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1、苏北沿海挡潮闸下淤积的原因及其对策摘要:沿海挡潮闸下淤积的主要原因是河口建闸后上游径流量减少、落潮历时延长、流速减弱、潮流量变小、潮波变形、潮汐水道变化和围垦不当等,闸下淤积影响了工程效益的充分发挥。减淤措施有水力冲淤、机械清淤,防淤措施有工程措施和植物措施。应依据河口淤积特征,全面规划,综合治理。关键词:挡潮闸下淤积原因分析防治对策1前言 江苏省国营淮海农场位于淮河下游,苏北灌溉总渠尾闸两岸,东临黄海。淡水源主要依靠电力抽水站提引五岸干渠、通济干渠和里下河水,排水主要依靠已建成的10座挡潮闸。由于沿岸土壤成土
2、母质系由长江、淮河、黄河冲积物宣泄入海,在沿海沉积成陆,其中粉砂泥质海岸占90%以上。由于沿岸淤积细粒泥沙具有较强的流动性,在风浪和潮流的作用下,造成沿海挡潮闸下淤积严重,大部分挡潮闸闸下河床淤积1.0m以上,河床断面较建闸初期缩小了20%~30%以上。如东滩中心河闸下游引河长1.5km,河床底普遍淤积至1.0m以上,河床断面较建闸初期缩小20%以上;夸套河闸下游引河长3.5km,河床底普遍淤积至1.2m以上,河床断面较建闸初期缩小了30%以上。由于闸下淤积影响了工程效益的充分发挥,随着淤积量的逐年增加,清淤保港
3、工作始终十分重要。在工程逐渐老化、存在问题增多的情况下,如何进一步总结过去的工作,吸取经验教训,进行试验研究,深入开展减淤防淤工作,以充分发挥工程效益,具有十分重要的意义。2闸下淤积的原因2.1自然原因 潮流的涨落运动产生强大的输沙能量,并将大量泥沙带入闸下河道。如东滩中心河闸于1996年7月20日~21日、25日~26日在夸套港的周日水文泥沙观测表明:落潮历时大于涨潮历时,闸下涨落历时差达4.06h,涨潮历时3h16min,落潮历时8h51min,涨潮流速大于落潮流速,涨潮含沙量大于落潮含沙量,涨=1.41
4、m/s,落=0.62m/s,涨=2.03g/L,落=0.84g/L。落潮是一个沿程冲刷的过程,但对于细粒泥沙而言,起动流速大于落潮流速,落潮含沙量明显小于涨潮含沙量,泥沙逐渐淤积。2.2历史原因 黄河夺淮后在江苏省海岸留下大量细粒泥沙,自黄河北徙,淮河、里下河等地沿海冲淤水源不足,80年代中期以来,国家实施南水北调计划,淮水和长江的水资源大量调入淮北地区,进入淮河和里下河下游的水量仅为60年代的20%,用于沿海挡潮闸冲淤水源更是奇缺。2.3工程原因 沿海河口兴建挡潮闸后,加快了闸下引河的淤积,主要表现在
5、以下几个方面。2.3.1建闸后河流径流量减小及径流分配过程改变 建闸前由于上游有水必排,能随时冲淤,建闸后控制了上游水源,排水量减少,汛期将多余的涝水排放,非汛期则蓄水灌溉,这样难以有足够的水量保证“冲淤量年平衡”。2.3.2潮流速的变化 建闸前涨潮流速过程相对匀称,同时上游河道有部分径流加入,落潮流速还略大于涨潮流速;建闸后涨潮流前峰突出,流速大,落潮历时延长,流速减弱,平均流速比涨潮流速减悬一半。如中八滩河闸建闸前实测平均涨潮流速为0.62m/s,平均落潮流速为0.73m/s,平均落潮历时3h30min;
6、建闸后实测平均涨潮流速为0.58m/s,平均落潮流速为0.33m/s,平均落潮历时7h45min。2.3.3潮流量减少 由于闸身截断了上溯到潮区界的潮流量,潮棱柱体相应减少,纳潮容量相对变小,造成落潮平均流量(包括上游下泄径流量)也随之相应减少。2.3.4潮波变形 建闸后,挡潮闸下近闸河段的潮流由推进波变为驻波,改变了水力条件,是导致闸下泥沙进一步淤积的重要原因。2.4潮汐水道变化 当潮汐水道发育稳定时,闸下淤积就较轻微,当潮汐水道萎缩改道时,闸下淤积就严重。如中八滩河闸的排水口门只经历了4年时间就已萎缩。
7、因此,挡潮闸的兴建一般都选择较稳定的潮汐水道作为排水通道。2.5围垦减少滩面水 随着滩面的不断淤高向海推进,为适应国民经济发展的需求,围垦扩大土地资源是必然趋势,但大面积围垦而减少甚至截断滩面归槽水,则加剧了闸下淤积的发展。3减淤措施3.1水力冲淤 建闸后,由于灌溉面积的增加,内河水源相对减少。因此要充分利用水源,抓住有利的时机冲淤排沙,我们通过长期研究和实践,得出了如下实用性较强的水力冲淤方法。3.1.1逢大潮开闸冲淤 根据大潮大淤,小潮小淤的特点,放水冲淤采用大潮大放、小潮小放的方法,尤其是大潮大放,冲
8、淤效果极为显著。如1997年8月25日~9月2日东滩中心河闸关闸淤积试验表明:大汛关闸7d,闸下低潮位增加0.59m,闸下港槽淤积量1.5万m3,而小汛关闸7d,闸下港槽淤积量0.3~0.4万m3,淤积量大汛关闸是小汛关闸的4~5倍。而大潮放同样的水,前者的效率是后者的10余倍。3.1.2涨潮时清顶浑 根据一般潮水前峰挟沙量大的特点,涨潮前(特别是大潮汛前)开闸放水,顶