淺析水閘閘前淤積

王正虎

(江蘇省淮沭新河管理處 淮安 223005)

淺析水閘閘前淤積

王正虎

(江蘇省淮沭新河管理處 淮安 223005)

本文主要以淮陰閘閘前淤積為例進行水閘閘前淤積原因分析，提出了水閘閘前淤積對水閘功能的影響及減淤措施等，為水閘工程運行管理、充分發揮工程效益提供了一定的依據。

閘前淤積 原因分析 減淤措施

1 工程基本情況

淮陰閘位于江蘇省淮安市西北10km處，在淮沭新河與中運河交匯處，是分淮入沂、淮水北調淮陰樞紐的主體工程。該閘建成于1959年10月，共30孔，單孔凈寬10m，閘總寬345.4m，設計流量3000m3/s，校核流量4000m3/s，工程設計標準為300年一遇。其主要作用是:分淮入沂、擋洪、灌溉、供水和調節運河航運水位。該閘于1994年和2004年進行兩次工程加固，但閘前引河未采取清淤措施。

2 閘前淤積及對水閘功能的影響

2.1 閘前淤積量

淮陰閘閘前引河標準斷面平均河寬390m，設計河底高程6.0m，設計水位14.6m，斷面計算水位11.5m，平均淤積深度達3.6m，主槽最低淤積深度為1.64m。從表1可見，在閘上長270m的范圍內(0+030～0+ 300)總淤積量約為37.8萬m3?；搓庨l至上游河口的距離為1276m，通過推算，淮陰閘至上游河口總淤積量達178.8萬m3，平均年淤積量為3.5萬m3。

表1 2010年淮陰閘閘前淤積量

2.2 淤積方式

根據淮陰閘閘前水下地形圖分析(見下頁圖)，閘前淤積方式為斷面縮窄，整個淤積過程有恢復開挖前斷面的趨勢，底寬大幅度減小。主槽與河床軸線嚴重偏移，越向上越偏向右岸，越向下其淤積深度越大。整體上說，閘前淤積深度以平均淤積為主，原左側河底及邊坡已形成淺灘。

淮陰閘閘前水下地形圖

2.3 閘前淤積對水閘功能的影響

水閘閘前引河淤積后，致使水閘的泄洪和引水功能嚴重下降。2003年7月11日淮陰閘泄洪流量達到1720m3/s(歷史最高值)，當日閘前水位13.1m，在水位和泄洪流量都未達到設計值的情況下，淮陰閘已暴露出許多安全問題，其中一個重要原因在于閘前引河河床淤積減小了過水斷面，并致使閘前水位大大抬高，影響了閘室穩定。另據記載，1992年供水期上游河口水位為10.0m時，閘前水位僅為9.07m，引河普遍出現掛流現象，嚴重影響了該閘引水功能的發揮。

3 閘前淤積原因分析

3.1 工程運用不當和不足

淮陰閘引水和泄洪流量實際上多數時間都不能在設計狀態下運行。設計泄洪流量為3000m3/s，實際在運行過程中最高為2003年1720m3/s，一般洪水年份僅有300～600m3/s左右(見表2)。設計引水流量為440m3/s，實際在運行過程中一般僅有70～80m3/s左右，春播用水季節為100～300m3/s左右。達不到設計引水和泄洪流量就必然使流速和挾沙能力降低，水流過閘時難以帶走引河的全部泥沙，不符合大水沖，小水淤的自然規律，從而導致泥沙的淤積。在上游來水時，淮陰閘關閘或以較小流量泄流時，閘前引河形成壅水頂托，人為降低流速或產生回流，造成引河的溯源淤積，這也是淤積的原因之一。

表2 淮陰閘歷年流量統計

3.2 上游河道來水含沙影響

淮陰閘閘前淤積泥沙來源主要是以上游口門二河閘泄流帶來的泥沙、二河閘下游二河段堤防護坡植被遭破壞所產生的水土流失為主。從表3可以看出，二河閘來水18年來日平均輸沙率達20.8kg/s，年平均輸沙量65.4萬t，輸沙量還是很高的。二河兩側堤防迎水坡被墾種，天然植被覆蓋率降低，汛期暴雨直接沖擊濺蝕地表，造成徑流沖刷表層土壤，引起水土流失，挾沙匯流入河增加上游來水含沙量。

表3 二河閘輸沙量統計

3.3 發生累積性淤積

閘前引河為寬淺河段的易發生累積性淤積。閘前引河在關閘時是沉淀淤積的，泄流時沖刷走沙。但大多數為小流量泄流，只開啟少數幾孔，泥沙在泄流時不能全部沖走，尤其是遠離泄流孔淤積的泥沙，引河于是發生累積性淤積。下部累積的淤泥因水壓和重力作用密實度增加，逐步穩定下來。上游河道土質為沙土，細泥沙在閘前的造床作用尤為特出。二河段沿途排放污水和農業廢水。在電解質的作用下，細顆粒泥沙團聚成較大顆粒，在關閘或小流量泄流時沉降下來。在正常情況下，某些基本不沉淀的細小顆粒，經絮凝作用后，也可沉降到河床上。

4 閘前減淤措施

4.1 機械疏浚

在水閘大流量泄流、閘前水流強度較大時采用攪動疏浚，迫使這一部分淤泥泄向下游。也可在閘前水位較低時，采用挖泥船挖淤。最好兩種方法綜合使用。

4.2 洪水期沖淤，正常運用時，分批輪流開啟閘孔

實行適時引水，集中引水，縮短泄水時間，加大泄水流量，分批輪流開啟閘孔，以便提高輸水挾沙能力、減少閘前年淤積量。洪水期采用高水位、大流量、速泄速停的運行方式，在下游河道能夠承受的前提下，盡量加大泄洪流量，提高水流沖沙量。工程正常運用時，有效利用閘上有限水量，根據需要補給的水量確定引水量，定期集中下泄，加大閘前水流強度，帶走閘上部分淤積泥沙。同時也可利用間歇式開閘，分批輪流開啟閘孔，盡可能提高局部孔前水流挾沙能力，從而減少閘前淤積量。

4.3 搞好堤防林帶植被

在上游堤防加強林帶建設，減少迎水坡面墾種，搞好植被工作，防止水土流失。林帶必須有喬木、灌木、草類等按比例發展，從根本上改善生態環境。植被可以阻止水土流失，植被的地上部分可以攔截降水，減輕雨滴濺擊，削弱降水對土壤的破壞作用;植被根系有穿插纏繞和盤結土體的作用，可以加強土壤的抗蝕抗沖能力，以減輕徑流沖刷和水土流失，減少水體含沙量。

5 結語

為了減少水閘閘前淤積，水土保持是必經之路。只有搞好上游河道綜合治理及工程配套，才能達到減輕閘前淤積的目的。鑒于閘上淤積對水閘泄洪、引水等功能的不利影響，應優化水資源配置，通過年度水資源配置方案實施水閘運行方案。并建立水閘運行管理評估制度，評估水閘運行方式對功能的不利影響。當水閘功能與設計標準相比嚴重降低時，應適時予以清淤。另外建議擴大閘前引河斷面觀測范圍，以重新確定各斷面的淤積分配情況。