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我与钱塘江河口治理开发结缘
——余祈文访谈录(下篇)

2021-04-17访谈人访谈整理

浙江水利科技 2021年2期
关键词:大闸尖山钱塘江

访谈人:王 申 访谈整理:王 申

(浙江省水利河口研究院(浙江省海洋规划设计研究院),浙江 杭州 310020)

访谈时间:2018年6月26日

访谈地点:浙江省水利河口研究院2号楼205室(杭州市江干区凤起东路50号)

4 钱塘江河口治理开发专题研究

4.3 钱塘江尖山河段南股槽整治研究

20世纪80年代因澉浦断面的河势变化,导致涨潮流向顶冲余姚、上虞岸段,塘外高滩出现坍塌后退,直逼新围涂的塘脚,水域外中沙又不断向岸边淤涨,使得南股槽内涨潮流期间潮大流急,南股槽发育不衰。余姚、上虞岸段因高滩围涂,塘外抛石较少,抗御能力弱,险情十分严重,成为当地干部群众的“心腹之患”;另外,还阻碍了尖山河段南岸治江规划线实施和曹娥江大闸立项建设。韩曾萃在一次大会上发言:“浙江省水利厅领导对南股槽整治很重视,有位省水利厅副总工说过,谁能把南股槽整治好,谁就是英雄。”由此可见,上级领导及当地干部群众对研究和整治南股槽问题十分迫切。当时浙江省河口海岸研究所受命组织相关单位的科技人员开展该项研究工作,并列入浙江省科学技术委员会计划项目。经过3 a多研究,提出利用中沙相对稳定的特点,采取围垦与截堵南股槽上口相结合的治理方案来促使南股槽淤积、萎缩,然后通过“自上而下”围垦消灭南股槽,实施该岸段的治江规划线。考虑到整治工程量大,石方运输距离远、价格高,又难以满足施工强度的要求,我们研究用泥浆泵充灌土工布袋代替石方作为整治工程材料,并在水槽内完成潮流作用下保沙和袋体稳定试验后,选定土工布料和袋体尺寸。编织袋在本项整治工程中得到广泛使用,发挥了重要作用。陈吉余院士曾对此十分赞赏并大力推广,认为这是一项创新。我们的研究论文发表在《水利学报》上。钱塘江河口治江围涂进展见图1。

图1 钱塘江河口治江围涂进展图

1997年春,南股槽上口经截堵后,随即出现明显淤积和萎缩,沿线海塘压力也随之缓解。经过“9711”强台风袭击,海塘安全无恙。专家评审鉴定认为,这项研究提出的整治方案和整治材料创新性强,经济效益显著,研究达到国内领先水平。1999年获得浙江省科技进步三等奖。

4.4 曹娥江大闸研究

曹娥江大闸是《钱塘江河口尖山河段整治规划》中最重要的规划工程之一。其建设目的主要是提高曹娥江百官段以下江道防洪、防潮和萧绍平原排涝标准,以及充分开发流域水资源,并兼顾改善水环境和杭甬运河通航条件。闸下淤积问题能否解决是建闸的关键。《钱塘江河口尖山河段整治规划》选择了“走中弯曲”的治导线,通过整治南岸形成了微弯的凹岸,整治后曹娥江出口江道在凹岸弯顶附近汇入尖山河段,为口门建闸形成有利的河势。曹娥江是钱塘江下游最大支流之一,流域面积6 096 km2。充分利用径流量较丰富的有利条件开闸清淤,闸下淤积问题估计是可以解决的。

曹娥江大闸建在强涌潮河段,水域含沙量较高,特别是强涌潮冲击、闸下泥沙淤积、软基沉降等是一系列世界级难题。大闸前期工作中,浙江省水利河口研究院潘存鸿等人承担了“曹娥江大闸闸下淤积及工程水力学实验研究”课题,为大闸设计、建设及运行提供科学依据,并获得浙江省科学技术二等奖。大闸主体工程于2005年12月30日开工,时任浙江省委书记习近平参加了开工典礼,并宣布工程开工。大闸经过3 a施工,于2008年12月下闸蓄水投入试运行。大闸投入运行后2009年和2010年实测资料表明,闸下尖山河段主槽离曹娥江口门500~600 m,若遇丰水年尖山附近出现分汊河道,但是主槽仍然紧靠口门附近,表明尖山河段治理后主槽靠近口门附近已成定局,为大闸安全运行奠定基础。实践表明,开闸放水冲刷闸下淤积泥沙效果很好。曹娥江大闸建设规模大,有28个孔,每孔净宽20 m,所处环境条件复杂,经济效益显著,被潘家铮院士誉为“中国第一河口大闸”。

4.5 钱塘江河口水资源配置规划研究

这项工作我没有参与,但我认为它很重要,所以在这里也介绍一下。钱塘江是浙江省第一大河,流域面积55 558 km2,其中河口段闻家堰以上流域面积41 769 km2,多年平均径流量347.6亿m3。1960年以来,相继建成新安江和富春江等特大型水库,径流调节后年际、年内分配更趋均匀,根据潮汐预报还具有顶潮拒咸功能,所以水资源具有较高开发价值。2008年杭州市城市供水85%取自钱塘江河口,还有大量的环境用水,所以河口水资源是有待开发的宝贵资源。为满足杭州市及河口区南北岸平原工农业生产对水资源的需求,20世纪60年代后,对钱塘江河口水资源开发利用研究基本没有停止过。原考虑河口内上、中、下不同位置建闸挡潮引淡方案,由于闸下江道淤积严重而放弃,最终采用“无坝引水”方案。为实现河口地区社会经济的可持续发展,2002年浙江省水利厅组织浙江省水利水电勘测设计院和浙江省水利河口研究院等下属单位编制《钱塘江河口水资源配置规划报告》,其结论如下:

(1)以闻家堰断面的径流量代表钱塘江河口径流量,浙江省水利水电勘测设计院采用模拟法推算得到2020水平年多年平均径流量为340.8亿m3。

(2)钱塘江河口系以海域来沙为主的强潮河口,水资源开发利用必然引起河口淤积,引水后河口增加的淤积量必须在防洪可承受范围内。浙江省水利河口研究院基于多年研究成果并用多种途径分析,可利用水资源量为径流量的20%时引起的江道淤积,防洪是可承受的。

(3)规划调查分析得到2020年水平年钱塘江河口多年平均取水量为42.9亿m3,为河口径流量的12.6%,小于河口水资源可利用水量(实际已超过45.0亿m3)。

(4)根据分析,按河口取水现状,2010、2020年水平年随着公共水厂用水增长,杭州城区公共水厂供水保证率将下降,不能满足供水要求,因此建议萧山区闻家堰与杭州江北片公共水厂取水口一并上移。现杭州市即将建成千岛湖配供水工程,符合取水口上移的要求,可提高一般用水和河网环境用水的保证率,达到设计保证率的要求且取水量增加。2005年,水利部和浙江省人民政府批复《钱塘江河口水资源配置规划报告》;为实施配置规划防止无序超量引水,浙江省水利厅2008年又印发了《钱塘江河口水资源配置工程调度办法》(试行)。

4.6 《钱塘江河口综合规划》编制

该规划于2006年由浙江省水利河口研究院编制,规划重点在澉浦断面以下杭州湾水域。规划目的和任务:杭州湾水域向上与澉浦断面规划面宽16.5 km相衔接,向下采取缩窄方案,仍保留杭州湾喇叭口形的平面形态;北岸规划岸线原则不动,局部仅作理顺调整,旨在有利于维护深水岸线和下一步建港开发利用;南岸则根据水流、泥沙运动特点和岸滩淤涨特性,在不影响金塘水道北仑港水深前提下,沿南岸-3~-2 m等高线开展促淤围涂约3.67 万hm2(55万亩),以满足工农业建设用地迫切要求。该规划与尖山河段治导线初步研究有类同之处,可视为钱塘江河口全线缩窄江道整治规划向澉浦断面以下杭州湾延伸的一个补充规划,2005年完成后经浙江省发展计划委员会和浙江省水利厅联合组织全国及浙江省内专家、地市有关部门进行审查,其后即按此实施。

5 钱塘江河口出海通航研究

访:您是否还参加了钱塘江河口出海通航建设的研究?

余:是的,钱塘江干流通航大致分3段。杭州三堡或八堡以上为内河航运;以下至海盐县澉浦断面为出海通航;澉浦断面以下杭州湾水域为海上通航。为适应杭州市经济建设需求,交通部门十分关注中段出海通航开发。该航道存在3个碍航因素:第一个是江道主槽摆动频繁,航道不稳定,严重影响通航;第二个是水下有沙坎,影响通航水深,不能行大船,运输效益低;第三个是涌潮问题,从杭州出海时,经一个潮出不去,需要过第二潮,过潮的时候需要在深水区顶涌潮,对技术要求很高,有风险。这3个因素严重制约钱塘江出海通航。

为开发钱塘江出海通航,浙江省科学技术委员会曾立项研究,试图依靠“全线缩窄”治江围涂,解决航道稳定问题,再加上研制浅吃水肥大型船舶来提高出海运量。钱塘江河口按“全线缩窄”方案治理实践表明,除航道趋向相对稳定外,涌潮仍然存在,沙坎顶点位置有明显下移,但顶点高程变化不大,后2个碍航因素仍然制约出海通航的发展,甚至致使出海企业严重亏损。

20世纪90年代后,随着杭州湾北岸嘉兴港开发建设和南岸曹娥江大闸的建成,杭州市及钱塘江中游、上游以及绍兴地区的货物,由内河船舶北面通过京杭运河从嘉兴港出海,南面通过杭甬运河从宁波北仑港出海。这种新运输格局的出现致使钱塘江出海通航船只越来越少,表明钱塘江河口经“全线缩窄”治理后,出海通航未达到预期要求。然而,在建的八堡船闸或已建的三堡船闸、曹娥江大闸都为开发南北岸运河内河航运创造了条件,货物通过内河航运与各自的海港转运,这种运输线路可能更经济合理,适应广、运量大、风险小。

尖山河段治理达到规划线后,主槽相对稳定在南岸,南岸县市迫切要求在岸边兴建出海码头,开发出海航运。初步研究认为,在这一带建港确实具有乘潮航线短、水深大、避开沙坎顶点等优势。但是在南岸水域兴建开敞式码头,由于低潮位低、水深小,船舶停靠码头装卸作业可能出现搁浅,加上随之而来的涌潮大、流速急,泊位区水流条件难以满足船舶停靠要求。21世纪初,绍兴县华联三鑫公司要求在九七丘岸边兴建液体化工专用码头。经研究,根据泊位区水流特点,提出船舶按“三乘三避”的要求运营,即船舶“乘潮进,乘潮卸,乘潮出”,达到“避涌潮,避快水,避低潮位”的效果。由于船舶不能在泊位区过潮,一个潮周期内完成装卸作业时间较短(3~4 h),因此要求船舶吨位小且运输物资易装易卸。由于限制条件较多,仅适合企业用的专用码头商业开发价值不大。绍兴县出海码头建成后,因企业转产而未投入运营。2010年萧山区在萧围东线十七工段附近建成的临时出海码头,按“三乘三避”要求营运成功。

为克服开敞式出海码头泊位区水流条件不能满足船舶停靠要求的困难,曾提出“闭合式港”的建港方案,后因引航道泥沙淤积严重难以解决而放弃。所以,在尖山河段南岸兴建出海码头,开发出海通航以建少量企业专用码头为宜,商业用码头因效益较差不宜大力开发。目前应以发展内河运输为主,并与南、北港口相沟通,可能有较好的经济效益且风险也较小。

6 钱塘江河口治江围涂工程施工技术进展

访:请问在治江围涂施工技术方面,有哪些创新?

余:钱塘江河口治江围涂工程自20世纪60年代末开始,一直顺利并较快地进行,这是施工队伍坚持创新探索、不断实践的结果。技术方面的重要创新,有以下4点:

首先,“因势利导,乘淤围涂,以围代坝”是一项重大施工技术进展。新中国成立后,随即着手开展钱塘江河口整治,其范围仅限于萧山蜀山以上杭州河段和赭山湾等地。这些整治工程虽然也取得一定成效,但投资大,进展慢。戴泽蘅、李光炳等人注意到其弊端,在1961年5月召开的“赭山湾整治围垦工程技术座谈会”上提出,当出现有利河势时,如果在治江规划线内出现高滩,可采取“乘淤围涂”。1968年萧山头蓬沿岸江道淤涨了大片滩涂,萧山发动群众开展“乘淤围涂”。第一期治江围涂工程完成后,钱塘江流域出现连续丰水年,尖山河段主槽由南向北摆动并持续多年,使得第一期工程堤外滩涂涨高面积扩大,随后又继续“乘淤围涂”,多次循环,大大加快了萧山头蓬沿岸的治江围涂工程进展,至20世纪80年代初,向下游推进到海宁八堡附近。萧山干部群众把头蓬沿岸治江围涂成功经验概括总结为“因势利导,乘淤围涂,以围代坝”。这是钱塘江河口治江围涂工程施工技术重大进展之一。

其次是治江围涂的机械化施工技术。绍兴县根据萧山的经验发动群众,组成“千军万马”开展治江围涂,劳动强度大,工作条件艰苦。到20世纪80年代末,由于沿江县(市)区乡镇企业崛起,农村劳动力短缺,继续大规模发动群众开展治江围涂已不现实,采用机械化施工是必然选择。为此,绍兴县水利局和围垦指挥部组织科技人员探索治江围涂机械化施工之路。经调查,围堤土方采用泥浆泵填筑,围堤外坡抛石采用自卸汽车装运。采用机械化施工后,围堤质量提高,速度更快。这是钱塘江河口治江围涂工程的重大施工技术进展,1991年获得浙江省科技进步三等奖。

再次是土工布充泥袋代替石方进行低滩促淤。钱塘江尖山河段南股槽整治研究课题研究土工布充泥袋代替石方作为整治工程材料获得成功,具有就地取材、便于机械化施工、速度快等优点。之后又被应用到尖山河段北岸和慈溪庵东等地低滩促淤围涂,取得较好效果,为钱塘江河口低滩促淤围涂开创新路。

最后是深水域抛坝基础防冲技术。2002年,余姚市在治江规划外深水域抛坝促淤,由于潮强流急、坝头冲刷坑很深而难以取得进展,成为抛坝促淤的拦路虎。浙江省水利河口研究院和余姚市水利局的科技人员经调查研究,引进长江口深水航道治理中的砂肋软体排,对坝体基础开展防冲护底取得成功,为钱塘江河口深水域抛坝基础防冲开辟了新途径。

7 思考与感悟

访:您对钱塘江河口下一步治理开发有何思考?

余:钱塘江河口澉浦断面以上水域治江围涂基本结束,下一步围涂重点在杭州湾南岸。该水域是落潮流泥沙淤积区,滩涂资源丰富,围涂条件较好,交通方便,社会需求迫切,是不可多得的潜在土地资源,但各方面都十分关注对金塘水道港口航道是否存在影响。

金塘水道位于杭州湾口外南面,水深20~50 m。金塘水道内北仑港是深水良港,有“港通天下”之美称,是宁波市经济发展的基本保障。为此,在1985年召开的“杭州湾综合治理开发学术讨论会”上有专家提出,钱塘江河口治理特别是杭州湾南岸围涂要注意保护金塘水道水深条件;此后宁波市计划部门也明确提出“围涂多一点,影响少一点”的要求。然而,长期以来对此没有开展全面系统深入的研究。2002年开展《钱塘江河口综合规划》时,其中演变分析专题搜集了其他一些研究成果,初步阐述了该问题,从中得到一些看法:

金塘水道内潮流为往复流,狭道水流特性明显,即底部流速较大,而境外输入泥沙粒径细,易起动,不易沉降,因此金塘水道深槽底沙粒径较粗,与从境外输入的泥沙粒径不相匹配,境外细粒径泥沙在金塘水道内输移呈“过路沙”特性,不易沉积,易起动悬浮,被潮流带走。所以,杭州湾南岸自建成大沽塘后600~700 a来虽然围涂一直未停止,围涂面积约10.00 万hm2(150 万亩),但分析1888——2002年资料可知,除金塘水道西出口部分水域(灰鳖洋)有淤积外,其余水域内淤积不明显。另从1987年与2002年2次实测地形资料分析得到平均淤积约0.3 m,对水深20~50 m的水道影响很小。以上说明过去杭州湾南岸围涂对金塘水道影响似乎不大。考虑到滩涂资源和金塘水港口航道资源对今后宁波市乃至浙江省经济发展很重要,为此2005年我们建议开展这2个水域的水、沙运动特性研究,在此基础上研判杭州湾南岸围涂时金塘水道是否存在淤积影响问题。

访:退休前致力于钱塘江河口治理开发研究,您有哪些人生感悟?

余:有人说新安江电站和钱塘江河口治理开发是我省水利建设中2项最成功的工程。我非常同意这个观点,因为新安江水库建成后防洪效果显著,大大减轻杭州市及钱塘江两岸堤防的防洪压力,经调节后下泄的发电尾水又增大了水资源开发量。但2项工程比较而言,钱塘江河口治理在技术上更复杂,难度更大,时间跨度更长,绩效更显著,影响也更深远。所以,许多名人纷纷赞誉钱塘江河口治理开发是成功的。陈吉余院士把钱塘江河口治理誉为“世界上河口治理的典范”[1]。2008年时任浙江省省长吕祖善题词“钱塘定,浙江兴”,既是对河口治理的肯定,也是对治理后未来美好的展望。

钱塘江河口治理开发内容十分丰富,我在这里讲到的只是很小一部分。对于这些工作,有的是我直接参与,有的是没有参与但有所了解。如果想详细了解,还要读《钱塘江河口治理开发》和《钱塘江河口保护与治理研究》2本专著。

至于我自己,20世纪70年代初因参与黄湾枢纽工程论证而与钱塘江河口治理结缘。之后,在韩曾萃的领导下有幸一直从事钱塘江河口治理开发的研究工作,其中一些研究成果先后得到上级有关部门和社会的认可,经实际检验取得一定效果。先后获得浙江省科学技术进步三等奖2项(第一完成者),浙江省科学技术进步一等奖1项(第四完成者),《杭州湾北岸深槽形成及演变特性研究》论文[2]获得浙江省自然科学优秀论文二等奖(第一作者),1998年评上正高级工程师,2001年获得国务院特殊津贴。回顾过去,我的肺腑之言是“勤奋加机遇”,是取得成绩的关键。

访:好的,再次感谢您!

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