浅析水闸闸前淤积

王正虎

(江苏省淮沭新河管理处 淮安 223005)

浅析水闸闸前淤积

王正虎

(江苏省淮沭新河管理处 淮安 223005)

本文主要以淮阴闸闸前淤积为例进行水闸闸前淤积原因分析，提出了水闸闸前淤积对水闸功能的影响及减淤措施等，为水闸工程运行管理、充分发挥工程效益提供了一定的依据。

闸前淤积 原因分析 减淤措施

1 工程基本情况

淮阴闸位于江苏省淮安市西北10km处，在淮沭新河与中运河交汇处，是分淮入沂、淮水北调淮阴枢纽的主体工程。该闸建成于1959年10月，共30孔，单孔净宽10m，闸总宽345.4m，设计流量3000m3/s，校核流量4000m3/s，工程设计标准为300年一遇。其主要作用是:分淮入沂、挡洪、灌溉、供水和调节运河航运水位。该闸于1994年和2004年进行两次工程加固，但闸前引河未采取清淤措施。

2 闸前淤积及对水闸功能的影响

2.1 闸前淤积量

淮阴闸闸前引河标准断面平均河宽390m，设计河底高程6.0m，设计水位14.6m，断面计算水位11.5m，平均淤积深度达3.6m，主槽最低淤积深度为1.64m。从表1可见，在闸上长270m的范围内(0+030～0+ 300)总淤积量约为37.8万m3。淮阴闸至上游河口的距离为1276m，通过推算，淮阴闸至上游河口总淤积量达178.8万m3，平均年淤积量为3.5万m3。

表1 2010年淮阴闸闸前淤积量

2.2 淤积方式

根据淮阴闸闸前水下地形图分析(见下页图)，闸前淤积方式为断面缩窄，整个淤积过程有恢复开挖前断面的趋势，底宽大幅度减小。主槽与河床轴线严重偏移，越向上越偏向右岸，越向下其淤积深度越大。整体上说，闸前淤积深度以平均淤积为主，原左侧河底及边坡已形成浅滩。

淮阴闸闸前水下地形图

2.3 闸前淤积对水闸功能的影响

水闸闸前引河淤积后，致使水闸的泄洪和引水功能严重下降。2003年7月11日淮阴闸泄洪流量达到1720m3/s(历史最高值)，当日闸前水位13.1m，在水位和泄洪流量都未达到设计值的情况下，淮阴闸已暴露出许多安全问题，其中一个重要原因在于闸前引河河床淤积减小了过水断面，并致使闸前水位大大抬高，影响了闸室稳定。另据记载，1992年供水期上游河口水位为10.0m时，闸前水位仅为9.07m，引河普遍出现挂流现象，严重影响了该闸引水功能的发挥。

3 闸前淤积原因分析

3.1 工程运用不当和不足

淮阴闸引水和泄洪流量实际上多数时间都不能在设计状态下运行。设计泄洪流量为3000m3/s，实际在运行过程中最高为2003年1720m3/s，一般洪水年份仅有300～600m3/s左右(见表2)。设计引水流量为440m3/s，实际在运行过程中一般仅有70～80m3/s左右，春播用水季节为100～300m3/s左右。达不到设计引水和泄洪流量就必然使流速和挟沙能力降低，水流过闸时难以带走引河的全部泥沙，不符合大水冲，小水淤的自然规律，从而导致泥沙的淤积。在上游来水时，淮阴闸关闸或以较小流量泄流时，闸前引河形成壅水顶托，人为降低流速或产生回流，造成引河的溯源淤积，这也是淤积的原因之一。

表2 淮阴闸历年流量统计

3.2 上游河道来水含沙影响

淮阴闸闸前淤积泥沙来源主要是以上游口门二河闸泄流带来的泥沙、二河闸下游二河段堤防护坡植被遭破坏所产生的水土流失为主。从表3可以看出，二河闸来水18年来日平均输沙率达20.8kg/s，年平均输沙量65.4万t，输沙量还是很高的。二河两侧堤防迎水坡被垦种，天然植被覆盖率降低，汛期暴雨直接冲击溅蚀地表，造成径流冲刷表层土壤，引起水土流失，挟沙汇流入河增加上游来水含沙量。

表3 二河闸输沙量统计

3.3 发生累积性淤积

闸前引河为宽浅河段的易发生累积性淤积。闸前引河在关闸时是沉淀淤积的，泄流时冲刷走沙。但大多数为小流量泄流，只开启少数几孔，泥沙在泄流时不能全部冲走，尤其是远离泄流孔淤积的泥沙，引河于是发生累积性淤积。下部累积的淤泥因水压和重力作用密实度增加，逐步稳定下来。上游河道土质为沙土，细泥沙在闸前的造床作用尤为特出。二河段沿途排放污水和农业废水。在电解质的作用下，细颗粒泥沙团聚成较大颗粒，在关闸或小流量泄流时沉降下来。在正常情况下，某些基本不沉淀的细小颗粒，经絮凝作用后，也可沉降到河床上。

4 闸前减淤措施

4.1 机械疏浚

在水闸大流量泄流、闸前水流强度较大时采用搅动疏浚，迫使这一部分淤泥泄向下游。也可在闸前水位较低时，采用挖泥船挖淤。最好两种方法综合使用。

4.2 洪水期冲淤，正常运用时，分批轮流开启闸孔

实行适时引水，集中引水，缩短泄水时间，加大泄水流量，分批轮流开启闸孔，以便提高输水挟沙能力、减少闸前年淤积量。洪水期采用高水位、大流量、速泄速停的运行方式，在下游河道能够承受的前提下，尽量加大泄洪流量，提高水流冲沙量。工程正常运用时，有效利用闸上有限水量，根据需要补给的水量确定引水量，定期集中下泄，加大闸前水流强度，带走闸上部分淤积泥沙。同时也可利用间歇式开闸，分批轮流开启闸孔，尽可能提高局部孔前水流挟沙能力，从而减少闸前淤积量。

4.3 搞好堤防林带植被

在上游堤防加强林带建设，减少迎水坡面垦种，搞好植被工作，防止水土流失。林带必须有乔木、灌木、草类等按比例发展，从根本上改善生态环境。植被可以阻止水土流失，植被的地上部分可以拦截降水，减轻雨滴溅击，削弱降水对土壤的破坏作用;植被根系有穿插缠绕和盘结土体的作用，可以加强土壤的抗蚀抗冲能力，以减轻径流冲刷和水土流失，减少水体含沙量。

5 结语

为了减少水闸闸前淤积，水土保持是必经之路。只有搞好上游河道综合治理及工程配套，才能达到减轻闸前淤积的目的。鉴于闸上淤积对水闸泄洪、引水等功能的不利影响，应优化水资源配置，通过年度水资源配置方案实施水闸运行方案。并建立水闸运行管理评估制度，评估水闸运行方式对功能的不利影响。当水闸功能与设计标准相比严重降低时，应适时予以清淤。另外建议扩大闸前引河断面观测范围，以重新确定各断面的淤积分配情况。