深圳河治理三期工程完成后的淤積成因分析及防洪對(duì)策探討

胡滿堂

(深圳市治理深圳河辦公室 518052)

1 深圳河概況

深圳河發(fā)源于梧桐山牛尾嶺，為深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)與香港特別行政區(qū)的界河，流域面積312.5km2，其中60%屬深圳。深圳河的主要支流有香港側(cè)的平原河、梧桐河、新田河及深圳側(cè)的沙灣河、布吉河、福田河、皇崗河等。深圳河流域多年平均降雨量為1830mm，多年天然徑流量約3.19億m3。雨量在年內(nèi)分配不均，雨季4～9月降雨量可占全年降雨總量的80% ～90%左右。流域內(nèi)深圳站實(shí)測(cè)1h、6h、24h最大暴雨量分別為94.1mm、261.4mm、495mm。其支流沙灣河上建有深圳水庫(kù)(控制集雨面積60.5km2)，布吉河上建有筍崗滯洪區(qū)(控制集雨面積13.2km2)。

深圳河自東向西注入深圳灣，屬感潮河流，治理深圳河河道第一、二、三期工程總長(zhǎng)13.5km。

2 深圳河治理情況

治理深圳河工程設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，堤防等級(jí)為Ⅰ級(jí)，分三期建設(shè)。第一期工程為料坣和落馬洲河段的裁彎取直與整治工程，1995年5月，工程動(dòng)工，1997年4月完工;第二期工程為梧桐河口以下除一期以外河段的擴(kuò)寬挖深工程，1997年5月動(dòng)工，2000年6月完工;第三期工程為平原河口至梧桐河口段的綜合整治，2001年1月動(dòng)工，2006年12月完成。深圳河治理工程平面布置見下圖:

深圳河治理工程平面布置圖

3 深圳河淤積情況

為了監(jiān)測(cè)深圳河淤積變化，在一、二期工程完工后，對(duì)深圳河進(jìn)行水下地形定期測(cè)量，2007年汛后，將治理完的三期工程也納入了監(jiān)測(cè)范圍，2007～2010年深圳河定期測(cè)量監(jiān)測(cè)淤泥計(jì)算統(tǒng)計(jì)表如下:

2007～2010年深圳河定期測(cè)量監(jiān)測(cè)淤泥量計(jì)算統(tǒng)計(jì)表

4 深圳河淤積成因

4.1 深圳河潮流特性

深圳河感潮河段受深圳灣潮汐影響，每天中有兩個(gè)高潮和兩個(gè)低潮，屬典型的不規(guī)則半日潮。根據(jù)距深圳河站約4.7km的深圳灣尖鼻嘴站多年潮位資料統(tǒng)計(jì)，其最高潮位為2.18m，平均高潮位1.06m，最低潮位-1.13m，平均低潮位為-0.31m;年最大漲潮潮差2.20m，最大落潮差3.09m，平均潮差1.36m;多年平均漲潮歷時(shí)為5h 54min，落潮歷時(shí)為6h 39min。潮流自深圳河口傳入后，向上傳播至平原河口(樁號(hào)12+350)附近。

深圳河治理三期工程完成后河道地形的變化改變了深圳河的潮波形態(tài)，對(duì)漲落潮過程和潮流特征產(chǎn)生了顯著的影響。工程施工前，由于深圳河河道彎曲，斷面狹窄，受地形阻力的影響，潮波在向上游傳播時(shí)能量損失較大，潮波滯后顯現(xiàn)，河道拓寬挖深后，河道阻力大大減小，潮波在較短的時(shí)間內(nèi)傳至深圳河上游，形成幾乎同漲同落的潮位過程。

4.2 深圳河泥沙特性

深圳河干流泥沙來源于上游支流輸沙和河口潮流輸沙。上游支流中，布吉河是主要產(chǎn)沙區(qū)。根據(jù)2004年10月～2005年10月布吉河草埔站(布吉河入口以上7.5km處，為徑流站)泥沙資料統(tǒng)計(jì)，其汛期平均含沙量為1.80kg/m3，枯期為0.14kg/m3，汛期平均輸沙率為10.95kg/s，枯期僅為0.46kg/s。深圳河干流屬少沙河流，含沙量較小，2004年11月～2005年10月深圳河口站(潮流站)大潮平均含沙量約0.090kg/m3，小潮平均含沙量約為0.074kg/m3。在上游來大洪水的情況下，深圳河含沙量可增加2～3倍乃至更大。

深圳河口輸沙率、輸沙量大于上游河段，且漲潮輸沙率、輸沙量一般大于落潮輸沙率、輸沙量，泥沙從口外向深圳河干流輸入的特點(diǎn)十分明顯。深圳河治理一、二、三期工程完成后，深圳河潮流特征和潮流動(dòng)力的變化明顯，河口進(jìn)潮阻力減小，使得漲潮動(dòng)力增強(qiáng)，入河口處水流紊動(dòng)劇烈、流速加大、歷時(shí)短，灣內(nèi)細(xì)顆粒泥沙更容易隨漲潮流進(jìn)入河道;同時(shí)由于河道拓寬挖深后，落潮水流挾沙力降低，其水流平穩(wěn)、流速相對(duì)較小、歷時(shí)較長(zhǎng)，易于泥沙沉積，漲潮時(shí)帶入深圳河內(nèi)的泥沙落潮時(shí)不能完全帶出。

上述深圳河潮流特性和泥沙特性因治理深圳河第一、二、三期工程實(shí)施完成后的顯著變化，導(dǎo)致淤積嚴(yán)重。深圳河淤積泥沙大約70%來自河口上溯，漲潮時(shí)經(jīng)深圳灣帶入深圳河;大約30%來自上游支流，其中主要是布吉河。

5 深圳河現(xiàn)狀條件下的防洪能力評(píng)估

按照香港渠務(wù)署《暴雨排放手冊(cè)》(Storm Drainage Manual)的要求，采用校驗(yàn)后的MIKE11水文/水力學(xué)模型，分析深圳河干流現(xiàn)狀淤積情況，得出深圳河干流由于河道淤積，深圳河現(xiàn)狀防洪能力達(dá)不到設(shè)計(jì)的50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，其中干流羅湖橋至河口段現(xiàn)狀防洪能力約10～20年一遇，羅湖橋至平原河口段防洪能力約20～50年一遇。

6 深圳河現(xiàn)狀條件下的防洪能力提高的可能性

導(dǎo)致深圳河防洪能力達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的原因主要在于深圳河干流河道的淤積減小了河道過流斷面，降低了過流能力，抬高了洪水位。

根據(jù)對(duì)深圳河河道淤積規(guī)律的分析，深圳河干流淤積的泥沙主要來自于河口上溯的泥沙，深圳河干流目前的淤積已基本達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。若對(duì)干流河道清淤，由于河道常年受潮汐的作用，回淤將較為迅速。2004年3～8月和2006年11月～2007年3月曾分別對(duì)兩個(gè)河段進(jìn)行清淤，每次約50萬m3，但兩個(gè)清淤河段的總淤積量在清淤后的很短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到接近清淤前的水平，回淤較為迅速，清淤工程的效果較難維持。根據(jù)泥沙數(shù)學(xué)模型計(jì)算分析，若深圳河干流不同部位清淤50萬m3，清淤后一年的回淤率也大于40%。清淤只能用于解決局部河段淤積嚴(yán)重的問題，而不能解決深圳河干流防洪能力不足的問題。

通過對(duì)修建分洪道、建設(shè)落馬洲滯洪區(qū)、干流堤防加高、在河口修建攔沙閘等工程措施進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，各種措施均不能解決深圳河干流防洪能力不足的問題。

7 對(duì)策措施

在清淤及在干流采取工程措施均不能解決淤積狀況的情況下，建議通過加強(qiáng)流域綜合治理來解決防洪能力不足的問題。

由于深圳河落馬洲河套地區(qū)緊鄰米浦濕地自然保護(hù)區(qū)，在開發(fā)時(shí)建議采用底部架空的形式，將生活污水和生活垃圾全部送到污水處理中心進(jìn)行處理，繼續(xù)保留其生態(tài)濕地的部分功能，同時(shí)兼作滯洪區(qū)。

另外，進(jìn)一步加強(qiáng)深圳河灣淤積監(jiān)測(cè)，以便適時(shí)啟動(dòng)深圳河局部河段清淤工程。同時(shí)開展深圳河流域綜合治理，方法如下:

a.加強(qiáng)深圳河流域的水土保持工作，特別是對(duì)深圳河支流布吉河上游龍崗區(qū)開發(fā)造成的水土流失治理工作。

b.在有條件的支流加大滯洪區(qū)的規(guī)模，如在福田河，可以在其流經(jīng)的筆架山公園和中心公園加大興建人工湖的面積和深度，作為滯洪區(qū);在布吉河，可以對(duì)洪湖公園進(jìn)行改造，以加大筍崗滯洪區(qū)的規(guī)模;協(xié)調(diào)港方在平原河、梧桐河的治理中設(shè)置滯洪區(qū)。

c.盡快開展深圳河上游(蓮塘河)的綜合治理。雖然深圳河上游(蓮塘河)有約4.4km已作為治理深圳河第四期工程，將于2013年中開工，但剩余的約3km河段如何治理，要盡快啟動(dòng)和港方的談判工作，力爭(zhēng)早日動(dòng)工。

d.整合深圳河及其支流管理機(jī)構(gòu)，成立深圳河流域管理局，統(tǒng)籌深圳河及其支流的治理，兼顧防洪調(diào)度和水資源開發(fā)利用工作。

徐照明，何勇，吳良冰.深圳河防洪能力的研究［J］.人民長(zhǎng)江，2011(1).