茨淮新河茨河铺分洪闸上引河淤积成因分析及处理建议

2011-05-29杜卫东

治淮 2011年4期

杜卫东

茨淮新河是一条工程规模浩大的人工河道，全长134.2km，分四级控制。茨河铺分洪闸是第一级控制工程，位于颍河与茨淮新河交汇处。该工程1977年2月开工兴建，1980年7月1日验收并交付使用；设计规模为分洪闸17孔、单孔宽10m、闸身总宽190.8m，设计最大分洪流量2300m3/s，排涝流量为1940m3/s，是茨淮新河的咽喉工程。

茨河铺分洪闸自交付使用以来，在分泄颍河洪水、排除内涝、减轻下游正阳关至怀远段的洪水压力及灌溉、航运、城市生活供水等方面发挥了重要作用。但随着分洪闸上、下引河淤积情况的加剧，分洪能力受到严重影响，同时严重威胁闸体安全，亟待整治，以便发挥茨淮新河的整体效益。

一、茨河铺分洪闸引河淤积情况

由于茨河铺分洪闸上引河的淤积使工程的正常运用受到了严重的影响，工程管理部门先后于1983年、1984年、1989年、1996年、2000年、2003年汛后对淤积河段进行了测量，1983年汛后最高淤积达27.80m，1984年最高淤积达28.30m，最低淤积也达25.71m，至1996年上引河段淤积量已达42万m3,下引河段淤积量为32万m3。分水口上下游河段的河床发生显著变化，分水口左岸淤积范围逐渐向颍河推进，分水口下颍河左岸用于护坡的抛石被冲走。2000年10月测量的成果显示，分洪闸上至分流河口段（0+00～0+880）左岸全部淤积，河道过水断面明显减少，2003年10月测量成果表明，河道过水断面进一步减少，上引河段淤积最高处已达29.50m（左岸800m处），淤积进一步向闸前河口上游方向推进，淤积总量达47.61×104m3。虽经2004年清淤治理，但淤积原因并未消除。

二、茨河铺分洪闸上引河淤积成因分析

1.颍河高含沙量为上引河淤积提供了丰富的沙源

由于颍河的上游系桐柏山区，中游为冲积平原，地表植被覆盖率低，存在一定程度的水土流失现象，一旦遇大的降雨，所产生的径流挟带大量的泥沙沿河槽顺流而下，虽有部分泥沙沿途沉积，但至安徽境内仍有大量粒径较小的泥沙随水流向下游移动。据测算，颍河阜阳闸站汛期高峰含沙量可达25.8kg/m3，汛期多年平均输沙量在10×104t以上。

2.引水口门过宽、引河段过长易形成盲肠河段

茨河铺分洪闸进水口门过宽，上引河断面底宽202m，而颍河主槽河面宽为150～200m，两岸的堤线宽度也仅为250～400m，分流渠道与主河道的宽度不成比例，且与颍河来水方向相对，又加之闸身距颍河分洪口渠道过长（达860m），形成一段盲肠河段，为淤积创造了有利条件。当颍河来水茨河铺分洪闸关闭时，上引河段内为静水，在进水口门河段内形成顺时针方向回流，右岸因水流流速大而形成冲刷，而左岸因流速变缓挟沙能力减小，回水水流所挟带的泥沙沉降，在左岸部分河段内落淤，该种形式的淤积即为典型的盲肠型河段淤积。

3.分洪闸控制运用不合理

截至目前，茨河铺分洪闸主要根据《（82）省防指第028号》规定控制运用：在颍河上游来水量较小、阜阳闸下泄无困难时，茨河铺闸一般不开闸；而在上游洪水流量不危及下游防汛安全时则以小泄量引水为主；只有在上游洪水流量危及下游防汛安全时才开闸分洪。用此种控制运用办法，分洪闸大部分时间处于不分流或分流量很小状态。关闸不分流，异重流和回流淤积影响大；分流量小，闸上游水深大，流速小，闸上引河易产生缓流淤积现象。

三、茨河铺分洪闸淤积处理建议

1.尽快启动防淤闸建设方案

由于茨河铺分洪闸上引河是一盲肠河段，其淤积是由细颗粒高浓度泥沙引起的，在干流上做整治工程，诸如建造将面流导向引河、底流导向对岸的导流屏等，往往很难达到预期的减淤效果。要减轻盲肠河段淤积，最好将盲肠河段和含沙量比较高的干流分隔开来，在口门附近建防淤闸。根据1993年南京水利科学研究院河港研究所模型试验研究表明，防淤闸轴线采用与右岸交角120°为最佳。实施防淤闸方案后，应尽量避免长时间的小流量分流，特别是在颍河含沙量大的情况下，尽可能不打开防淤闸，以减少闸内淤积量。

2.退建分流岛

从运用情况看，分流岛过于尖凸，对此段颍河的演变产生不良影响，而适当后退做成鱼嘴形，既有利分流，也可消除分流岛下侧的回流。

3.根据洪峰、沙峰出现的先后顺序制定科学合理的控制运行规范

河流泥沙的运行、沉浆、启动有其内在的规律性，掌握了泥沙运行规律就可以最大限度地避免淤积现象的发生。据实测资料分析，颍河沙峰一般超前于洪峰，要尽量推迟分洪时间，避开沙峰。在中小洪水发生时可在洪峰水位过后开启茨河铺分洪闸泄洪，闸门开启初期可按超过同比泄洪的方式运行。这样上引河段的水流挟沙能力大于颍河水流的挟沙能力，必将从河底补充泥沙，涨水期沉降的泥沙很快重新启动，随水流向下游移动；在不影响颍河下游防洪安全的前提下，大洪水时尽量推迟分洪时间，分洪时可考虑按同比泄洪方式进行工程调度，甚至可以超过颍干，一旦分洪作用不大，应立即关闸。