黃河下游地區渠首沉沙池設計方案分析

王 云 ，王奎全 ，馮宗玲

（1.濱州市水利勘測設計研究院，山東 濱州 256600；2.濱州市農村科技信息化管理中心，山東 濱州 256600）

張肖堂引黃灌區位于黃河下游左岸，地處濱州市境內，轄濱州經濟開發區和濱城區5個鄉鎮（辦事處），301個村莊，總人口12.38萬。引黃灌區隨行政區劃調整和渠道的變遷，現狀灌區存張肖堂東干渠和西干渠（又名秦皇河）。張肖堂東干渠和秦皇河縱向貫穿濱城區和經濟開發區，是濱州城區水系的重要組成部分。隨著小浪底工程的建成使用以及黃河調水調沙行動，黃河下游含沙量近年來呈減少趨勢。根據近幾年張肖堂灌區引水含沙量分析及黃河泥沙公報，黃河水含沙量為4kg/m3左右。張肖堂引水主要用于城區水系生態補水，因此黃河水攜沙給城區水系運行帶來諸多問題。

1 解決方案

1.1 方案一：張肖堂渠首沉沙條渠方案

該方案位于渤海十八路以西、秦皇河以東、黃河大堤以北，南海西庫區以南，分為東、西兩條沉沙條渠，其中西條渠占地9.93hm2，東西平均寬110m，南北長880m；東條渠占地15.53hm2，東西平均寬150m，南北長1070m；總占地25.47hm2，共需完成土方116萬m3，估算工程造價1億元。

該方案優點：1）沉沙條渠進水閘距引水口距離短，引水條件、沉沙條件好、水質有保障；2）充分利用黃河大壩與南海水庫之間的空閑地，建設時施工方便，縮短工期；3）東、西兩條沉沙條渠輪流使用可提高城市水系供水保證率；4）泥沙集中沉于上游且沉沙條渠緊鄰渤海十八路，清淤泥沙運輸方便；5）該方案集生態、沉沙、濕地等功能，能夠與南海景區及獅子劉鄉村民俗游融為一體，使該范圍內所有景區都得到提升；6）徹底解決了南海渾水入庫問題，大大提高了城市水庫供水安全保證率。

該方案缺點：受地形限制沉沙池面積小，采用以挖待沉運行方式清淤頻次高。

1.2 方案二：南海以東沉沙條渠方案

該方案南起南海東北壩以北，向東北經張莊、楊莊、李口、菜園李、丁口到達渤海十三路，由黃河以北的坑塘、藕灣、低洼地開挖修整后連接而成，分為兩段，引水閘至南環河段（沉沙條渠上游段）主要作用是沉沙，南環河至渤海十三路段（沉沙條渠下游段）主要作用是蓄水，形成景觀水面。該方案引水口位于南海東庫區北壩以北110m處，張肖堂東干渠渠道樁號3+330處。該方案上游段長1.5km左右，占地22.60hm2，其中坑塘11.73hm2，旱地 10.87hm2，總庫容 90 萬 m3；沉沙池底需清挖土方50萬m3，引水口處新建引水閘1座，穿鄉村路處新建涵洞2座、改建橋梁1座，上游段入南環河處新建閘附橋1座，估算工程造價6000萬元。下游段長3km左右，占地38.27hm2，其中坑塘 32.73hm2，旱地 4.53hm2，村莊1.00hm2，總庫容150萬m2；需新建橋梁9座，估算工程造價7500萬元。該方案沉沙庫容為45萬m3，理論狀態下7年左右需清淤一次。

該方案優點：1）總體上蓄水量大；2）以濕地的方式運行，既能達到沉沙目的，又有利于南環河生成自然生態景觀水，能夠與規劃黃河風景帶融為一體；3）能夠保持張肖堂東、西干渠的獨立性及其原有功能。

該方案缺點：1）由于沉沙池下游段與規劃南環河重合，運行過程中極易造成南環河淤積；2）與方案一比較，相當于僅有1條沉沙條渠，不能輪流使用，一旦清淤不及時會影響向城區水系供水；3）所利用的坑塘、藕灣等周邊有大量民房分布，長期高水位運行容易造成房屋基礎坍塌等安全問題；4）泥沙沉積分散，不利于集中清淤和運輸；5）只能解決城區河道渾水入河問題，而不能解決南海水庫渾水入庫問題。

1.3 方案選擇

綜合考慮兩方案在功能、運行管理、建設條件、投資等方面條件，本項目采用方案一，該方案在可利用土地范圍內，且不牽涉基本農田。

2 效果分析

本項目張肖堂引黃閘規劃年引水量7600萬m3，根據近幾年張肖堂灌區引水含沙量分析及黃河泥沙公報，黃河水含沙量為4kg/m3左右，預計年淤積量16.3萬m3。根據城區河道清淤經驗，清淤土方平均造價39元/m3，張肖堂渠首沉沙池建成后，項目區每年可減少清淤費用636萬元。

沉沙池的建成運行能夠增加城區水系的蓄水、連通和流動性，并改善周邊的出行條件。從長遠利益來說，渠首沉沙池工程可為城區居民創造良好的生產、生活環境，有效促進項目區經濟可持續發展。