮水位增加,流速减小,大部分泥沙落在河床上。海水每天涨落2次,每月2次大潮。周而复始,新淤泥覆盖老淤泥,老淤泥板结,断面不断“瘦身”;2)径流变化:建闸前,上游有水必排,建闸后控制了上游水源,主要在汛期排水,非汛期则蓄水。如善后新闸控制运用主要集中在7、8两个月,平时蓄水保证上游沿线工农业用水。控制运用次数统计见表2;3)下游引河过长:枢纽到入海口距离约16km,且多处弯曲。过长的引河有利于潮水中泥沙的沉积,且消减了水流的动能即带走泥沙的能力;4)下游芦苇滩地的影响:枢纽工程下游至入海口有16km河道,其中10km河道两岸滩地长满芦苇,潮水挟带的泥砂受到芦苇的影响而滞留在河道中,河道的淤积又造成芦苇向河道中生长,从而造成河道淤积速度的加快。

表2 善后闸枢纽控制运用统计表

2.2 工程效能降低

因善后闸下游河道过流能力降低,使得车轴河、烧香河沿线低洼地区的涝水无法及时排出。为解决排水不畅问题,地方政府新建了烧香河北闸、燕尾闸等入海口门。目前,车轴河流域来水从燕尾闸排放,烧香河流域涝水从烧香河北闸排放。这也导致了车轴河闸、烧香河闸汛前基本无水可排。通过表2可以看出,车轴河闸及烧香河闸2座工程,每年的运行次数在8次~40次之间,远比善后新闸的运行次数少,目前工程运行的主要目的就是冲淤,防止闸门被淤死。因上游工农业用水增加,冲淤水源更少,冲淤效果十分有限。目前车轴河闸及烧香河闸基本成为“废闸”。善后闸枢纽目前主要的排涝对象是古泊善后河流域来水。

3 工程应对措施

1999年~2001年,善后新闸、车轴河闸、烧香河闸先后按百年一遇标准进行加固,但上下游河道由于淤积严重,形成了闸大河小的问题。管理单位于2004年对下游引河进行了清淤,先用清淤船松动河床淤泥,待退潮后开闸放水冲淤,但是因为潮水的关系,来年河床又基本恢复原样,清淤效果不明显。目前,在没有进行大的区域规划调整前,只能依靠工程合理调度来降低淤积速度,确保河道过流能力。

3.1 定期开闸冲淤

非汛期时,3个工程确保每月开闸冲淤次数不低于2次。开闸时,应先开启的1~2孔对近闸段进行集中冲淤,逐步增加闸门的开启高度和数量。每次冲淤时间一般不低于2个小时。汛期时,利用上游来水充裕的时机,增加开闸次数。

3.2 冲淤时机选择

根据以往冲淤经验,一是选择在大潮的枯潮水时,冲淤效果较为明显;二是在涨潮前2h~3h,开闸放水,使清水先充满闸下引河,顶住浑水,可有效减少淤积量。

3.3 增加冲淤水源

一是在汛期后期,及时地蓄积尾水;二是与地方水利部门沟通,适时调整烧香河北闸、燕尾港闸等工程的运用,以便区域来水从善后闸枢纽排放,进行冲淤。

3.4 上游引河清淤

经过多年运行,上游引河近闸段的河床淤积也较为严重,特别是闸向上游1公里左右,古泊善后河河床由-3.00m淤至-0.20m左右,车轴河河床由-2.00m淤至1.20m左右,烧香河河床由-2.00m淤至1.10m左右,在闸室前形成了一道天然埂堰。这使得近闸段的过流断面减少50%~80%左右。特别是车轴河闸及烧香河闸,当闸门运行2个小时左右,上游河道只在深泓有水,两岸淤滩露出水面。如遇枯水年份,很容易形成断流,这严重限制了过闸流量及工程效益的发挥。将上游引河近闸段河床清淤后,将有助于提高冲淤效果,提升工程的排涝能力。

4 结论

随着善后闸淤积情况的逐年加重,区域涝水出路不畅的问题将更加明显,一旦遇到极端天气或超设计来水,极易造成上游地区的受灾。因河道长时间没有疏浚,淤积已板结,放水冲淤只能解决闸室附近的淤积问题,不能从根本上解决下游河道淤积问题。只有采取调整规划等措施,才能从根本上解决善后闸枢纽目前存在的问题。

[1]张文渊.苏北沿海挡潮闸下淤积的原因及其对策[J].泥沙研究,2000,1:73-77.

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