射阳河闸下港道淤积整治措施及效益
2010-08-07朱明成
朱明成
一、工程概况
射阳河位于江苏沿海中部,是淮河下游里下河地区最大的排水河道,流域面积4036km2,排涝面积319万亩,起源于楚州、宝应、建湖交界的射阳湖,流经阜宁、滨海、射阳入海。
射阳河闸位于射阳县海通镇,闸上干河长161km,闸下港道32.0km,近闸处河面宽近400m,河底高程在-9.0m。闸下港道经两次裁弯取直,以及浅滩抽槽、港道疏浚等,并且在河口建设射阳港,利用深入港道将上游涝水直接排泄入海(见图1)。
射阳河闸为江苏沿海最大排涝挡潮闸,建于1956年,共35孔,孔径10m,闸总宽410.0m,闸底板高程-3.5m,设计挡潮水位6.55m,日均排涝流量960m3/s,最大排涝流量3360 m3/s。射阳河闸建成后,充分发挥了排涝、挡潮、御卤蓄淡作用,有效抵御了1981年、1989年强台风高潮袭击和1991年、2003年、2009年淮河下游特大洪涝灾害。2000~2009年射阳河闸排涝水量平均每年达到46.36万m3,占里下河地区沿海四大港(射阳河、黄沙港、新洋港、斗龙港)自排及江都、高港站抽总排水量的41%,对保障沿线以及整个里下河地区防洪保安,促进经济平稳发展起着十分重要作用(见表1)。
二、射阳河闸下港道淤积成因分析
1.近岸海滩特性
射阳河闸位于江苏黄海淤泥质海岸,黄河故道入海口南侧,历史上由于黄河入海口改道,1194~1855年黄河南泛夺淮,带来大量泥沙,使海岸东扩,形成突出的海岸。黄河北归后,沿岸受海潮冲刷,并顺海洋流南下,在黄河故道口至弓京港段近岸形成泥沙流。
2.闸下港道地形特性
射阳河闸闸下港道长达32km,是江苏省沿海建闸控制河道闸下港道最长的河道,河道弯曲摆动,在弯道处由于横向环流和折射流作用,造成凹岸冲刷,凸岸淤积,延长闸下港道长度,致使涨落潮水力坡降减缓,落潮流速减少,挟带泥沙能力降低,加剧港道淤积。
3.闸下港道水力特性
射阳河口属于淤涨或微淤岸线,但近岸海水挟带泥沙含量较大,一旦河流建闸控制,闸下港道潮波发生变化,在闸前形成驻坡,流速为零,潮流挟沙能力下降,大量泥沙在闸前沉积,同时由于落潮时间比涨潮时间长,流速比涨潮时小,整个闸下港道呈现总体淤积趋势。
4.河道迳流特性
射阳河闸兴建后,闸上下泄迳流量减少,冲淤水动力较小,汛期内涝水位较高情况下,开闸泄流。非汛期、处于蓄水灌溉或抵御高潮位,长期关闸,从全年分析,射阳河位于淮河下游地区,正常年份,6月以前淮河上游来水偏少,又是水稻大栽插、大用水季节,灌溉水资源紧缺。7~8月,降雨量集中,排水时间也大都发生在此期间,其他10个月一般处于属于关闸控制泄流。随着里下河地区防洪排涝标准提高,江都抽水站,泰州引江河高港站参与排涝,实际又减少了汛期包括射阳河在内的沿海港道的排水量,冲淤保港的水动力也相应减少。
三、清淤技术措施及效益
射阳河闸的主要功能是挡潮排涝,射阳河流域面积大,现状河床断面大,河底深,是排泄里下河地区涝水的主要河道。随着通榆河建成通水,江苏沿海地区水系相应调整,原来水位控制较低的射阳河沿线受南部较高水位压力。针对这样新的情况,射阳河闸下港道的特点,采取了清淤保港措施进行整治。
1.闸下港道裁弯取直工程措施
射阳河闸建闸初期闸下港道达32km,港道弯曲多变,并汇集黄沙港、运棉河、利民河入海。运行后闸下港道出现大量淤积,1956年建闸初期闸下港道断面积为2140m2,运行三年后,1960年为1050m2,至1980年只剩下330m2,排涝能力急剧下降。自1980年至2008年先后采取三期裁弯取直。一期工程在下游东小海向外实施裁弯取直,港道长度缩短为15.2km,二期工程实施闸下近闸段淤滩抽槽,调顺水流,三期工程在闸下桩号5.0km~9.0km裁弯取直并对港道进行疏浚清淤。(详见图2)。经过整治,闸下港道逐步平顺,断面积保持在1000 m2左右,在1991年之前采取日常清淤措施,港道有所改善,之后停止日常清淤,淤积逐步增加,淤积量保持在2000 m2以上,2008年达到2353万m3,总体上维持在较高值。
2.增加港口排洪能力
河口以下段结合射阳港港口建设,疏浚运输港道,打开河口外侧拦门沙,将外排涝水直接导向近海较深处,2009年开始建设。利用开挖深水航道,构筑双导堤,形成一条在原有基础再增加“外导”功能的排水思路新模式。据射阳港航道设计规模,深-10.0m,宽190~220m,两侧尚有相距1200m的双导堤,堤顶高程2.0m,既挡住海洋环流挟带泥沙,减轻风浪对港道影响,港道内淤积泥沙也将及时清除。形成将射阳河洪涝水外导到波浪破碎带以外的深海,据分析,港道建成后,落潮流速增大0.02~0.16m/s,增幅在6.9%~30%,涨潮流平均流速减少0.02~0.09m/s。涨潮流速减少与落潮流速增大,有利于维护闸下港道的过水断面,稳定闸下河段河势,增强射阳河港道的排洪能力。
表1 2000~2009年射阳河闸逐年排水量统计表 单位:亿m3
3.闸上河道裁弯整治
射阳河在闸上干河长,多弯曲,行水不畅。特别是通榆河以下段河道十分弯曲,严重影响水流。在射阳通洋段裁弯,缩短河长15km,增加通榆河至射阳河闸之间河道水力坡降,上下游水头差相同的情况下,在射阳河闸开闸泄流时,将增加流速和流量,在同样涨落潮时差内,上游排泄洪水增加,冲淤保港水源增加,冲淤动力增加。
4.合理调度工程运行,增加冲淤水量
江苏省防办在2008年开始试验,在确保灌溉及生态用水的前提下,合理调度上游水源,利用江都站、泰州引江河高港站抽引长江水以及利用淮河上游回归水制订冲淤保港方案,有计划实施清淤,力争每天开闸冲淤。加强对闸下港道内船舶停靠管理。条件具备时,可考虑利用闸下老河槽修建船坞,供渔船泊位,保障安全,为利用落潮差冲淤创造条件,增强冲淤动力。结合现有动力清淤机械,采取水力冲刷等方法,提高清淤效率。
四、建议
1.进一步加强对射阳河闸上游河道整治研究,特别是通榆河至射阳河闸之间四明、通洋等弯道进行整治,纳入淮河下游里下河地区综合治理范畴考虑,采取工程措施,通过改善河流的流态,加大河道水力坡降,以提高排洪能力,增加冲淤水量。
2.科学运行射阳河闸,加强对闸下港道淤涨情况监测,探索控制潮位差开启闸门,保持一定水位差冲淤,增加冲淤水流动力对闸下2.0km范围内的冲淤作用十分明显。增加冲淤水源,根据沿海经济社会发展需要,在沿海兴建蓄水水库,使水源有一定保有量,并且建立一套长江、淮河上游补水运行的调水制度,利用有限水源对沿海各闸港道的进行轮流冲淤,以期清淤效果最佳。
3.加快射阳港建设,尽早建成港道,打通射阳河出口处拦门沙,可将上游涝水直接排入较深海域,对里下河“处导”的措施进行深入研究,以完善里下河治理处排出路技术方案。
4.增加日常冲淤保港能力。江苏沿海四大港年淤积量为300×104m3,盐城市现有六条动力清淤船,结合水力冲淤,采取耙子清淤、水炮冲淤,斗轮挖掘等措施。每年清淤能力在100×104m3,由于受经费限制仅清淤30×104m3,清淤成本在 3 元 /m3,如能每年安排300万元,可以充分发挥现有设备的作用。安排1000万元,可以完成清淤土方300×104m3,与正常年份淤积量相当