王正虎

(江蘇省淮沭新河管理處 淮安 223005)

淺析水閘閘前淤積

王正虎

(江蘇省淮沭新河管理處 淮安 223005)

本文主要以淮陰閘閘前淤積為例進(jìn)行水閘閘前淤積原因分析，提出了水閘閘前淤積對(duì)水閘功能的影響及減淤措施等，為水閘工程運(yùn)行管理、充分發(fā)揮工程效益提供了一定的依據(jù)。

閘前淤積 原因分析 減淤措施

1 工程基本情況

淮陰閘位于江蘇省淮安市西北10km處，在淮沭新河與中運(yùn)河交匯處，是分淮入沂、淮水北調(diào)淮陰樞紐的主體工程。該閘建成于1959年10月，共30孔，單孔凈寬10m，閘總寬345.4m，設(shè)計(jì)流量3000m3/s，校核流量4000m3/s，工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為300年一遇。其主要作用是:分淮入沂、擋洪、灌溉、供水和調(diào)節(jié)運(yùn)河航運(yùn)水位。該閘于1994年和2004年進(jìn)行兩次工程加固，但閘前引河未采取清淤措施。

2 閘前淤積及對(duì)水閘功能的影響

2.1 閘前淤積量

淮陰閘閘前引河標(biāo)準(zhǔn)斷面平均河寬390m，設(shè)計(jì)河底高程6.0m，設(shè)計(jì)水位14.6m，斷面計(jì)算水位11.5m，平均淤積深度達(dá)3.6m，主槽最低淤積深度為1.64m。從表1可見(jiàn)，在閘上長(zhǎng)270m的范圍內(nèi)(0+030～0+ 300)總淤積量約為37.8萬(wàn)m3?；搓庨l至上游河口的距離為1276m，通過(guò)推算，淮陰閘至上游河口總淤積量達(dá)178.8萬(wàn)m3，平均年淤積量為3.5萬(wàn)m3。

表1 2010年淮陰閘閘前淤積量

2.2 淤積方式

根據(jù)淮陰閘閘前水下地形圖分析(見(jiàn)下頁(yè)圖)，閘前淤積方式為斷面縮窄，整個(gè)淤積過(guò)程有恢復(fù)開(kāi)挖前斷面的趨勢(shì)，底寬大幅度減小。主槽與河床軸線嚴(yán)重偏移，越向上越偏向右岸，越向下其淤積深度越大。整體上說(shuō)，閘前淤積深度以平均淤積為主，原左側(cè)河底及邊坡已形成淺灘。

淮陰閘閘前水下地形圖

2.3 閘前淤積對(duì)水閘功能的影響

水閘閘前引河淤積后，致使水閘的泄洪和引水功能嚴(yán)重下降。2003年7月11日淮陰閘泄洪流量達(dá)到1720m3/s(歷史最高值)，當(dāng)日閘前水位13.1m，在水位和泄洪流量都未達(dá)到設(shè)計(jì)值的情況下，淮陰閘已暴露出許多安全問(wèn)題，其中一個(gè)重要原因在于閘前引河河床淤積減小了過(guò)水?dāng)嗝?，并致使閘前水位大大抬高，影響了閘室穩(wěn)定。另?yè)?jù)記載，1992年供水期上游河口水位為10.0m時(shí)，閘前水位僅為9.07m，引河普遍出現(xiàn)掛流現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了該閘引水功能的發(fā)揮。

3 閘前淤積原因分析

3.1 工程運(yùn)用不當(dāng)和不足

淮陰閘引水和泄洪流量實(shí)際上多數(shù)時(shí)間都不能在設(shè)計(jì)狀態(tài)下運(yùn)行。設(shè)計(jì)泄洪流量為3000m3/s，實(shí)際在運(yùn)行過(guò)程中最高為2003年1720m3/s，一般洪水年份僅有300～600m3/s左右(見(jiàn)表2)。設(shè)計(jì)引水流量為440m3/s，實(shí)際在運(yùn)行過(guò)程中一般僅有70～80m3/s左右，春播用水季節(jié)為100～300m3/s左右。達(dá)不到設(shè)計(jì)引水和泄洪流量就必然使流速和挾沙能力降低，水流過(guò)閘時(shí)難以帶走引河的全部泥沙，不符合大水沖，小水淤的自然規(guī)律，從而導(dǎo)致泥沙的淤積。在上游來(lái)水時(shí)，淮陰閘關(guān)閘或以較小流量泄流時(shí)，閘前引河形成壅水頂托，人為降低流速或產(chǎn)生回流，造成引河的溯源淤積，這也是淤積的原因之一。

表2 淮陰閘歷年流量統(tǒng)計(jì)

3.2 上游河道來(lái)水含沙影響

淮陰閘閘前淤積泥沙來(lái)源主要是以上游口門(mén)二河閘泄流帶來(lái)的泥沙、二河閘下游二河段堤防護(hù)坡植被遭破壞所產(chǎn)生的水土流失為主。從表3可以看出，二河閘來(lái)水18年來(lái)日平均輸沙率達(dá)20.8kg/s，年平均輸沙量65.4萬(wàn)t，輸沙量還是很高的。二河兩側(cè)堤防迎水坡被墾種，天然植被覆蓋率降低，汛期暴雨直接沖擊濺蝕地表，造成徑流沖刷表層土壤，引起水土流失，挾沙匯流入河增加上游來(lái)水含沙量。

表3 二河閘輸沙量統(tǒng)計(jì)

3.3 發(fā)生累積性淤積

閘前引河為寬淺河段的易發(fā)生累積性淤積。閘前引河在關(guān)閘時(shí)是沉淀淤積的，泄流時(shí)沖刷走沙。但大多數(shù)為小流量泄流，只開(kāi)啟少數(shù)幾孔，泥沙在泄流時(shí)不能全部沖走，尤其是遠(yuǎn)離泄流孔淤積的泥沙，引河于是發(fā)生累積性淤積。下部累積的淤泥因水壓和重力作用密實(shí)度增加，逐步穩(wěn)定下來(lái)。上游河道土質(zhì)為沙土，細(xì)泥沙在閘前的造床作用尤為特出。二河段沿途排放污水和農(nóng)業(yè)廢水。在電解質(zhì)的作用下，細(xì)顆粒泥沙團(tuán)聚成較大顆粒，在關(guān)閘或小流量泄流時(shí)沉降下來(lái)。在正常情況下，某些基本不沉淀的細(xì)小顆粒，經(jīng)絮凝作用后，也可沉降到河床上。

4 閘前減淤措施

4.1 機(jī)械疏浚

在水閘大流量泄流、閘前水流強(qiáng)度較大時(shí)采用攪動(dòng)疏浚，迫使這一部分淤泥泄向下游。也可在閘前水位較低時(shí)，采用挖泥船挖淤。最好兩種方法綜合使用。

4.2 洪水期沖淤，正常運(yùn)用時(shí)，分批輪流開(kāi)啟閘孔

實(shí)行適時(shí)引水，集中引水，縮短泄水時(shí)間，加大泄水流量，分批輪流開(kāi)啟閘孔，以便提高輸水挾沙能力、減少閘前年淤積量。洪水期采用高水位、大流量、速泄速停的運(yùn)行方式，在下游河道能夠承受的前提下，盡量加大泄洪流量，提高水流沖沙量。工程正常運(yùn)用時(shí)，有效利用閘上有限水量，根據(jù)需要補(bǔ)給的水量確定引水量，定期集中下泄，加大閘前水流強(qiáng)度，帶走閘上部分淤積泥沙。同時(shí)也可利用間歇式開(kāi)閘，分批輪流開(kāi)啟閘孔，盡可能提高局部孔前水流挾沙能力，從而減少閘前淤積量。

4.3 搞好堤防林帶植被

在上游堤防加強(qiáng)林帶建設(shè)，減少迎水坡面墾種，搞好植被工作，防止水土流失。林帶必須有喬木、灌木、草類等按比例發(fā)展，從根本上改善生態(tài)環(huán)境。植被可以阻止水土流失，植被的地上部分可以攔截降水，減輕雨滴濺擊，削弱降水對(duì)土壤的破壞作用;植被根系有穿插纏繞和盤(pán)結(jié)土體的作用，可以加強(qiáng)土壤的抗蝕抗沖能力，以減輕徑流沖刷和水土流失，減少水體含沙量。

5 結(jié)語(yǔ)

為了減少水閘閘前淤積，水土保持是必經(jīng)之路。只有搞好上游河道綜合治理及工程配套，才能達(dá)到減輕閘前淤積的目的。鑒于閘上淤積對(duì)水閘泄洪、引水等功能的不利影響，應(yīng)優(yōu)化水資源配置，通過(guò)年度水資源配置方案實(shí)施水閘運(yùn)行方案。并建立水閘運(yùn)行管理評(píng)估制度，評(píng)估水閘運(yùn)行方式對(duì)功能的不利影響。當(dāng)水閘功能與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相比嚴(yán)重降低時(shí)，應(yīng)適時(shí)予以清淤。另外建議擴(kuò)大閘前引河斷面觀測(cè)范圍，以重新確定各斷面的淤積分配情況。