引黄济青沉沙池运行管理与泥沙处理

2012-08-15王均乔侯燕钦

山东水利 2012年9期

王均乔，鲍芳，侯燕钦

（胶东调水局滨州分局，山东滨州 256600）

引黄济青工程是从1989年通水至今已安全运行20多年，为青岛市及工程沿线经济社会的可持续发展提供了可靠的水源保证。而引黄济青沉沙池已严重老化，但随着黄河来水量减少，还要承担向胶东地区供水的任务，济青渠首引水能否满足需要，是面临的一个重大课题，需要对引黄济青沉沙池运行管理、泥沙处理进行总结研究，并提出相应对策。

1 引黄济青工程沉沙池概况

引黄济青工程采用条渠形沉沙池。设计总沉沙面积36 km2，设9个条渠分期使用，每条使用4～5年，总共可用40年。第一期修建2号条渠，为避免迁村困难，且有利于今后新村建设，2号条渠进口段进行调整，改由第一条渠进水。第一期工程修建第二、三两隔堤，长度分别为5 930 m与6 530 m。为减轻与防止周边土地的洇碱，沿两条隔堤的外侧分别开挖截渗沟。

2 沉沙池运行管理

2.1 工程管理

1）为防止隔堤堤坡冲刷，沉沙池隔堤土方工程完工后及时在外坡、堤脚处植树绿化，坡面及堤肩种植草皮。2）沉沙池水面宽阔，风浪对南围堤临水坡有较大的淘刷，1989年向青岛引水结束后，对淘刷堤坡进行加固维修，采用开阶法补坡，坡脚浆砌石齿墙，坡面用混凝土预制板衬砌。3）成立专业养护队伍，明确管理养护范围、标准，定期检查，发现问题及时修复。

2.2 调度运行

沉沙池承担济青、沿途、渠首博兴县工农业用水的沉沙任务，运行中遵循以济青引水为主、其他用水为辅的原则。有专门人员及时了解黄河水位、流量等情况，引黄济青省局根据青岛用水量和黄河水情，编制引水调度方案。引水期间，滨州分局调度中心设在渠首所，采取领导带班制度，主要技术人员24 h轮流值班，根据省局调度中心指令，精心调度，及时解决突发问题。一线护堤人员巡回检查，以防大坝渗透毁坏。闸站人员每2 h观测1次水位，及时掌握沉沙池水情，确保安全运行。

2.3 沉沙池冲淤观测

为观测隔堤沉降和条渠内泥沙淤积情况，1989年9月沉沙池隔堤土方工程完工后，惠民地区（现滨州市）水利勘测设计院测量队沿条渠左右两隔堤埋设对应固定桩，左侧埋设35个，右侧埋设33个，并对完工后的沉沙池进行纵、横断面测量。每个引水年度结束后，组织专业测量队对沉沙池进行纵、横断面测量，绘制横断面图和平面图，总结淤积规律。

2.4 沉沙池泥沙分析

每个引水年度结束后，在沉沙池上中下游取土样，分析淤积物颗粒组成。1992年沉沙池沉积泥沙的颗粒组成，中值粒径上游为0.032 mm，中游为0.097 mm，下游为0.011 mm。通过每年泥沙沉积分布分析，了解上下游淤土性质，用以指导泥沙处理方案的制定。

3 泥沙处理

从1989年11月正式向青岛市送水，截止到1993年6月，经过4个引水年度的运行，2号沉沙池沉积泥沙530万m3，上游段（张寨桥以上段）平均高程达到11.0 m（黄海高程，下同）以上，中游段（张寨桥—刘王桥之间）高程在11.0～10.0 m之间，沉沙池自流沉沙功能几乎全部丧失。原设计进水闸后修建打渔张引水泵站，自流沉沙功能丧失后采用扬水沉沙，由于资金不足等原因，扬水泵站一直处于缓建状态。鉴于此种情况，在泥沙处理方式上，产生了不同于原设计扬水沉沙的另一种观点——以挖待沉方案。1993年5月，引黄济青省局、滨州分局、博兴管理处有关技术人员组成清淤工作组，从1993年开始，连续3年采用泥浆泵在沉沙条渠内清淤，弃土沿隔堤堆放在条渠内两侧，3年共清淤263.55万m3。这一方案开发了2号沉沙条渠的沉沙能力，确保了引黄济青工程的正常运行。但这一方式减小了沉沙面积71.85万m2，占沉沙池上、中游沉沙面积的1/3，不宜再继续扩大弃淤场地，否则，沉沙面积减小，沉沙能力降低，不仅影响沉沙效果，也给今后清淤带来困难。

为了确保引黄济青工程的正常运行，使沉沙池的开发运用逐步走向良性循环的道路，在总结自身泥沙处理经验及借鉴其他引黄灌区成功经验的基础上，1996年又提出了“化整为零、临时占用、合理补偿、实时还耕”的新思路。根据这一思路，进行了大量调查研究、现场勘察、分析计算工作，提出了“引黄济青工程沉沙池清淤规划草案”，对今后10年的泥沙处理提出了规划意见。清淤规划草案选择了7块条形弃淤场，这些场地在隔堤外侧，平行隔堤布置，垂直隔堤方向200 m左右，面积为150万m2，基本可满足10年使用。并对1996年开始的第一期挖泥船清淤进行了具体安排，经与当地政府协商，选择2号条渠两隔堤外侧耕种条件差的荒碱低洼地，进行淤改，使薄地变良田。根据淤积现状，先启用3块堤外弃淤场。对内堤弃淤场未达到弃淤高程部分，仍以泥浆泵作业，堤外弃淤场采用挖泥船作业。从1996年开始，至1998年底第一期挖泥船清淤完工，挖泥船和泥浆泵3年共清淤346.2万m3，1999年春天对3块堤外租用弃淤场按时还耕。从1999年开始，又进行第二期施工，在上、中、下游堤外又开辟了3块弃淤场，根据排距远近分别采用挖泥船和泥浆泵作业。1993—2011年底共完成清淤土方量1 114万m3。充分保证了工程的正常运行。

为保护当地自然环境，保证弃淤场地不沙化，对达到淤积高程的弃淤场，及时种植树木，进行绿化，树间种植苜蓿，搞好水土资源开发。

4 应采取的对策

引黄济青工程从1989年运行至2011年，共引黄河水32.78亿m3，自2002年起，向青岛市每年供水的基本量由3 700万m3调增为9 000万m3，今后还要承担向胶东地区供水的任务，加上博兴县农业灌溉引水，引水任务较重。通过测量沉沙池的现状为：沉沙池内泥沙淤积主要分布在上、中游，约占沉积总量77%。尤其是进口处，边清边沉，在设计水位运行时，过水面积仅为设计过水断面的10%，主要靠溜沟过水。针对上述情况，需要对沉沙池的运用进行进一步的研究。

4.1 修建打渔张泵站

自流沉沙方式现在已不具备大流量引水能力，从提高引水能力的角度来说，必须修建打渔张泵站，恢复设计中的扬水沉沙功能，泵站前的输沙渠距引黄闸只有500多m，可以将此段渠道挖得够深够宽，渠底和进水闸底板（高程9.0 m）一样高，形成大比降引水，只要黄河有水就能引进来。山东省水利设计院已于1991年将打渔张泵站设计完毕，泵站碎石桩基础已做好，电机、泵件都己齐备，只要修建主体厂房即可，建设工期短。泵站建成后既可增加抢引水能力，又可延长现用沉沙池的使用寿命。

4.2 新征沉沙池

从长远来看，引黄济青工程向青岛市和胶东地区供水是长期的，供水量会不断增加。现在使用的2号沉沙池经20多年的运行已严重老化，远远不能满足引水需要，现在应趁胶东调水工程上马的大好时机，新征1条沉沙池，否则胶东调水工程即使建成也将无水可调，起不到应有的作用。新征1条沉沙池，可以解决比较长久的泥沙沉积。在新、旧沉沙池运用上科学调度，充分利用旧沉沙池下游的沉沙功能。在新沉沙池内配置几只挖泥船，将沉积的泥沙输送到旧沉沙池内，淤改后及时还耕。这样可以比较长久地解决引黄济青工程的泥沙处理问题。