沿海涵闸典型年入海径流（量）与闸下港道冲淤关系分析

黄广勇 查 红 闻余华

（1.江苏省水文水资源勘测局盐城分局，江苏 盐城 224002；2.江苏省水文水资源勘测局，江苏 南京 210029）

0 引言

江苏省水利厅于2012年7月至2013年6月组织盐城市四港监测所和盐城水文水资源勘测局对四大港及四卯酉闸下港道进行测量，为《江苏沿海闸下港道淤积机理和健康运行研究》提供相关基础资料。笔者根据这次闸下港道测量成果和同期闸坝排泄水量资料，分析沿海涵闸入海径流对闸下港道冲、淤影响，供水利工程管理部门冲淤保港调度运行参考。

1 江苏沿海挡潮闸闸下港道淤积概况

江苏省濒临黄海，入海河道众多，沿海港闸总计118 座，其中，大中型挡潮闸60 多座，这些挡潮闸在防潮抗台、御卤蓄淡、防止土地盐碱化以及提高防洪排涝能力等方面发挥了巨大作用，为整个沿海地区的经济发展提供了保障。但挡潮闸建成后减少了下泄径流量，引起潮波变形，延长了落潮历时，削弱了落潮流量和流速，使涨潮流带入的泥沙不能被落潮流及时带出，形成挡潮闸闸下港道淤积，特别是粉沙淤泥质海岸带港道淤积更为突出，从而降低挡潮闸的排水能力，制约工程效益的发挥。以苏北四大港为例，目前闸下平均过水断面面积和河床容积比建闸初分别减少67%和65%，另有9 座挡潮闸报废下移。沿海四大港闸及四卯酉闸等港闸分布见图1。

2 典型年水文特征分析

2.1 雨情

2012年7月至2013年6月，里下河区面平均累计降水量1007.3 mm，比多年平均偏多1.3%，基本持平。经与1956～2010年同期年降水量系列比较，该典型年降水量频率为43%，属平水年。2012年7月至2013年6月里下河区降水量与多年平均降水量对照详见表1。

2.2 水情

2012年入梅后受持续较强降水影响，内涝、外洪导致里下河区河网水位快速上升，7月初里下河主要河道站水位均超警戒，形成年内涨、落幅最大的一次洪水过程，详见表2。

表1 里下河区降水量统计表

表2 里下河区代表站2012年梅雨期水位特征值统计 （单位：m）

2.3 径流频率

射阳河闸：2012年7月至2013年6月年径流量为51.59 亿m3，比多年（1973～2012年）平均径流量偏大31.6%，年径流频率13%。

黄沙港闸：2012年7月至2013年6月年径流量为11.75 亿m3，比多年（1973～2012年）平均径流量偏小15.2%，年径流频率67%。

新洋港闸：2012年7月至2013年6月年径流量为24.64 亿m3，比多年（1973～2012年）平均径流量偏大14.3%，年径流频率26%。

斗龙港闸：2012年7月至2013年6月年径流量为9.706 亿m3，比多年（1973～2012年）平均径流量偏小32.5%，年径流频率87%。

四卯酉闸：2012年7月至2013年6月年径流量为12.68 亿m3，比多年（1980～2012年）平均径流量偏大82.3%，年径流频率7%。

3 入海径流（量）对闸下港道冲淤变化影响分析

3.1 断面布设、施测时间及测验频次

断面布设：根据四大港及四卯酉闸下港道长度大体以平均间距布置测量断面，弯道处适当加密，具体断面布设情况见表3。施测起讫时间为2012年7月至2013年6月。测验频次：2012年7～10月平均每半个月施测1 次；2012年10月至2013年6月施测2～3 次。

3.2 不同时段径流与冲淤变化量对照分析

根据闸下港道各测次断面测量成果，计算相邻时间段港道冲、淤变化量，5 个港道断面面积、河床容积计算均统一为高程0.0 m 以下部分。在计算每一个相邻时间段港道冲淤变化的基础上，分汛期、非汛期两个主时间段对5 个港道冲、淤变化情况进行分析。闸下港道断面施测期冲淤土方量和排泄水量统计见表4、表5。

由表4、表5 可知，以四大港射阳河闸闸下港道为例，汛期时间段（2012年7月11日至10月19日）5次闸下港道断面测量港道均呈冲刷变化，河床总冲刷土方量227.4 万m3，非汛期（2012年10月19日至2013年5月30日）3 次断面测量2次港道呈淤积变化，总淤积土方量81.66 万m3，该闸闸下港道明显呈汛期冲、非汛期淤变化特征，四大港其它三个闸闸下港道亦存在同样的冲淤变化特征。斗南垦区四卯酉河闸下港道汛期时间段（2012年7月14日至10月19日）4 次断面测量3 次港道呈冲刷变化，河床总冲刷量21.14 万m3，非汛期（2012年10月19日至2013年5月28日）3 次断面测量2次港道呈淤积变化，总淤积量16.70万m3，同于四大港闸下港道，亦呈汛期冲、非汛期淤变化特征。

表3 闸下港道测量断面布设情况表

表4 射阳河闸下港道断面施测期冲淤土方量和排泄水量统计

表5 四卯酉河闸下港道断面施测期冲淤土方量和排泄水量统计

3.3 冲淤变化量与时段平均流量相关分析

闸下港道冲、淤变化主要与排泄流量有关，一般规律是流量大则冲刷、小则淤积，笔者者拟分析闸下港道相邻测次冲、淤变化量与期间平均排水流量相关关系。考虑枯、汛季节转换初期，港道冲、淤变化与流量关系的不稳定性，将初期2 个测次合并作为一个关系点据进行分析。由于闸下港道冲淤变化除受流量因素影响外，还受大小潮汛、港道长度、滩涂围垦造成的近岸洋流变化等因素影响，关系点据较分散，但趋势线基本反映了港道冲淤随港道排水流量变化的平均情况。港道冲淤变化量与时段平均流量相关关系详见图2。

3.4 冲淤保港最小流量分析

根据冲淤变化量与时段平均流量相关关系，可推求5 个港闸下港道冲、淤变化的流量平衡点，即：冲淤保港最小流量。经计算，射阳河闸冲淤保港最小流量为130 m3/s，黄沙港闸为31.2 m3/s，新洋港闸为68.2 m3/s，斗龙港闸为30.5 m3/s，四卯酉闸为36.8 m3/s。

4 结论与建议

4.1 结论

（1）2012年7月至2013年6月，里下河区面平均累计降水量1007.3 mm，比多年平均降水量偏多1.3%，该典型年降水量频率为43%，属平水年，并于2012年7月初主要站超警戒水位，形成明显的涨、落幅最大的一次洪水过程；“四大港”和四卯酉闸年径流同多年平均径流相比，四卯酉河闸偏大82.3%、射阳河闸偏大31.6%、新洋港闸偏大14.3%、黄沙港闸偏小15.2%、斗龙港闸偏小32.5%。

图2 港道冲淤变化量与时段平均流量相关关系

（2）2012年7月至2013年6月，射阳河、黄沙港、新洋港、斗龙港和四卯酉河闸下港道不同阶段冲、淤变化与同期平均下泄流量关系分析表明，沿海涵闸闸下港道冲、淤变化量与同期平均下泄流量呈正相关特征。即：流量大冲，流量小淤。

（3）射阳河、黄沙港、新洋港、斗龙港和四卯酉河闸下港道冲、淤平衡流量（冲淤保港最小流量）分别为130.0 m3/s、31.2 m3/s、68.2 m3/s、30.5 m3/s、36.8 m3/s。

（4）笔者分析获得5 个港的冲、淤平衡流量是仅基于一个水文年闸下港道断面监测成果，不能完全反映丰、平、枯各种年型的共同特点。

4.2 建议

由于闸下港道冲、淤变化除受涵闸下泄流量影响外，还受潮汛、港道长度、工程调度、滩涂围垦等因素影响，故为深入探索沿海涵闸入海径流对港道冲、淤变化的影响，还需就潮汛、工程调度、滩涂围垦等对港道冲、淤变化影响进行专题分析研究，这对指导沿海涵闸冲淤保港调度具有重要意义。