邵偉龍,來移年,韓越峰
(1.紹興市柯橋區(qū)塘閘管理處,浙江紹興312072;2.紹興市柯橋區(qū)水利水電局,浙江紹興312072)
曹娥江大閘上游河段淤積對蕭紹平原排澇的影響
邵偉龍1,來移年2,韓越峰2
(1.紹興市柯橋區(qū)塘閘管理處,浙江紹興312072;2.紹興市柯橋區(qū)水利水電局,浙江紹興312072)
曹娥江大閘位于曹娥江河口,距浙江省紹興市約30km,是我國強(qiáng)涌潮河口地區(qū)第一大閘,于2008年12月下閘蓄水。自此,浙東水利形成一體化格局,杭甬運(yùn)河由此開通,浙東引水工程亦于2013年2月8日實(shí)現(xiàn)試通水,大閘帶來的曹娥江水資源開發(fā)利用效益開始顯現(xiàn);但是與此同時(shí),由于曹娥江大閘上游河段淤積,不同程度影響了蕭紹平原2座骨干排澇水閘新三江閘和馬山閘排澇能力。2013年10月4日至8日,由于“菲特”臺風(fēng)影響,蕭紹平原出現(xiàn)50年一遇強(qiáng)降雨,平原河網(wǎng)水位紹興南門達(dá)到5.03m,柯橋站達(dá)到5.0m,均達(dá)到歷史第二高水位,導(dǎo)致平原河網(wǎng)地區(qū)工廠、民居被淹,經(jīng)濟(jì)損失慘重。平原河網(wǎng)高水位的原因,固然有正值錢塘江高潮期排水受阻以及暴雨強(qiáng)度過大,平原河網(wǎng)排水不暢等因素,但其中,由于曹娥江大閘上游河段淤積,影響新三江閘和馬山閘排澇能力卻是不爭的事實(shí)。據(jù)統(tǒng)計(jì),“菲特”臺風(fēng)期間,新三江閘自10月4日16時(shí)30分至10月12日8時(shí)連續(xù)排澇183.5h,其中平原河網(wǎng)水位從5.02m回落到4.10m。從降雨停止后的10月8日16時(shí)至11日17時(shí),平原河網(wǎng)水位下降僅為每小時(shí)0.92cm,與以往相比,明顯偏慢。按過去積累的經(jīng)驗(yàn),2008年以前平原河網(wǎng)在新三江閘、馬山閘全開情況下每小時(shí)可下降2cm(見圖1~圖4)。
從水位線圖分析可知,曹娥江大閘上游最低水位2.2m,新三江閘下游最低水位3.1m,馬山閘下游最低水位3.7m,而同期河網(wǎng)最低水位(紹興南門站)4.98m。河網(wǎng)水位與閘下水位差明顯縮小,這給蕭紹平原防洪排澇帶來較大影響。
圖1 曹娥江閘下水位曲線(2013年10月8日)
圖2 曹娥江閘上水位曲線(2013年10月8日)
圖3 新三江閘下水位曲線(2013年10月8日)
圖4 馬山閘閘下水位曲線(2013年10月8日)
(1)平原河網(wǎng)排澇河道阻水。從1981年6月新三江閘建成投運(yùn)以來,平原河網(wǎng)水系一直維持較為穩(wěn)定的格局。防洪排澇能力一直維持10年一遇水平,即3日雨量254mm,4日排至作物耐淹水位。1988年前還對新三江閘至荷湖江進(jìn)行了河道拓浚,興建了湯公大橋等,使平原河網(wǎng)排澇能力有所提高。進(jìn)入21世紀(jì)以來,杭甬運(yùn)河于2008年開通,運(yùn)河寬60m,使新三江閘內(nèi)河增加了1條東西向輸水通道,尤其是2013年底杭甬運(yùn)河蕭甬鐵路匝口開通,使平原河網(wǎng)排澇能力得以提高;而平原河網(wǎng)除2013年以前新三江閘東干河金雞山至荷湖段未按原設(shè)計(jì)要求拓寬外,主干河道筑壩阻水情況較為少見,平原河道阻水問題雖客觀存在但不至于惡化,總體上是能維持原有排水能力的。
(2)下游曹娥江河床淤積抬升閘外水位。在錢塘江主槽走南的條件下,曹娥江大閘未建前,大閘處低水位小潮汛為-1.5m左右,大潮汛可達(dá)-2.5m,其河床最低高程在-2.5~-4.0m之間(水深1.0~1.5m)。曹娥江大閘建成后,雖然閘寬增加到560m,但閘底板高程抬高至-0.5m,如果按曹娥江上游河段1∶10000的水力坡降,則新三江閘至曹娥江大閘約16.0km的河段,新三江閘的低水位也至少要抬升至1.6m(假設(shè)大閘全開,底板以上水深0.5m),實(shí)際運(yùn)行時(shí)新三江閘外最低水位在1.7m以上。據(jù)此分析,曹娥江大閘上游河床淤積是抬升新三江閘和馬山閘外低水位進(jìn)而影響排澇能力的根本因素。
在曹娥江大閘可行性研究報(bào)告中,對于曹娥江建河口大閘后的河床演變,一般論述認(rèn)為排除了潮流夾帶泥沙淤積于曹娥江河床的可能性,整個曹娥江河床將呈現(xiàn)單向沖刷,當(dāng)時(shí)測算的曹娥江3.90m常水位以下庫容為1.46億m3。實(shí)際在大閘堵壩施工后,到2010年閘上庫容僅為1.098億m3,2011年和2012年分別擴(kuò)大至1.177億m3和1.287億m3。但遠(yuǎn)沒有達(dá)到設(shè)計(jì)庫容,同時(shí)河段間沖淤變化也不同,表現(xiàn)為曹娥江河床沖刷變化呈現(xiàn)新三江閘以上河段沖刷和新三江閘以下河段淤積的變化。另外,彎道效應(yīng)導(dǎo)致凹岸沖刷加劇,但對凸岸則進(jìn)一步淤高,整體河床斷面并沒有增加而是趨于減小。結(jié)合嵊州市水文站對曹娥江河床斷面測量資料的分析,曹娥江下游段江道以淤為主;特別是馬山閘到新三江閘段淤積特別嚴(yán)重,局部淤積深度達(dá)1m,庫容減少約2000萬m3。
總體上,曹娥江河床馬山閘下游段淤積仍將延續(xù)。2013年“菲特”臺風(fēng)的大流量下泄并沒有使下游河床因沖刷而變大,而是使彎道效應(yīng)進(jìn)一步加劇,使新三江閘對面凸岸灘地因上游泥沙堆積而淤高,使曹娥江下游段過水?dāng)嗝孀冃∏液哟驳赘叱套兓淮?,新三江閘下游段江道在常水位3.90m以下容積也是減少而非擴(kuò)大。故曹娥江河床淤積且進(jìn)一步加劇對馬山閘、新三江閘排澇影響是需要引起我們重視的大問題。
目前,曹娥江大閘已建成投運(yùn),浙東引水從富春江引水至慈溪市,北線工程已開通進(jìn)入常態(tài)化運(yùn)行,大的水利格局已形成;在此條件下,如何提高平原河網(wǎng)排澇能力是一個新的課題。根據(jù)省水利河口研究院《紹興市柯橋區(qū)海洋災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查和隱患排查調(diào)研報(bào)告》,認(rèn)為柯橋區(qū)平原河網(wǎng)常水位3.90m,高于此段錢塘江平均高潮位3.47m,且錢塘江、曹娥江海塘均已達(dá)到50~100年一遇防洪潮標(biāo)準(zhǔn),據(jù)此判斷柯橋區(qū)非防洪排澇隱患區(qū)。
雖然采取建泵站強(qiáng)排有助于解決錢塘江高潮位時(shí)平原的排澇問題,但由于平原河網(wǎng)多數(shù)時(shí)間仍可排澇,泵站強(qiáng)排利用時(shí)間很短且蕭紹平原河網(wǎng)面積很大,泵站排澇作用不大,故也不建議采取建泵站強(qiáng)排的措施。筆者認(rèn)為,對曹娥江河床進(jìn)行清淤整治和拓寬新三江閘是近期可采取的主要措施。
(1)對曹娥江河道進(jìn)行清淤整治。鑒于曹娥江河床土質(zhì)為粉砂土,且新三江閘下游段河寬從1000m擴(kuò)至1600多m,與新三江閘上游300m左右河寬相比,擴(kuò)散過大,且曹娥江大閘排澇孔徑560m;建議從馬山閘至曹娥江河口拓浚1條底高程0.0~-0.5m、寬度為350~650m的河道,實(shí)施中水整治。主要工程措施是對曹娥江河床粉砂土進(jìn)行疏浚,預(yù)計(jì)方量達(dá)2000萬m3,總投資2.5億元。土方可利用作為柯橋區(qū)濱海工業(yè)區(qū)或紹興市濱海新城擬開發(fā)區(qū)填高地面,多余土方直接排至曹娥江大閘下游;疏浚完成后,預(yù)計(jì)可降低新三江閘和馬山閘外低水位0.2m左右,增加排澇能力20%以上。同時(shí),可改善曹娥江通航能力,有利于浙能濱海電廠200萬t/a標(biāo)煤的運(yùn)輸。
(2)對新三江閘實(shí)施拓寬改造。隨著新三江閘運(yùn)行條件的變化,曹娥江低水位抬升導(dǎo)致過新三江閘水位差縮小。由于新三江閘上游河道寬達(dá)210m,且目前金雞山至老三江閘擴(kuò)排工程已完工,上游排澇能力有所增強(qiáng),而新三江閘閘孔凈寬僅90m,在較小水位差情況下,排澇能力下降較多,成為阻水原因之一;要提升新三江閘排澇能力,可考慮對新三江閘拓寬。方法是利用新三江閘左右岸墻兩只沉井,可各拓建3孔,每孔6m,使閘孔由15孔增加到21孔,凈孔凈寬由90m增加到126m,增加40%,預(yù)計(jì)可增加排澇能力10%以上。采取此方案的好處是拆遷工作量少,占用土地少,且可利用原有閘基礎(chǔ),投資省且見效快,建議列入《浙江省沿海擴(kuò)排規(guī)劃》,盡早組織實(shí)施。
(1)近年來,新三江閘和馬山閘排澇能力變化,除了曹娥江常水位抬升外,曹娥江近年的江道淤積是主要原因。
(2)曹娥江河床近年的沖淤變化說明,曹娥江淤積既與上下游沖淤不平衡的因素有關(guān),也與彎道效應(yīng)有關(guān),而依靠洪水自然沖淤難以達(dá)到預(yù)期效果。新三江閘上游河道原設(shè)計(jì)也期望自然沖淤形成。為提高新三江閘排澇能力,分別于1996年、1997年、1999年、2008年先后4次對新三江閘上游河道進(jìn)行拓浚,共計(jì)完成拓浚土方15.02萬m3,此舉明顯提高了新三江閘的排澇能力。實(shí)踐證明,粉砂土密實(shí)后非常難沖,只能人工清淤才可以拓浚河床。
(3)建議對曹娥江馬山閘以下河道實(shí)施中水整治,將淤積土方清除形成1條寬深比較大的人工河,同時(shí)考慮對新三江閘實(shí)施拓孔擴(kuò)排,以滿足蕭紹平原高標(biāo)準(zhǔn)排澇需求。
責(zé)任編輯 吳 昊
2015-01-30
邵偉龍(1970-),男,工程師,主要從事水閘運(yùn)行與管理工作。E_mail:243043659@qq.com