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曹娥江大闸上游河段淤积对萧绍平原排涝的影响

2015-05-17邵伟龙来移年韩越峰

小水电 2015年3期
关键词:大闸马山河网

邵伟龙,来移年,韩越峰

(1.绍兴市柯桥区塘闸管理处,浙江绍兴312072;2.绍兴市柯桥区水利水电局,浙江绍兴312072)

曹娥江大闸上游河段淤积对萧绍平原排涝的影响

邵伟龙1,来移年2,韩越峰2

(1.绍兴市柯桥区塘闸管理处,浙江绍兴312072;2.绍兴市柯桥区水利水电局,浙江绍兴312072)

1 概 述

曹娥江大闸位于曹娥江河口,距浙江省绍兴市约30km,是我国强涌潮河口地区第一大闸,于2008年12月下闸蓄水。自此,浙东水利形成一体化格局,杭甬运河由此开通,浙东引水工程亦于2013年2月8日实现试通水,大闸带来的曹娥江水资源开发利用效益开始显现;但是与此同时,由于曹娥江大闸上游河段淤积,不同程度影响了萧绍平原2座骨干排涝水闸新三江闸和马山闸排涝能力。2013年10月4日至8日,由于“菲特”台风影响,萧绍平原出现50年一遇强降雨,平原河网水位绍兴南门达到5.03m,柯桥站达到5.0m,均达到历史第二高水位,导致平原河网地区工厂、民居被淹,经济损失惨重。平原河网高水位的原因,固然有正值钱塘江高潮期排水受阻以及暴雨强度过大,平原河网排水不畅等因素,但其中,由于曹娥江大闸上游河段淤积,影响新三江闸和马山闸排涝能力却是不争的事实。据统计,“菲特”台风期间,新三江闸自10月4日16时30分至10月12日8时连续排涝183.5h,其中平原河网水位从5.02m回落到4.10m。从降雨停止后的10月8日16时至11日17时,平原河网水位下降仅为每小时0.92cm,与以往相比,明显偏慢。按过去积累的经验,2008年以前平原河网在新三江闸、马山闸全开情况下每小时可下降2cm(见图1~图4)。

从水位线图分析可知,曹娥江大闸上游最低水位2.2m,新三江闸下游最低水位3.1m,马山闸下游最低水位3.7m,而同期河网最低水位(绍兴南门站)4.98m。河网水位与闸下水位差明显缩小,这给萧绍平原防洪排涝带来较大影响。

图1 曹娥江闸下水位曲线(2013年10月8日)

图2 曹娥江闸上水位曲线(2013年10月8日)

图3 新三江闸下水位曲线(2013年10月8日)

图4 马山闸闸下水位曲线(2013年10月8日)

2 影响因素分析

(1)平原河网排涝河道阻水。从1981年6月新三江闸建成投运以来,平原河网水系一直维持较为稳定的格局。防洪排涝能力一直维持10年一遇水平,即3日雨量254mm,4日排至作物耐淹水位。1988年前还对新三江闸至荷湖江进行了河道拓浚,兴建了汤公大桥等,使平原河网排涝能力有所提高。进入21世纪以来,杭甬运河于2008年开通,运河宽60m,使新三江闸内河增加了1条东西向输水通道,尤其是2013年底杭甬运河萧甬铁路匝口开通,使平原河网排涝能力得以提高;而平原河网除2013年以前新三江闸东干河金鸡山至荷湖段未按原设计要求拓宽外,主干河道筑坝阻水情况较为少见,平原河道阻水问题虽客观存在但不至于恶化,总体上是能维持原有排水能力的。

(2)下游曹娥江河床淤积抬升闸外水位。在钱塘江主槽走南的条件下,曹娥江大闸未建前,大闸处低水位小潮汛为-1.5m左右,大潮汛可达-2.5m,其河床最低高程在-2.5~-4.0m之间(水深1.0~1.5m)。曹娥江大闸建成后,虽然闸宽增加到560m,但闸底板高程抬高至-0.5m,如果按曹娥江上游河段1∶10000的水力坡降,则新三江闸至曹娥江大闸约16.0km的河段,新三江闸的低水位也至少要抬升至1.6m(假设大闸全开,底板以上水深0.5m),实际运行时新三江闸外最低水位在1.7m以上。据此分析,曹娥江大闸上游河床淤积是抬升新三江闸和马山闸外低水位进而影响排涝能力的根本因素。

在曹娥江大闸可行性研究报告中,对于曹娥江建河口大闸后的河床演变,一般论述认为排除了潮流夹带泥沙淤积于曹娥江河床的可能性,整个曹娥江河床将呈现单向冲刷,当时测算的曹娥江3.90m常水位以下库容为1.46亿m3。实际在大闸堵坝施工后,到2010年闸上库容仅为1.098亿m3,2011年和2012年分别扩大至1.177亿m3和1.287亿m3。但远没有达到设计库容,同时河段间冲淤变化也不同,表现为曹娥江河床冲刷变化呈现新三江闸以上河段冲刷和新三江闸以下河段淤积的变化。另外,弯道效应导致凹岸冲刷加剧,但对凸岸则进一步淤高,整体河床断面并没有增加而是趋于减小。结合嵊州市水文站对曹娥江河床断面测量资料的分析,曹娥江下游段江道以淤为主;特别是马山闸到新三江闸段淤积特别严重,局部淤积深度达1m,库容减少约2000万m3。

总体上,曹娥江河床马山闸下游段淤积仍将延续。2013年“菲特”台风的大流量下泄并没有使下游河床因冲刷而变大,而是使弯道效应进一步加剧,使新三江闸对面凸岸滩地因上游泥沙堆积而淤高,使曹娥江下游段过水断面变小且河床底高程变化不大,新三江闸下游段江道在常水位3.90m以下容积也是减少而非扩大。故曹娥江河床淤积且进一步加剧对马山闸、新三江闸排涝影响是需要引起我们重视的大问题。

3 对 策

目前,曹娥江大闸已建成投运,浙东引水从富春江引水至慈溪市,北线工程已开通进入常态化运行,大的水利格局已形成;在此条件下,如何提高平原河网排涝能力是一个新的课题。根据省水利河口研究院《绍兴市柯桥区海洋灾害风险调查和隐患排查调研报告》,认为柯桥区平原河网常水位3.90m,高于此段钱塘江平均高潮位3.47m,且钱塘江、曹娥江海塘均已达到50~100年一遇防洪潮标准,据此判断柯桥区非防洪排涝隐患区。

虽然采取建泵站强排有助于解决钱塘江高潮位时平原的排涝问题,但由于平原河网多数时间仍可排涝,泵站强排利用时间很短且萧绍平原河网面积很大,泵站排涝作用不大,故也不建议采取建泵站强排的措施。笔者认为,对曹娥江河床进行清淤整治和拓宽新三江闸是近期可采取的主要措施。

(1)对曹娥江河道进行清淤整治。鉴于曹娥江河床土质为粉砂土,且新三江闸下游段河宽从1000m扩至1600多m,与新三江闸上游300m左右河宽相比,扩散过大,且曹娥江大闸排涝孔径560m;建议从马山闸至曹娥江河口拓浚1条底高程0.0~-0.5m、宽度为350~650m的河道,实施中水整治。主要工程措施是对曹娥江河床粉砂土进行疏浚,预计方量达2000万m3,总投资2.5亿元。土方可利用作为柯桥区滨海工业区或绍兴市滨海新城拟开发区填高地面,多余土方直接排至曹娥江大闸下游;疏浚完成后,预计可降低新三江闸和马山闸外低水位0.2m左右,增加排涝能力20%以上。同时,可改善曹娥江通航能力,有利于浙能滨海电厂200万t/a标煤的运输。

(2)对新三江闸实施拓宽改造。随着新三江闸运行条件的变化,曹娥江低水位抬升导致过新三江闸水位差缩小。由于新三江闸上游河道宽达210m,且目前金鸡山至老三江闸扩排工程已完工,上游排涝能力有所增强,而新三江闸闸孔净宽仅90m,在较小水位差情况下,排涝能力下降较多,成为阻水原因之一;要提升新三江闸排涝能力,可考虑对新三江闸拓宽。方法是利用新三江闸左右岸墙两只沉井,可各拓建3孔,每孔6m,使闸孔由15孔增加到21孔,净孔净宽由90m增加到126m,增加40%,预计可增加排涝能力10%以上。采取此方案的好处是拆迁工作量少,占用土地少,且可利用原有闸基础,投资省且见效快,建议列入《浙江省沿海扩排规划》,尽早组织实施。

4 结 语

(1)近年来,新三江闸和马山闸排涝能力变化,除了曹娥江常水位抬升外,曹娥江近年的江道淤积是主要原因。

(2)曹娥江河床近年的冲淤变化说明,曹娥江淤积既与上下游冲淤不平衡的因素有关,也与弯道效应有关,而依靠洪水自然冲淤难以达到预期效果。新三江闸上游河道原设计也期望自然冲淤形成。为提高新三江闸排涝能力,分别于1996年、1997年、1999年、2008年先后4次对新三江闸上游河道进行拓浚,共计完成拓浚土方15.02万m3,此举明显提高了新三江闸的排涝能力。实践证明,粉砂土密实后非常难冲,只能人工清淤才可以拓浚河床。

(3)建议对曹娥江马山闸以下河道实施中水整治,将淤积土方清除形成1条宽深比较大的人工河,同时考虑对新三江闸实施拓孔扩排,以满足萧绍平原高标准排涝需求。

责任编辑 吴 昊

2015-01-30

邵伟龙(1970-),男,工程师,主要从事水闸运行与管理工作。E_mail:243043659@qq.com

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