潋水河道现状及整治效果分析
2023-09-22刘凯
刘 凯
(江西省赣州市兴国县水利局,江西 赣州 342400)
河道淤积会造成诸多不利后果,加快河段清淤疏浚整治,保障河道行洪安全,修复河道河畅水清的水生态,既是新时代中国特色社会主义生态文明建设的需要[1-3],也是有力推进安全水利、民生水利、生态水利建设,助推实现经济社会高质量发展的需要[4-7]。
1 工程概况
兴国县潋水(江背段)清淤疏浚整治工程位于潋水下游,工程治理河段上游起点位于长冈水库坝址下游约400m处,下至兴赣高速公路桥桥位处,全长约7km,工程起推断面为潋水水陂坝址(Cs3),控制集水面积956km2。工程区主要为河流冲积堆积地貌和丘陵岗地地貌单元。该段潋水河道总体为自北向南流,河道总体较宽阔,沿河边滩、漫滩发育,两岸河流I级阶地发育,两岸大部分为山体,部分为基岩裸露。河床和漫滩表层为中粗砂,阶地表层为砂壤土,下部为圆砾层,丘陵岗地多为强风化粉砂岩裸露。工程区内地表水系较发育,坑塘零星分布。
2 河流基本情况及存在问题
2.1 河流现状
治理范围内河道由东向西流,河道总体微弯、宽阔,河床上心滩、边滩、漫滩发育。各河段现状情况如下:
2.1.1长冈水库坝址下游400m至江背河口段
河床一般宽50~120m左右,河床面高程148~154m左右,边滩、心滩较发育。该段河道较顺直,河岸主要为第四系冲积堆积土层,大部分河岸高约3~5m,两岸多山体。
2.1.2江背河口至杨梅岗段
河床一般宽40~100m左右,河床面高程149~153m左右,边滩、心滩较发育。河道较弯曲,沿河两侧现状无堤防,两岸多山体,河道左岸泥窝、崎岭排滩地上分布有农田。
2.1.3杨梅岗至兴赣高速桥段
河床一般宽100~250m左右,河床面高程147~149m,边滩、心滩较发育。沿河两侧现状无堤防,两岸分布大量农田、民房。
2.2 主要涉河工程
治理河段范围内无已建水库或水电站等水利工程。治理起点上游约400处为已建的长冈水库,终点下游约2.5km处建有潋水水陂,终点下游约3.1km处建有洪门水电站。长冈水库始1971年秋建成蓄水,坝址以上集水面积为848.5km2,水库总库容3.7亿m3,调节库容1.58亿m3,水库具有不完全年调节性能。是一座以供水、灌溉为主,兼顾防洪、发电等综合利用效益的大(2)型水库。水库正常蓄水位为187.90m(黄海高程,下同),校核洪水位为198.21m,设计洪水位191.49m。
潋水水陂位于东河大桥下,水陂正常蓄水位144.50m,水陂顶高程143.50m,水陂长110m,砼叠梁闸门顶高程144.50m。
洪门水电站坝位于兴国县洪门村,控制集水面积957km2,水库正常蓄水位143.36m,溢流堰顶高程140.86m,拦河坝长150m,翻板闸闸顶高程143.36m,电站装机容量4×250Kw,20年一遇设计洪水位144.60m,50年一遇校核洪水位为145.50m,总库容为10.7万m3。
治理河段还涉及长冈灌区。长冈灌区位于江西省赣州市兴国县的东南部,东邻园岭林场,西与319国道相接,南止于埠头乡旺口村,北毗高兴镇园塘村,东西长6.3km,南北宽23.25km,土地总面积为146.48km2。
2.3 河道存在的问题分析
河道治理范围为县管河道潋水江背段,河段总长约7km。经现场踏勘,该段河道仍存在河段泥沙淤积等问题,主要有以下几个方面。
2.3.1泥沙淤积问题仍然普遍存在
淤积导致的河床抬升等问题仍然影响河道行洪治理河段现状,边滩和漫滩较发育,局部河段泥沙淤积较严重。根据泥沙监测资料分析,泥沙输沙量的年际、年内变化较大,主要表现在丰水丰沙、少水少沙、与径流同步的特点。年内泥沙输送主要集中在4—6月。上世纪90年代中期以后,随着各级政府对水土保持工作的重视以及广大人民群众对水土保持意识增强,流域内水土保持工作取得了一定的成效,河道多年平均含砂量和多年平均输砂模数虽有逐步减少,但水土流失问题仍然普遍存在,潋水河道因泥沙问题仍一定程度地存在淤积影响。
分析翰林桥站历年实测悬移质泥沙统计可知,上世纪60至80年代间,断面年输沙量和平均含沙量为递增趋势,而90年代末至21世纪,断面年输沙量和平均含沙量递减趋势明显,这一趋势在我省其他测站与其他河流上也有反映,产生这一现象的原因是河流泥沙受人类活动的影响较大,上世纪七八十年代间的乱砍滥伐、毁林垦荒现象严重,造成植被减少,水土流失严重;而进入21世纪以来,我县植被等自然条件得到一定的改善,水土流失现象减轻,水流来沙减少。潋水河段受来水来沙条件变化影响,河床有冲淤变化,总体上受地形及来水来沙条件的作用,近期河道平面及纵向变化较小。
河道泥沙淤积导致局部河段河床抬升,从而降低河槽行洪能力。潋水的水量来源主要是流域内汛期暴雨洪水,枯水期地表径流量较少,水量年际、年内丰枯变化较为悬殊,汛期大洪水峰高量大,挟带大量泥沙,河道容易发生漫滩淤积,主槽冲刷,泥沙下移;枯水时期,水沙通过主槽,造成主槽淤积,易形成分汊型河道,对汛期河道行洪产生一定的不利影响。
2.3.2采砂等人类活动影响破坏
近年间,河道采砂活动频繁,存在无序开采及弃渣弃料乱堆乱放等突出问题,部分采砂业主为自身的利益,超边界、超深度和超方量开采河砂资源,影响了河岸稳定,采砂活动影响破坏了河床的冲淤平衡,引起主流摆动,弃渣弃料乱堆乱放,改变了局部河段河床结构和水流形态,历年洪水期后,河道发生了一些演变,采砂河段下切较深,但河道主河槽河床面不规整,造成洪水期河岸不稳定、枯水期水流分汊,水生态环境破坏。受采砂活动以及洪水冲刷等影响,部分河岸存在安全隐患,需要加以防护治理。
2.3.3沿河村镇河段存在垃圾入河现象
过去乡镇垃圾未实现统一收治,存在就近入河倾倒普遍现象,常年累积形成了河岸淤积体。生活垃圾多无序堆放在河道或堤坡上,诸如塑料袋、旧衣物、蔬菜叶、药渣、破鞋烂袜等,这些垃圾流入河道污染水资源。有的村镇建筑垃圾如破砖烂瓦、渣土等也倾倒在防洪工程或河道内,不但影响工程面貌和河道行洪,也污染河道,危害河流健康。
3 河道治理工程措施
3.1 工程任务
河道治理以河道疏浚清淤整治为主,通过清除阻水边滩、中心滩及其它阻水滩地,使潋水行洪断面衔接更为顺畅,提高潋水行洪能力,并兼顾改善潋水水生态。
3.2 整治标准
洪水整治流量采用20年一遇、10年一遇设计洪峰流量,整治中水流量采用多年平均流量,枯水整治流量采用枯水期(12—次年2月)多年平均流量。
3.3 工程规模与整治水位
河道治理的主要措施为河道疏浚清淤及河岸固脚护岸。其中河道清淤疏浚总长为6.3km,河岸固脚护岸总长为3.795km。
水面线计算采用的河道纵横断面资料系我院测量人员于2020年6月份施测的成果。河道分段原则为计算河道上下两断面水力因素的平均值能代表该河段的情况;河段内断面面积、形状、河床糙率及水力因素无急剧变化。测量潋水干流共布设32个水文断面,计算河段总长约9.3km。河道糙率:采用0.030~0.040。
治理河段防洪洪水整治流量采用20年一遇、10年一遇设计洪峰流量,根据实测纵横断面资料采用试算法分别推算河道设计洪水水面线。
下游潋水水陂起推水位由水位~下泄流量关系查读,根据成果,起推断面20年一遇洪峰流量为1007m3/s,相应起推水位为147.15m;10年一遇洪峰流量为888m3/s,相应起推水位为146.93m。
据实地踏勘,工程治理河段范围下游终点建有1座桥梁。本次设计洪水水面线的计算考虑了桥梁的阻水影响。
潋水江背段整治前后设计洪水水面线成果见表1。
表1 治理河段设计洪水整治水面线成果表
设计洪水水面线的计算方法采用的目前工程广为使用、且经过较长时间检验的伯努利能量方程法,故可以认为本次设计洪水水面线的推求方法可靠。
水面线计算采用的河道纵横断面资料为实测成果。计算河道上下两断面水力因素的平均值能代表该河段的情况;河段内断面面积、形状、河床糙率及水力因素无急剧变化,可认为本次水面线计算资料可靠。
回水计算的糙率根据实地查看潋水江背段所在地地形、地貌、河床组成、水流等条件,并根据调查历史洪水水面线反求分析确定,可认为糙率选值较为合理,推求的各频率设计洪水水面线与历史洪水水面线基本相平行。
综上所述,可以认为潋水江背段洪水整治水面线的成果基本合理。
4 整治效果分析
4.1 防洪影响分析
按照设计断面水面线成果,对比清淤前水面线,清淤前后水位差见表2。
表2 河段各断面洪水整治水位变化情况 单位:m
由表2可知,清淤后20年一遇设计洪水位可降低0~0.43m,10年一遇设计洪水位可降低0~0.59m,通过实施本工程,可一定程度上降低潋水河道河床,增加有效过水断面面积,使水流畅通,水位降低,有利于该地区的行洪安全。
4.2 河势影响分析
工程整治后,中水整治水位降幅在0~0.37m,平均降幅为0.19m,见表3。可见,治理工程实施后对潋水河段河势有一定的影响,项目实施单位应对受影响的河段加强监测,必要时应采取工程措施予以防护。
表3 河段各断面中水整治水位变化情况 单位:m
4.3 河道景观影响分析
根据现场踏勘,现状河道边滩较发育,部分边滩因前期采砂而导致杂乱无章,滩地参差不齐,河道生态景观较差。本工程在保留景观所需要的滩地面积后,对阻洪部分滩地进行切除整治,对景观范围内杂乱无章、参差不齐的滩地进行平整治理,将有力推进区域“河畅、岸稳、水清”行动,对沿河水生态环境改善具有重要作用。
5 结语
为了保障兴国县潋水河道行洪安全,对兴国县潋水河道现状进行调查。结果发现潋水河江背段边滩和漫滩较发育,局部河段泥沙淤积严重,受上游流域长期以来的水土流失,潋水主河道淤沙仍然普遍存在,河床普遍抬高,缩小了行洪断面宽度,减小了河道的行洪能力。采取河道疏浚清淤及河岸固脚护岸措施,在保留景观所需要的滩地面积后,对阻洪部分滩地进行切除整治,对景观范围内杂乱无章、参差不齐的滩地进行平整治理,可恢复行洪安全,改善水生态环境。在工程实施阶段需要根据生态建设要求,采取适宜的堤防结构型式、护岸型式等,以保障河道治理工程的生态效益。