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      淮河下游水安全分析及其對策研究

      2015-12-12 05:59:50周君亮
      江蘇水利 2015年12期
      關(guān)鍵詞:洪澤湖入海淮河

      周君亮

      (江蘇省水利廳,江蘇 南京 210029)

      1 洪澤湖形成及治理

      (1)淮河原是單獨(dú)流入黃海的河道,河槽寬深,水流暢通,洪澇災(zāi)害甚少。

      (2)1128年黃河開始改道南流,河水經(jīng)穎、渦、濉、泗各河入淮,從此大量黃水泥沙淤墊淮北平原和河道。1194年黃河在河南陽武決口,淮河主流經(jīng)徐州入泗水到淮陰奪淮河入海?;慈觞S強(qiáng),淮河入海受阻,造成淮河流域洪、澇、旱災(zāi)害頻繁。

      (3)淮河來水滯留淮陰洼地清口,形成洪澤湖和排洪入江通道?,F(xiàn)已成為西承淮河中流來水,東泄水入黃海,南連長江,西接沂、沭、泗的水利節(jié)點(diǎn),成為淮河下游調(diào)洪、調(diào)蓄水庫。

      (4)新中國成立以來,淮河下游和全流域一樣,治淮取得偉大成就。開辟入海水道、拓浚入江排洪河道、江水北調(diào)補(bǔ)充水資源,充分利用洪澤湖調(diào)洪、調(diào)蓄,保證了淮河下游人民生命財產(chǎn)安全及水資源供應(yīng)、省內(nèi)北糧南運(yùn)、地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展、文化繁榮,改變了淮河下游貧窮落后面貌。

      2 淮河下游的防洪工程

      (1)在毛主席“一定要把淮河修好”號召下,1949年江蘇開始治理淮河洪水,開挖新沂河、蘇北灌溉總渠,建三河閘等,擴(kuò)大淮河洪水入海、入江出路,取得1954年淮河抗洪勝利,淮河下游沒有發(fā)生防洪大堤決口,但內(nèi)澇十分嚴(yán)重。

      (2)1954年淮河大水,入洪澤湖洪峰達(dá)15800 m3/s。重新規(guī)劃確定洪澤湖防洪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇,校核10000年一遇,按出湖洪水16600 m3/s 安排出路。

      (3)1954年后洪澤湖洪水出路已完成情況:

      ①已建蘇北灌溉總渠排洪800 m3/s,實(shí)際可排洪1000 m3/s。

      ②在入海水道排洪時,廢黃河河槽已被入海水道以北地區(qū)抽排的澇水所占,原定廢黃河分泄洪水500 m3/s已不可能。

      ③1957年在“淮水北調(diào)”工程中,當(dāng)新沂河不泄洪水時,增加“分淮入沂”,待機(jī)分泄淮河洪水入新沂河出海,在洪澤湖洪水位14.6 m 時,經(jīng)淮沭河設(shè)計泄洪水3000 m3/s;水位15.2 m 時,泄洪水4000 m3/s,替代原定入海水道4500 m3/s?;淬鸷佑?5.0 km 經(jīng)過黃泛區(qū),土質(zhì)顆粒80%是粉土,不均勻系數(shù)2~4,在粉沙土上挖粉沙土河,筑粉沙土堤。實(shí)施后在雨水和送灌溉水的作用下,河、堤嚴(yán)重淤塌。1970年續(xù)建工程時,灌溉、調(diào)水和航運(yùn)方面為“地下河”:挖河底黃泛土覆蓋的壤土保護(hù)偏泓河坡,采取緩坡消浪等措施,才維持偏泓河形,已安全運(yùn)行40 余年,取得很大效益。分洪為“地上河”:漫灘行洪,東、西大堤間距1300 m,保護(hù)兩岸7690 km2土地防汛安全。目前工程措施不能保證大堤防滲安全,不能實(shí)現(xiàn)分洪功能。

      ④1966年洪澤湖大堤按設(shè)計洪水位▽16.00 m 改建加固。

      ⑤1970年入江水道按泄洪12000 m3/s 拓浚。因入江水道內(nèi)大面積硬粘土高灘人力無法挖除,加上區(qū)間6633 km2澇水匯入,行洪實(shí)測三河閘泄入洪水8000 m3/s,水流已接近原設(shè)計12000 m3/s。

      ⑥1999年實(shí)施入海水道近期工程,設(shè)計流量2270 m3/s,“強(qiáng)迫”行洪7000 m3/s。

      (4)20 世紀(jì)60年代以來,淮河中游開挖了奎睢河、新汴河、懷洪新河、新睢河等,據(jù)1997年淮河入海水道工程項(xiàng)目建議書,計算的1954年型入湖洪峰流量為18000 m3/s。計算防洪標(biāo)準(zhǔn)100年一遇入湖洪峰流量為21716 m3/s,故在淮河出湖的洪水安排中應(yīng)考慮幾十年上、中游治淮工程的因素。

      (5)20 世紀(jì)80年代國務(wù)院兩次治淮會議,要求修建入海水道,從根本上解決淮河洪水出路,提高防洪標(biāo)準(zhǔn)。

      (6)目前洪澤湖洪水出路在理論上有19270 m3/s,實(shí)際安全行洪流量僅有11270 m3/s?;春雍樗匀皇峭{下游地區(qū)人民安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要危險。

      3 淮河下游水資源現(xiàn)狀

      淮河下游主要水資源工程有洪澤湖蓄水、駱馬湖蓄水、分淮入沂、江水北調(diào)、泰州引江河、石梁河水庫等工程。

      (1)洪澤湖成為淮河下游調(diào)蓄、調(diào)洪水庫后,汛期蓄水位▽12.5 m,庫容20.0 億m3(據(jù)南京地理湖泊研究所1990年調(diào)查為30.4 億m3);冬春季蓄水位▽13.0 m,庫容31.5 億m3。今后蓄水位▽13.5 m,庫容44 億m3,汛期防洪庫容在100 億m3以上。

      (2)1956年江蘇淮北大澇,為提高農(nóng)作物抗?jié)衬芰?,推行旱改水,北調(diào)洪澤湖水補(bǔ)充水源。1958年秋提高洪澤湖蓄水到▽13.5m,因省際矛盾,增蓄湖水當(dāng)年放掉。1959年旱年,在淮河蚌埠打壩攔水,淮河斷流107 d,江蘇農(nóng)田大面積受旱失收。

      (3)1960年建江都抽水站,開始實(shí)施江水北調(diào)工程,抽長江水補(bǔ)淮水不足,補(bǔ)償原由淮水供水灌溉的里下河及其沿海墾區(qū)水源。此時已開始整治京杭運(yùn)河,浚深拓寬成二級航道,底寬70 m,最小水深4 m,故采用運(yùn)河向北補(bǔ)充江水,也可補(bǔ)水進(jìn)入洪澤湖。

      (4)淮河在蚌埠廢壩建閘,中游用水緊張時關(guān)閘攔水。1959年~1980年間斷流有15年,累計930 d,淮河只有洪水或棄水排入洪澤湖,淮河來水已不可靠。江水北調(diào)工程逐年向北延伸。

      (5)江水北調(diào)工程運(yùn)行經(jīng)驗(yàn):在水稻大用水前,補(bǔ)足或保持洪澤湖和駱馬湖處在最高蓄水位。根據(jù)水情,水稻用水開始時先抽用江水,或先用洪澤湖汛期控制水位以下蓄水,騰出庫容,接受下泄淮水。但由于淮河水資源是洪水資源,水情上、中、下游豐枯幾乎同步,如果淮水不來,僅靠抽江水補(bǔ)充,現(xiàn)有抽江水能力小,不能滿足農(nóng)業(yè)用水,只有動用洪澤湖庫容,因?yàn)橹杏窝雌趤硭?,可能有多次攔蓄,可以多用淮水。

      (6)自1974年江水北調(diào)工程江都站抽江水能力達(dá)400 m3/s 以來,洪澤湖、駱馬湖蓄水量用到“干枯”的年份分別占54.0%、67.5%(1975~1999年),此時大面積農(nóng)作物受旱,說明現(xiàn)有抽江水能力尚不足應(yīng)付較大旱情。20 世紀(jì)70年代以來就一直計劃擴(kuò)大江水北調(diào)工程的抽江水能力到600 m3。淮委要求一定要先抽江水入洪澤湖,經(jīng)洪澤湖北調(diào)。因?yàn)樯倭拷牒o法抬高湖水位,能進(jìn)入不能調(diào)出,成為補(bǔ)充湖面蒸發(fā)水量,因此局面未能改變。

      (7)江水北調(diào)工程主要是為農(nóng)業(yè)補(bǔ)充水源:開機(jī)時間年均約2000 多h,但遇到旱年如1978年江都站則連續(xù)開機(jī)222 d,1998年開機(jī)130 余d,1999年開機(jī)達(dá)286 d。近10年江水北調(diào)工程年均抽江水約37 億m3,旱年在60~70 億m3以上。

      (8)由于淮河工情變化,沿海地區(qū)供水嚴(yán)重不足,且在沿海潮上帶有余萬hm2(200 多萬畝)土地可開墾。

      ①1990年建設(shè)泰州引江河工程規(guī)模為600 m3/s。先按300 m3/s 自流或提抽江水實(shí)施,為沿海墾區(qū)和灘涂開發(fā)補(bǔ)充水資源,已完工投產(chǎn)。

      ②20 世紀(jì)80年代建設(shè)通榆河工程,原名通榆運(yùn)河,長415 km。中段自海安到灌河長245 km,按底寬50 m 開挖,為平底河,可向北送水100 m3/s,目前已完成,可為沿海地區(qū)補(bǔ)充水源。

      ③為使里運(yùn)河以西地方澇水能自排入運(yùn)河,臨時降低運(yùn)河水位,但與提高里運(yùn)河水位向北、向東調(diào)水相矛盾。江都站受高水河輸水能力限止,要擴(kuò)大高水河有一定難度,工程量大。規(guī)劃設(shè)寶應(yīng)站,臨時調(diào)用泰州站抽取的江水,解決河西排澇后在時間上能快速提高里運(yùn)河水位向北、向東調(diào)水。

      (9)江蘇淮河下游東臨黃海,除廢黃河口局部海岸崩塌后退外,其余均在淤漲外延。故環(huán)境生態(tài)用水中除一般需要外,主要有:

      ①沿海地區(qū)地面高程低于高潮水位,為中等潮差河口,入海河口區(qū)淤積嚴(yán)重,為維持入海河道暢通,要保持一定入海流量及沖淤能力,經(jīng)常沖刷河口,不讓原有河道的排水能力減小或被淤塞。

      ②要經(jīng)常調(diào)換沿海墾區(qū)的河、溝水體,維持農(nóng)作物能夠生長,人、畜飲用不會致病的水質(zhì)。

      ③里下河地區(qū)排水入海的射陽河、斗龍港、新洋港、黃沙港被稱為四港。1991年大水,區(qū)內(nèi)滯水55 d,經(jīng)濟(jì)損失68 億元。自1991年汛后到2003年汛前累計淤積1132.4萬m3,總過水?dāng)嗝鏈p少32.9%,原因是入海下泄沖淤水量不夠。根據(jù)1969年~2004年的實(shí)測資料,按概率統(tǒng)計時間序列分析方法建立數(shù)學(xué)模型,計算在2030年如能恢復(fù)到1991年的排水能力,需要相當(dāng)于年沖淤需水量43.16 億m3,相當(dāng)于需要水流量136.89 m3/s。

      4 東線工程規(guī)劃對下游水資源做了很大減法

      (1)東線工程修訂規(guī)劃(送審稿)規(guī)定水量調(diào)配:

      ①淮河下游既作為調(diào)出區(qū),又是調(diào)入?yún)^(qū),將其全部水資源,加上其他省、市需調(diào)入水量進(jìn)行調(diào)配。

      ②反演淮河下游過去42年以旬時段計算的平均水量和試驗(yàn)灌溉定額的用水量,加上人為確定的河道輸水損失,不計幾十年來淮河工情和水情變化、湖泊水面蒸發(fā)損失、環(huán)境生態(tài)用水、城鎮(zhèn)用水,作平衡計算,如有缺口,則抽江水補(bǔ)足。

      ③各期工程規(guī)范和多年平均抽江水量如表1。

      ④輸水線路按“引江→入洪澤湖→出洪澤湖→入駱馬湖→出駱馬湖→入上級湖→出上級湖”分級計算。

      ⑤計劃抽江泵站年平均利用5000 h,枯水年份8000 h 左右。與江水北調(diào)工程水稻大用水時期比較,相當(dāng)于減少裝機(jī)3/5。

      ⑥淮河下游是調(diào)出區(qū),又是調(diào)入?yún)^(qū)。但水量調(diào)配中沒有明確交待淮河下游的調(diào)出量和調(diào)入量。

      (2)水量調(diào)配原則一:

      ①江水、淮水并用,余水用于北調(diào)。用水次序是當(dāng)?shù)厮?、淮水和江水?/p>

      ②進(jìn)入洪澤湖、駱馬湖、下級湖的上游來水,扣除上游發(fā)展需要后,參與東線工程統(tǒng)一供需調(diào)度。但山東上級湖水源和庫容留給當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)用水。

      ③山東魯西南、膠東和過黃河的供水量是按各地提出需水量確定,先用江水,在不滿足時再由本地水庫供水。

      (3)水量調(diào)配原則二:

      ①水量調(diào)配計算中調(diào)入?yún)^(qū)都不考慮環(huán)境生態(tài)用水量。

      ②淮河下游是調(diào)入?yún)^(qū),不考慮環(huán)境生態(tài)用水量。

      (4)水量調(diào)配原則三:

      ①供水調(diào)度按供水保證率高低依次供水。規(guī)定生活、工業(yè)、航運(yùn)的供水保證率為97%,淮河以南水田設(shè)計供水保證率為95%,淮河以北為75%。

      表1 計算各期工程規(guī)模和多年平均抽江水量

      ②江蘇淮北灌區(qū)1987年統(tǒng)計水源裝機(jī)已在85%以上,不考慮。

      (5)水量調(diào)配原則四:

      ①為保證各省、區(qū)現(xiàn)有用水利益,黃河以南各湖的蓄水位全年都有一個北調(diào)控制水位,低于此水位的湖泊停止北調(diào)湖水出省。

      ②北調(diào)控制水位如表2。

      表2 北調(diào)控制水位 (單位:m)

      ③目前洪澤湖汛期最高蓄水位12.5 m,非汛期13.0 m,今后非汛期13.5 m。駱馬湖汛期最高蓄水位22.5 m,非汛期23.0 m。

      ④因?yàn)榇藭r洪澤湖已是淮水、江水混在一起,限調(diào)水位成為限止江蘇調(diào)用洪澤湖淮水,也限制調(diào)用淮水。洪澤湖風(fēng)揚(yáng)一般有0.6~0.8 m 水面涌高,實(shí)際造成兩湖在汛期蓄水位時期不可能調(diào)蓄,成為死庫容。

      (6)水量調(diào)配原則五:黃河以南各湖發(fā)生停止向北供水水位時,新增裝機(jī)抽江的水量優(yōu)先滿足調(diào)入?yún)^(qū)用水,非新增裝機(jī)可向江蘇淮河下游農(nóng)業(yè)供水。非新增裝機(jī)抽江規(guī)模按200 m3/s 計。

      ①淮河下游計為調(diào)入?yún)^(qū)。調(diào)配結(jié)果非新增裝機(jī)抽江規(guī)模實(shí)為100 m3/s,現(xiàn)有抽江700 m3/s,泰州站留下100 m3/s 未調(diào)走,故為現(xiàn)有裝機(jī)的1/6。

      ②實(shí)際限調(diào)水位的設(shè)置,使淮河下游農(nóng)業(yè)既失去洪澤湖和駱馬湖調(diào)蓄的蓄水,又失去5/6 的可用抽江水機(jī)組。

      (7)再加一條調(diào)度原則:“進(jìn)入洪澤湖、駱馬湖及下級湖的上游來水,扣除上游相應(yīng)水平年工農(nóng)業(yè)發(fā)展可能攔截消耗的天然徑流,并考慮對當(dāng)?shù)厮畠?yōu)先使用權(quán),多余水量參與全線調(diào)度”。

      ①若調(diào)度原則不合法,將引發(fā)水事糾紛。

      ②調(diào)度原則加上限調(diào)水位,實(shí)際將汛期洪澤湖等蓄水位變成為死庫容。

      (8)東線工程對淮河下游可用水資源做了減法。

      ①現(xiàn)有江水北調(diào)工程抽江規(guī)模700 m3/s。東線工程確定留給江蘇可用于農(nóng)業(yè)引江規(guī)模200 m3/s,在出洪澤湖之前不分配江水,完全剝奪了出洪澤湖之前包括里下河和部分淮北地區(qū)的江水資源。

      ②在出洪澤湖后又調(diào)走抽江規(guī)模100 m3/ s,與現(xiàn)有江水北調(diào)工程可用裝機(jī)相比只有1/6。

      ③出洪澤湖裝機(jī)現(xiàn)有沙集站和淮陰站331 m3/s,加上洪澤湖蓄水20.0 億m3和上級湖多年平均來水25.9 億m3,如遇1994年江蘇旱情,該年4 月下旬到8 月下旬大旱缺水,南水北調(diào)工程完成后,4 個月最多可抽江水17 億m3,僅為現(xiàn)狀可供江水量的12%。

      ④如從1978年至1997年3、4月份前,多數(shù)年份可達(dá)到或接近興利蓄水位。采用攔截尾汛,仍經(jīng)常發(fā)生第二年農(nóng)業(yè)用水前蓄不滿,很少有多次調(diào)蓄可能,故限調(diào)水位使洪澤湖實(shí)際失去了調(diào)蓄功能。

      ⑤駱馬湖水資源供給比現(xiàn)狀減少更多:東線工程增供水量中,入駱馬湖與出駱馬湖的裝機(jī)規(guī)模完全相等,抽水量反而是進(jìn)少、出多。

      ⑥如1966~1967年型,洪澤湖由安徽淮河來水為零,駱馬湖由山東沂、沭、泗來水為12.2 億m3。規(guī)劃規(guī)定上級湖水資源留給山東農(nóng)業(yè)用水,將造成駱馬湖和徐州地區(qū)既未增加江水、淮水,而原有沂、沭、泗已來江蘇的水也不能用。

      ⑦東線工程在水量調(diào)配中不考慮環(huán)境生態(tài)用水,將江蘇淮河流域的環(huán)境生態(tài)用水全部調(diào)走。

      (9)東線工程中實(shí)施南水西調(diào)將造成:

      ①為西調(diào)江水,使洪澤湖失去調(diào)蓄淮水功能。

      ②從江蘇抽江水西上,使東線工程運(yùn)行費(fèi)用增高。

      ③洪澤湖內(nèi)淮水、江水并存,江水計價困難。

      ④淮水利用減少,即使剔除里下河腹部和沿海地區(qū),并大幅度減少蘇北水稻用水量,仍要占用江都抽水站和泰州抽水站達(dá)500 m3/s,作為新增裝機(jī)調(diào)走。

      ⑤江蘇如再增辟一條引江河道向被剔除的里下河及沿海墾區(qū)等地補(bǔ)水,工程布局不合理,不經(jīng)濟(jì)。

      (10)安徽城市用水從洪澤湖抽江水西上不盡合理。

      ①安徽水資源總量676.8 億m3,人均1192.6 m3;江蘇水資源總量325.4 億m3,人均480.9 m3?;春又杏稳牒闈珊T河,入湖口有的已建閘,旱年關(guān)閘斷流滴水不入洪澤湖,用水已有很大改善。

      ②淮河上、中游水庫蓄水雖已占流域多年平均徑流量60%~70%,水資源占有量已極大提高。

      ③安徽有可能增加可利用的水資源,有條件單獨(dú)從長江抽引江水,曾有過規(guī)劃。

      ④已從黃河平均每年引水21 億m3。

      ⑤調(diào)入?yún)^(qū)地面徑流利用率不高。

      (11)工程水量調(diào)配和調(diào)度與東線實(shí)際。

      ①水量調(diào)配原則多達(dá)5條,加上1條調(diào)度原則,黃河以南洪澤湖等江水、淮水混在一起,無法計量。黃河以北調(diào)入?yún)^(qū)先用江水,江蘇水稻大用水不夠,恐發(fā)生矛盾。各條原則之間及一條之內(nèi)各取所需,就不能保證東線工程正常運(yùn)行。

      ②農(nóng)業(yè)用水有季節(jié)性,短時間用水強(qiáng)度很大,規(guī)劃用水量中有灌溉保證率,允許發(fā)生旱災(zāi),一旦發(fā)生搶水,用水量急劇增加,不能在工程上分開供應(yīng),可采用在時間上將農(nóng)業(yè)用水和城市用水分開供應(yīng)。

      ③各調(diào)入?yún)^(qū)都有水資源短缺問題,江蘇淮河下游有水資源,農(nóng)業(yè)大用水期間不夠,旱年更不夠,但有長江水可以抽調(diào)補(bǔ)充。調(diào)入?yún)^(qū)是城市用水,在江蘇淮河地區(qū)水稻大用水期間,各調(diào)入?yún)^(qū)可先用當(dāng)?shù)厮?,其它時間調(diào)江水補(bǔ)足。實(shí)際調(diào)入?yún)^(qū)多旱作物,與水稻大用水不在同一時間。

      5 洪澤湖與黃海的關(guān)系

      (1)湖、河在地理位置上有兩種關(guān)系:一是河道穿過湖泊,如淮河穿過洪澤湖;二是河道在湖泊旁邊經(jīng)過,湖、河水域相通,調(diào)洪和調(diào)蓄關(guān)系不變,如洞庭湖與長江。

      (2)洪澤湖是江蘇淮河下游的調(diào)洪和調(diào)蓄水庫。提出洪澤湖與淮河下游河道“分離”方案是為了恢復(fù)黃河奪淮前淮河干流泄洪能力,使中游淮北平原澇水自排入淮河。這要在盱眙附近挖深到▽0.00 m,將水位降到▽4 m~▽5 m,分2 路入江、入海。

      (3)河湖“分離”后,將造成:

      ①原建洪澤湖已無水源,不再是淮河下游調(diào)洪和調(diào)蓄水庫。

      ②淮河洪水不再能排泄入江。

      ③原建蘇北灌溉總渠、入海水道和淮沭河不可能再分泄淮河洪水,并都失去輸水灌溉的作用。

      (4)江蘇是粉沙淤泥質(zhì)海岸,河口為中等潮差,淺海泥沙從河流挾沙輸送出河口,經(jīng)海岸流作用,在河口外形成沙丘、灘沙。在入海河口感潮河段泥沙除由上游徑流帶來外,主要是河口灘沙經(jīng)風(fēng)浪和潮流掀沙,由漲潮流搬運(yùn)進(jìn)入。

      ①長江河口中潮河口平均潮差2.67 m。

      入海平均徑流29300 m3/s,平均年徑流量9240 億m3,每潮平均進(jìn)潮流量266300 m3/s,平均進(jìn)潮總量33.5 億m3。每潮進(jìn)潮流量與年平均徑流量之比約為9 倍,大潮進(jìn)潮總量達(dá)45 億m3。

      潮流量與徑流量的含沙量之比為2.59,漲潮與落潮歷時比為0.95,流速比為1.05。

      口門的放寬率為0.1241。三條支河都有過最大渾濁帶,潮強(qiáng)徑弱,由入海平均徑流量和平均潮流量維持入海納潮河段過水面積。

      地面徑流10000 m3/s 左右時,潮流界上朔到280 km 的江陰附近。

      在黃河奪淮期間,海岸來沙量較多,海岸線外移50 km;2000年以來入海河口口門寬已由180 km 束狹到90 km。1200年前揚(yáng)州與鎮(zhèn)口之間水面寬約12 km,現(xiàn)已束狹為2.3 km。

      上海深水航道維持12.5 m 水深的年挖泥量平均約2000萬m3;2009年長江來水量減少,維持12.5 m 水深航道挖泥量增加到約7000萬m3。

      ②如灌河河口平均潮差3.08 m。

      上游來水多年平均徑流量180 m3/s,平均年徑流量56.8 億m3,平均含沙量1.76 kg/m3,漲潮平均每年納潮總量0.8 億m3,平均每潮潮流量與徑流量之比13.98,反算平均進(jìn)潮流量2520 m3/s 左右。潮、徑流量含沙率之比為3.50,平均口門放寬率為0.1289。

      潮流界在鹽東控制工程附近,鹽水入侵32 km。潮強(qiáng)徑弱,又是新沂河排洪入海口,維持著河口排水入海。

      ③現(xiàn)在黃河口附近的無潮點(diǎn)神仙溝,為極弱潮河口,平均潮差0.20 m。

      河口多年平均年徑流總量442.8億m3,多年平均含沙量25.3 kg/m3,潮、徑流量比為0.194,潮、徑流量含沙率比為0.1415,潮流界僅1~2 km,最大潮落潮流速約1.5 m/s,對入海泥沙向外擴(kuò)散起很好作用,平均口門放寬率為0.0861。

      流強(qiáng)潮弱,即使斷流,河床淤高,入??谝膊粫挥偎馈?/p>

      (5)風(fēng)暴潮的影響:

      ①沿海在夏季經(jīng)常因強(qiáng)風(fēng)形成涌水,海平面升高,稱海岸增水。江蘇呂四港最大增水2.50 m。

      ②河口受強(qiáng)風(fēng)掀沙,漲潮流挾沙量增加,易出現(xiàn)泥沙最大渾濁帶,淤狹河口段。如:長江口在1986年8615號近海轉(zhuǎn)向型臺風(fēng)(在浙江和長江口以東海面轉(zhuǎn)向東北朝鮮、日本方向),將上海港原來的南港航道淤塞,后緊急挖淤疏浚北港作為新航道。

      (6)中等潮差河口建閘,建閘后閘下游納潮量減少,閘下潮波變形,使閘下河斷面淤狹。建閘位址愈靠近河口,納潮量減少愈多,河口過水?dāng)嗝娴挠俜e進(jìn)程愈快,過水能力減少愈快。但河口總淤積量減少愈多,易被上游來水沖開。

      1957年射陽閘河閘址離入??诩s32 km,河口平均潮差2.59 m。建閘后,閘下入海河道淤狹,3年內(nèi)淤了閘下原來河斷面的3/5 以上,主要原因是閘下潮波變形引起淤積驟增,納潮量減少引起淤積減少。

      海河干流河口1958年建閘,閘下入海引河11.0 km,河口平均潮差2.35 m,上游建水庫蓄水,入海地面徑流減少,1958年~1980年平均徑流量由建閘前99 億m3減為32 億m3,輸沙量由800×104t 減為20×104t。加上潮波變形,到1995年,河口過水能力已減少80%(截至2001年流域已建水庫1900 余座,其中大中型水庫31座,總庫容294 億m3,控制流域山區(qū)面積85%,控制流域徑流量95%)。

      (7)在中等平均潮差的入???,如有寬大的河口區(qū),納潮量大,多年平均年徑流量與潮流量維持河口沖、淤平衡;如無寬大的河口潮流區(qū),納潮量小,必須上游經(jīng)常有一定來水沖刷,保持河口沖淤平衡。否則,入海河口很快被淤狹,甚致淤死。

      蘇北灌溉總渠六垛閘入海引河長約12 km,入??跊]有放寬,是人工開挖河道,出海河口處為較硬粘性土,1966~1967年淮河連續(xù)兩年大旱,洪澤湖干涸,灌溉總渠斷流,1966年冬閘下入海河道過水河槽被淤平斷流。第二年靠上游來水沖淤,加上人工擾動才被沖開。

      六垛北閘是蘇北灌溉總渠北排水渠入??诘膿醭遍l,挖河筑總渠北堤,河斷面開挖很大,因排澇水量小,幾年后被淤積。在河口再建一個北閘,利用兩閘之間河段攔蓄高潮水量,低潮時利用流速沖刷新北閘入海引河,維持鹽城市總渠以北排澇入海。

      (8)入海河口是海、陸相互作用的地帶。

      入海河口可分口外區(qū)、河口區(qū)、近口區(qū)和河流區(qū)。

      近口區(qū)指潮流界以下水位受潮汐作用有規(guī)律周期性起伏、水流方向始終向下游的河段。

      河口區(qū)是潮流和徑流兩種能量相互消長的河段,水流方向成為往復(fù)流,徑流向下的慣性作用增加了漲潮流的阻力。但含鹽量自下向上逐漸減少,鹽水密度大,有加大漲潮流速的作用。

      受上游來水影響,漲潮時間比落潮時間短。漲潮流速大,挾沙多,造成潮流挾沙落淤成積。天然入海河道的感潮河段納潮量很大,河斷面寬大,其泥沙淤積由上游來水沖刷,平時潮強(qiáng)徑弱,大洪水時反之,如多年沖淤平衡,則可維持河口寬大過水喇叭口。

      中潮河口口外區(qū)出現(xiàn)淡水和鹽海水沒有完全混合情況,使?jié)q潮流底層水流含鹽量多,流速大;落潮時水流受上游來水影響,面層流速大;底層漲潮流上朔發(fā)生流速為零的地方稱滯流點(diǎn)。

      流域的細(xì)顆粒泥沙在口外區(qū)遇鹽水而絮凝沉降,在底層積聚,在漲潮流作用下,有時發(fā)生最大渾濁帶,類似泥沙異重流挾沙進(jìn)入河口,在滯流點(diǎn)沉降,形成攔門沙。大潮時潮流更強(qiáng),滯流點(diǎn)向上游移動;小水年時徑流更弱,滯流點(diǎn)也向上游移動,結(jié)果導(dǎo)致攔門沙體積增大。反之,大洪水時滯流點(diǎn)愈接近???,攔門沙體積愈小。

      漲潮流受地球自轉(zhuǎn)影響,使?jié)q潮流與落潮流主流分離,在漲潮主流與落潮主流之間成為緩流區(qū),容易形成灘沙或沙島。由于河口段彎道不易充分發(fā)展,灘沙沖淤交替,水流主泓擺動,汊道交替頻繁。

      (9)淮河情況:

      ①歷史上淮河潮波可傳到盱眙附近,河口在漣水以東的云梯關(guān)。黃河奪淮北移時,河口已向外延伸80 km。黃河北移后,100 多年廢黃河口海岸因泥沙無來源,局部已蝕退20 km。故現(xiàn)在江蘇蘇北沿海河口泥沙主要來自海域。

      ②黃海潮型為正規(guī)半日潮,原來淮河入??诔辈瞵F(xiàn)在約在2.59~3.08 m 之間,汛期潮位平均值的海平面高程約在0.40 m。

      ③要恢復(fù)中游淮北平原澇水能自排入淮河的水位,必須是此水位與淮河入海口感潮河段的潮水位按水面比降相連接,這要根據(jù)上游多年平均來水量及其沖刷能量,確定維持河口的納潮流量,綜合選定入海感潮河段的潮流界和放寬率,保持入海河口沖、淤平衡,技術(shù)上需要研究的問題還很多。

      ④納潮量大小與開挖工程量有關(guān)。20 世紀(jì)50年代設(shè)計里下河地區(qū)挖河20萬m3,才排澇水1.0 m3入海,尚未計入因滿足河口沖淤平衡的納潮量使河口放寬的工程量。

      ⑤建水庫可以多利用洪水資源,調(diào)節(jié)洪峰流量,故上游來水流量與上、中游水庫蓄水有關(guān),淮河上、中游已建水庫占年平均徑流量的60%~70%,尚有較大下泄的年平均徑流量來保持下游感潮河沖淤平衡。淤狹后果是感潮河段納潮量減少,河口斷面縮狹,河水位抬高,即使能維持河口不被淤死,但是否能維持中游淮北平原排澇入淮河的水位尚不可知。

      ⑥在中等平均潮差的人工入海河口建閘,閘位置應(yīng)盡可能靠近口外區(qū),將潮流界限在閘外河口,使閘上原有感潮段不被潮流帶來的泥沙淤狹,保持闊大河床淡水庫;雖因建閘使閘下入海河道發(fā)生潮波變形,增加淤積,但能很快趨于沖淤平衡。如閘下入海河道愈短,納潮量愈少,增加淤積量愈少,可減少沖淤水量。并且可利用閘上河道蓄水,抬高水位,低潮時放水沖淤,人工改變潮、徑強(qiáng)弱,增大水流沖刷能力。但最終維持入海河道排水能力的仍是上游的沖淤來水量。

      多年后,閘下感潮河段向外淤漲,可在河口建閘,形成套閘,納高潮沖淤,減少沖淤用水量。

      (10)洪澤湖與淮河下游河道“分離”方案,將洪澤湖及其下游河道挖深,利用淮河排洪,形成朔源沖刷,將上游長距離未挖深的河道刷深,代替人工開挖。根據(jù)淮河中游實(shí)際情況,不可能做到:

      ①利用下游河床挖深,降低河水位,造成上游來水流速增加,沖刷河床。如土質(zhì)松軟,上游、下游兩級水面高差不大,來水為緩流時已能沖刷河床,只要水流不沖刷河岸,不會造成險工,能夠?qū)崿F(xiàn)朔源沖刷,但沖刷下來的泥土不淤墊下游河床。如遇彎道沖向凹岸,仍可能成為險工。

      ②當(dāng)上游、下游兩級水面高差較大,或河床土質(zhì)較好,滿足沖刷河床土質(zhì)的流速已為急流,急流區(qū)極易發(fā)生折沖水流,發(fā)生拆沖水流易沖刷河岸,成為險工;或如遇彎道,急流沖向凹岸,成為險工,則要采用工程措施保護(hù)。

      ③為防止發(fā)生險工,在上游河床做陡坡和消力池與下游河床連接,急流在陡坡上發(fā)生水躍,躍后水位在消力池內(nèi)與下游低水位的緩流連接;或做跌水,讓上、下游都以緩流連接,停止朔源沖刷,不再降低上游水位。

      ④實(shí)現(xiàn)淮河中游淮北平原的澇水自排入海,不僅工程量大,而且在入海河口的設(shè)計和治理中不確定因素太多。

      ⑤建抽水站抽排可以解決淮北平原排澇問題。20 世紀(jì)70年代我國自制水泵單臺已可抽水100 m3/s,建抽水站可解決調(diào)水,使水資源豐枯互補(bǔ),工程投資省,收效快,風(fēng)險小。

      6 淮河下游水安全與洪澤湖、黃海、長江的關(guān)系

      (1)黃河奪淮首要危害是淤塞淮河流域入海河道?;春酉掠沃嗡蝿?wù)是從開挖入海、拓浚入江河道開始,維持入海、入江河道通暢,是保證淮河下游水安全的關(guān)鍵。

      (2)洪澤湖是下游唯一調(diào)洪、調(diào)蓄水庫,可以充分利用淮河下游水資源。

      (3)北調(diào)長江水補(bǔ)充淮河下游水資源,彌補(bǔ)淮水不足?;春哟蠛樗虢?,使入江處不需要沖淤保港水量,不僅減輕了淮河下游防洪負(fù)擔(dān),又為長江入??跊_淤保港增添了水量,是雙贏的措施。

      (4)南水北調(diào)東線工程按規(guī)劃實(shí)施,使淮河下游失去了生態(tài)環(huán)境用水,入海河道很少再有水來沖淤保港,將很快被潮水帶來的泥沙淤狹,甚致淤塞,很難滿足淮河洪水安全排入黃海的要求;淮河處在季風(fēng)區(qū),失去洪澤湖調(diào)蓄和大部分江水資源后,淮河下游水田種植要靠洪水和雨水灌溉,將很難繼續(xù);在水量調(diào)配中沒有城鎮(zhèn)用水,淮河下游城鎮(zhèn)發(fā)展及工業(yè)現(xiàn)代化都將增加很大困難;沿海灘涂開發(fā)缺少淡水,困難將更大;失去洪澤湖調(diào)蓄后,淮水利用減少,要多用江水替代,增加?xùn)|線調(diào)水成本。

      (5)洪水治理、水資源供應(yīng)和流域生態(tài)環(huán)境提升,仍是今后淮河下游治水的首要任務(wù)。

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