沿海擋潮閘下淤積的原因及其對策

沿海擋潮閘下淤積的原因及其對策xx省國營xx農(nóng)場位于xx下游，xx灌溉總渠尾閘兩岸，東臨黃海。淡水源主要依靠電力抽水站提引五岸干渠、通濟干渠和里下河水，排水主要依靠已建成的10座擋潮閘。由于沿岸土壤成土母質(zhì)系由長江、淮河、黃河沖積物宣泄入海，在沿海沉積成陸，其中粉砂泥質(zhì)海岸占90%以上。由于沿岸淤積細粒泥沙具有較強的流動性，在風(fēng)浪和潮流的作用下，造成沿海擋潮閘下淤積嚴重，大部分擋潮閘閘下河床淤積1.0m以上，河床斷面較建閘初期縮小了20%～30%以上。如東灘中心河閘下游引河長1.5km,河床底普遍淤積至1.0m以上，河床斷面較建閘初期縮小20%以上；夸套河閘下游引河長3.5km,河床底普遍淤積至1.2m以上，河床斷面較建閘初期縮小了30%以上。由于閘下淤積影響了工程效益的充分發(fā)揮，隨著淤積量的逐年增加，清淤保港工作始終十分重要。在工程逐漸老化、存在問題增多的情況下，如何進一步總結(jié)過去的工作，吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，進行試驗研究，深入開展減淤防淤工作，以充分發(fā)揮工程效益，具有十分重要的意義。2、閘下淤積的原因2.1自然原因潮流的漲落運動產(chǎn)生強大的輸沙能量，并將大量泥沙帶入閘下河道。如東灘中心河閘于1996年7月20日～21日、25日～26日在夸套港的周日水文泥沙觀測表明：落潮歷時大于漲潮歷時，閘下漲落歷時差達4.06h,漲潮歷時3h16min,落潮歷時8h51min,漲潮流速大于落潮流速，漲潮含沙量大于落潮含沙量，漲=1.41m/s,落=0.62m/s,漲=2.03g/L,落=0.84g/L.落潮是一個沿程沖刷的過程，但對于細粒泥沙而言，起動流速大于落潮流速，落潮含沙量明顯小于漲潮含沙量，泥沙逐漸淤積。2.2歷史原因黃河奪淮后在xx省海岸留下大量細粒泥沙，自黃河北徙，淮河、里下河等地沿海沖淤水源不足，80年代中期以來，國家實施南水北調(diào)計劃，淮水和長江的水資源大量調(diào)入淮北地區(qū)，進入淮河和里下河下游的水量僅為60年代的20%,用于沿海擋潮閘沖淤水源更是奇缺。2.3工程原因沿海河口興建擋潮閘后，加快了閘下引河的淤積，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。2.3.1建閘后河流徑流量減小及徑流分配過程改變建閘前由于上游有水必排，能隨時沖淤，建閘后控制了上游水源，排水量減少，汛期將多余的澇水排放，非汛期則蓄水灌溉，這樣難以有足夠的水量保證“沖淤量年平衡”。2.3.2潮流速的變化建閘前漲潮流速過程相對勻稱，同時上游河道有部分徑流加入，落潮流速還略大于漲潮流速；建閘后漲潮流前峰突出，流速大，落潮歷時延長，流速減弱，平均流速比漲潮流速減懸一半。如中八灘河閘建閘前實測平均漲潮流速為0.62m/s,平均落潮流速為0.73m/s,平均落潮歷時3h30min;建閘后實測平均漲潮流速為0.58m/s,平均落潮流速為0.33m/s,平均落潮歷時7h45min.2.3.3潮流量減少由于閘身截斷了上溯到潮區(qū)界的潮流量，潮棱柱體相應(yīng)減少，納潮容量相對變小，造成落潮平均流量(包括上游下泄徑流量)也隨之相應(yīng)減少。2.3.4潮波變形2.4潮汐水道變化淤積就嚴重。如中八灘河閘的排水口門只經(jīng)歷了4年時3.1.1逢大潮開閘沖淤尤其是大潮大放，沖淤效果極為顯著。如1997年8月25日～9月2日東灘中心河閘關(guān)閘淤積試驗表明：大汛關(guān)閘7d,閘下低潮位增加0.59m,閘下港槽淤積量1.5萬m3,而小汛關(guān)閘7d,閘下港槽淤積量0.3～0.4萬m3,淤積量大汛關(guān)閘是小汛關(guān)閘的4～5倍。而大潮放同樣的水，前者的效率是后者的10余倍。3.1.2漲潮時清頂渾根據(jù)一般潮水前峰挾沙量大的特點，漲潮前(特別是大潮汛前)開閘放水，3.1.3低高潮時開閘沖淤3.1.4利用水頭差開閘沖淤年6月～9月，東灘中心河閘進行了不同水位差沖淤試驗，共分3組，水頭差分近，中、大水位差沖刷范圍較遠，最大影響范圍為2500m.結(jié)合其它擋潮閘放水沖淤的試驗資料可知：最佳沖淤水位差在0.8～1.0m左右，每次沖淤2～3h,連續(xù)沖淤效果差，間隔時間至少2～3d.3.1.5納潮沖淤納潮沖淤是解決河口水力沖淤水源不足的有效方法。1998年2月26日至4月3日，中心河閘進行過一次納潮沖淤試驗，先后納潮5次，其中大潮3次，平常潮2次，納潮總歷時9h55min.納潮水量154萬m3,沖淤14h45min,沖淤水量205萬m3.閘下沖刷土方2.32萬m3,上淤河道沖刷土方0.61萬m3,沉積土方1.35萬m3,實際納潮帶進泥沙0.74萬m3.試驗結(jié)果表明，納潮沖淤水源充沛，3.2機械清淤法。如1994年9月，夸套河閘下游引河3.15km范圍內(nèi)，河床底普遍淤積1.2m以上，僅放水沖淤難以奏效，后用8臺11KW柴油機，8臺20.32cm混流泵裝配日至11月30日共30潮次，沖刷河床板結(jié)土1.1萬m3,河底高程降低0.5m,效3.2.2機船挖淤3.2.3水力沖塘工，7月6日～12日，共作業(yè)250臺時，施工長度175m,口寬8～10m,共挖土方0.25萬m3,完工第2天已成行水主道，縮短下游引河港道流程1.1km,提高4.1.2正確確定閘下引河長度