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1、我國河口擋潮閘閘下淤積綜合治理技術(shù)黃建維,張金善(南京水利科學(xué)研究院,江蘇南京210024)摘要:泥沙淤積是中小河口建閘后需要解決的問題,它制約著河口的綜合利用。本文就我國河口擋潮閘引起的閘下淤積問題進(jìn)行了分析和討論,著重分析總結(jié)了針對不同類型的潮汐河口閘下淤積問題及相應(yīng)的整治方法,并列出了一些典型的成功案例。從河口閘下淤積整治及綜合利用的角度提出了現(xiàn)代河口閘下淤積的綜合整治利用的思路,為我國相應(yīng)河口閘下淤積的整治和利用提供借鑒和經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞:閘下淤積;裁彎取直;綜合整治;徑流中圖分類號:TV66文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編
2、號:04682155X(2004)03200462081前言從20世紀(jì)50年代開始,應(yīng)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活的需要,在我國沿海大部分中小入海河口都已建閘擋鹵蓄淡,但是建閘后閘下發(fā)生了嚴(yán)重淤積,河道的過水面積減少、天然防洪能力降低,進(jìn)入90年代以來各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,沿海河口提出了通航能力要求,河口建閘不但使閘下淤積加劇、防洪排澇能力降低,并且降低了通航能力,限制了當(dāng)?shù)睾涌谫Y源的開發(fā)和利用。為此,本文對我國入海建閘河口閘下淤積問題及其解決辦法、河口整治措施和河口資源的綜合利用等問題進(jìn)行分析研究,提出一些方法供借鑒和使用。2
3、徑流的減淤作用在海相來沙河口,徑流是維持河床生命的動力,如無徑流則在外海來沙的作用下,可使河床淤至高潮位,甚至死亡。羅肇森分析海相來沙河口一個斷面的實(shí)測潮流泥沙資料,找出與河床斷面面積、泥沙因素、潮流變形因素有關(guān)的平衡流量式13Π21Π3HeTeLi(1)Q0=0.435AVosHTLffR32式中Q0為落潮平均平衡流量(m/s);A為河段平均的斷面面積(m);Vos為懸沙止動流速(m/s);HeΠHf為落潮期平均水深與漲潮期平均水深的比值;TeΠTf為落潮歷時與漲潮歷時比值;Li為理論潮波長度(km);LR為實(shí)際至
4、海口的長度(km)。如何利用徑流進(jìn)行減淤應(yīng)是各項(xiàng)減淤整治技術(shù)中的首選因素,我國在這方面的成功經(jīng)驗(yàn)大致有三方面。2.1擴(kuò)大水源,引水沖淤北方和東部沿海地區(qū)水資源缺乏,同時水資源分布本身豐枯不均,河道徑流小,又無法建造蓄水工程是閘下淤積很難解決的主要原因,為此通過增辟新水源達(dá)到引水沖淤的目的,蘇北擋潮閘增辟水源的主要途徑有[2]:①擴(kuò)大引江(如長江等)水量,除充分挖掘已有的引江潛力外,應(yīng)增加引江口門、疏浚通榆收稿日期:2003206210放,既可節(jié)約工程投資,又可提高保港效果。江蘇省有許多引水沖淤的成功實(shí)例[3]:淮陰市
5、鹽東控制工程管理處充分利用洪澤湖、駱馬湖的棄水,經(jīng)淮沭河、總六塘河調(diào)至武障河閘、六塘河閘等閘進(jìn)行沖淤;南通市小洋口閘以及其他一些擋潮閘多年來采用的引江水沖淤的辦法,均收到良好的效果。2.2汛期泄水,機(jī)船拖淤利用汛期泄水和落潮流機(jī)船拖淤方法達(dá)到排淤減淤效果,這對于解決泥質(zhì)河口閘下淤積問題是一種經(jīng)濟(jì)可行的清淤措施,對短引河、水深小的河道效果更為顯著。(1)江蘇里下河四港60年代起使用此方法,對影響拖淤效率的拖耙不斷改進(jìn)和創(chuàng)新,經(jīng)歷了拖動型,驅(qū)動型、摻氣型三個階段,使清淤效率得到進(jìn)一步提高。(2)江蘇射陽河對閘下淤積,采用
6、閘上放水同時利用落潮沖淤、閘下機(jī)船拖淤,達(dá)到較好效果2流速大于0.5m/s時,拖淤擾動的含沙量局部地方達(dá)12kg/m3,較單靠徑流沖淤提高10倍左右。(3)北方海河流域自70年代中期以來,在子牙新河主槽閘,青靜黃排水閘和陡河閘的閘下淤積,推廣使用了此法,多年來基本保證了閘門的正常運(yùn)用,滿足了每年河道的排洪、排澇要求4。2.3控閘放水沖淤控閘放水的目的在于制訂閘的合理放水程序,利用有限的水源達(dá)到最佳的放水沖淤功效。竇國仁研究射陽河閘下淤積問題時曾提出:汛期沖淤、平時防淤、枯期減淤的閘門控制原則5。加強(qiáng)水閘運(yùn)行管理以達(dá)到
7、閘下減淤沖淤的成功方法大致有2。①根據(jù)“束水攻沙”的思想,要大潮大放、小潮小放或不放,在陰歷的初三,十八前后盡可能放水,據(jù)射陽河1982年汛期測量,大潮汛單位水體帶走的沙量比小潮多了3倍左右;②在不影響閘身安全的情況下,待閘上下水位差達(dá)較大后開閘沖淤,增加沖刷動力??涮组l試驗(yàn)表明,開閘前閘上下水位差0.5m增大到0.8m時,單位水體帶走的沙量可增加40%。③枯水期(11月至翌年5月)要適當(dāng)開閘放水,不要長期關(guān)死,否則,港道泥沙板結(jié),沖走更難。,當(dāng)3建閘方案優(yōu)化(閘位、閘底高程等)已往的研究表明6~8:閘下河道淤積的條
8、件是漲潮流帶入河段的泥沙數(shù)量大于落潮流從河段內(nèi)帶走的泥沙數(shù)量,而造成閘下河段淤積的根本原因是徑流量減小和潮波變形。對于基本沒有徑流的閘下河段泥沙淤積可用納潮回淤理論加以估算6~8W=T(Q·Sˉ)(2)fcp·εγB式中W為年淤積量(萬m3Πa);T為一年中的潮汐數(shù);γ為淤積物的干容重;Q為口門納潮量(閘下引B河段)(m3Π潮);Sˉ為口門漲潮