嚴后軍,王敬宇,丁 躍
1.江蘇省淮沭新河管理處,江蘇淮安 223005
2.江蘇省善后閘管理所,江蘇連云港 222235
3.江蘇省新沂河海口控制工程管理所,江蘇連云港 222228
善后閘樞紐位于江蘇省連云港市東陬山西南麓,由善后新閘、車軸河閘(原善后閘)、燒香河閘及部分海堤組成,是埒子口樞紐主要組成部分(埒子口樞紐還包含五圖閘與圖西閘,由地方水利部門管理,目前兩閘淤積十分嚴重,無法正常發(fā)揮效益)。三座工程在下游約500m處合并入海,距離入海口約16km。善后閘樞紐現(xiàn)由江蘇省水利廳直屬單位省淮沭新河管理處管轄。樞紐主要承擔沂北地區(qū)1700多km2的排澇任務和600多km2(高程3.5m以下,廢黃河高程,下同)擋潮任務,同時具有灌溉和通航等功能。工程部分參數(shù)見表1。
表1 善后閘樞紐部分工程參數(shù)
工程自建成投運以來,在排澇、擋潮、抗旱等方面發(fā)揮了巨大的作用。經(jīng)過多年運行,也暴露出了一些問題,特別是河道淤積嚴重及部分工程效能降低。
為監(jiān)測工程河床變化,管理單位在工程上下游布設了18個觀測斷面,我們以善后新閘下游距工程305m的一個斷面作為參考,以1958年、2002年、2005年及2011年4個斷面進行比較。1)斷面積:即在某一特定水位下,斷面的過流面積。通過測量及計算,以2.5m作為計算斷面積的特定水位,上述幾個年份的斷面積分別為:1958年 686m2、2002年 227m2、2005年 222m2及 2011年 的206m2;2)深泓高程:此斷面對應的4個深泓高程分別為:1958年的-3.00m、2002年的-0.92m、2005年的-1.11m以及2011年的-0.09m。從上述數(shù)據(jù)可以看出,下游河道淤積已經(jīng)十分嚴重,過流斷面減小60%~70%,深泓高程在不斷升高,且逐年加重,目前下游引河只剩下一條淤淺的河槽。(注:與2002年相比,2005年的斷面有所增大及深泓高程降低是因2004年對下游引河進行了清淤)
分析淤積嚴重主要有以下幾個方面:1)漲落潮:漲潮歷時短、流速大、含沙量大,隨著潮水位增加,流速減小,大部分泥沙落在河床上。海水每天漲落2次,每月2次大潮。周而復始,新淤泥覆蓋老淤泥,老淤泥板結,斷面不斷“瘦身”;2)徑流變化:建閘前,上游有水必排,建閘后控制了上游水源,主要在汛期排水,非汛期則蓄水。如善后新閘控制運用主要集中在7、8兩個月,平時蓄水保證上游沿線工農(nóng)業(yè)用水??刂七\用次數(shù)統(tǒng)計見表2;3)下游引河過長:樞紐到入??诰嚯x約16km,且多處彎曲。過長的引河有利于潮水中泥沙的沉積,且消減了水流的動能即帶走泥沙的能力;4)下游蘆葦灘地的影響:樞紐工程下游至入??谟?6km河道,其中10km河道兩岸灘地長滿蘆葦,潮水挾帶的泥砂受到蘆葦?shù)挠绊懚鴾粼诤拥乐?,河道的淤積又造成蘆葦向河道中生長,從而造成河道淤積速度的加快。
表2 善后閘樞紐控制運用統(tǒng)計表
因善后閘下游河道過流能力降低,使得車軸河、燒香河沿線低洼地區(qū)的澇水無法及時排出。為解決排水不暢問題,地方政府新建了燒香河北閘、燕尾閘等入海口門。目前,車軸河流域來水從燕尾閘排放,燒香河流域澇水從燒香河北閘排放。這也導致了車軸河閘、燒香河閘汛前基本無水可排。通過表2可以看出,車軸河閘及燒香河閘2座工程,每年的運行次數(shù)在8次~40次之間,遠比善后新閘的運行次數(shù)少,目前工程運行的主要目的就是沖淤,防止閘門被淤死。因上游工農(nóng)業(yè)用水增加,沖淤水源更少,沖淤效果十分有限。目前車軸河閘及燒香河閘基本成為“廢閘”。善后閘樞紐目前主要的排澇對象是古泊善后河流域來水。
1999年~2001年,善后新閘、車軸河閘、燒香河閘先后按百年一遇標準進行加固,但上下游河道由于淤積嚴重,形成了閘大河小的問題。管理單位于2004年對下游引河進行了清淤,先用清淤船松動河床淤泥,待退潮后開閘放水沖淤,但是因為潮水的關系,來年河床又基本恢復原樣,清淤效果不明顯。目前,在沒有進行大的區(qū)域規(guī)劃調(diào)整前,只能依靠工程合理調(diào)度來降低淤積速度,確保河道過流能力。
非汛期時,3個工程確保每月開閘沖淤次數(shù)不低于2次。開閘時,應先開啟的1~2孔對近閘段進行集中沖淤,逐步增加閘門的開啟高度和數(shù)量。每次沖淤時間一般不低于2個小時。汛期時,利用上游來水充裕的時機,增加開閘次數(shù)。
根據(jù)以往沖淤經(jīng)驗,一是選擇在大潮的枯潮水時,沖淤效果較為明顯;二是在漲潮前2h~3h,開閘放水,使清水先充滿閘下引河,頂住渾水,可有效減少淤積量。
一是在汛期后期,及時地蓄積尾水;二是與地方水利部門溝通,適時調(diào)整燒香河北閘、燕尾港閘等工程的運用,以便區(qū)域來水從善后閘樞紐排放,進行沖淤。
經(jīng)過多年運行,上游引河近閘段的河床淤積也較為嚴重,特別是閘向上游1公里左右,古泊善后河河床由-3.00m淤至-0.20m左右,車軸河河床由-2.00m淤至1.20m左右,燒香河河床由-2.00m淤至1.10m左右,在閘室前形成了一道天然埂堰。這使得近閘段的過流斷面減少50%~80%左右。特別是車軸河閘及燒香河閘,當閘門運行2個小時左右,上游河道只在深泓有水,兩岸淤灘露出水面。如遇枯水年份,很容易形成斷流,這嚴重限制了過閘流量及工程效益的發(fā)揮。將上游引河近閘段河床清淤后,將有助于提高沖淤效果,提升工程的排澇能力。
隨著善后閘淤積情況的逐年加重,區(qū)域澇水出路不暢的問題將更加明顯,一旦遇到極端天氣或超設計來水,極易造成上游地區(qū)的受災。因河道長時間沒有疏浚,淤積已板結,放水沖淤只能解決閘室附近的淤積問題,不能從根本上解決下游河道淤積問題。只有采取調(diào)整規(guī)劃等措施,才能從根本上解決善后閘樞紐目前存在的問題。
[1]張文淵.蘇北沿海擋潮閘下淤積的原因及其對策[J].泥沙研究,2000,1:73-77.