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挡潮闸泥沙淤积与引河拖淤工程实例

更新时间:2025-01-09 工作计划 版权反馈
【摘要】:(一)挡潮闸的泥沙淤积我国北方冲积平原地区多淤泥质海岸,其潮间带浅滩有的宽达十来公里,因涨潮流及风浪作用将海滩淤泥卷起,大量涌入海口,致使入海河口修建挡潮闸后普遍存在泥沙淤积问题。(二)河口挡潮闸引河拖淤的工程实例为了探求北方缺水地区河口防淤减淤的措施,水利水电科学研究院和河北省水利局于1974~1975年在子牙新河海口枢纽开展了现场科学试验工作。

(一)挡潮闸的泥沙淤积

我国北方冲积平原地区多淤泥质海岸,其潮间带浅滩有的宽达十来公里,因涨潮流及风浪作用将海滩淤泥卷起,大量涌入海口,致使入海河口修建挡潮闸后普遍存在泥沙淤积问题。渤海湾沿岸平均年雨量约600mm,在上游提高拦洪蓄水能力和大量发展灌溉后,许多河流在下游多成为季节性河流,水源不足。为滨海地区蓄水灌溉,挡潮闸闭闸期长,有的在10个月以上。这样一来,泥沙问题很突出。如河北省及天津市的淤泥质海岸地区24条入海河道,已建档潮闸20座中有18处淤积严重。

子牙新河海口枢纽(见图1)位于天津市南郊,1967年建成,其中子牙新河主槽闸设计流量300m3/s,青静黄排水渠挡潮闸设计流量215 m3/s,两引河至1974年共淤积346万m3,闸下最大淤积厚度曾达5.7m,泄流能力减少80%。

图1 子牙新河海口枢纽平面布置示意图

陡河防潮闸位于丰南县,1967年建成,至1972年闸前最大淤积厚度3.2m,闸门不能开启,河港普遍淤积1.8~2.8m,渔港码头淤废。1973年在闸下游另开新河入海,设计流量为100m3/s,经过一个冬春河港又被淤塞。

(二)河口挡潮闸引河拖淤的工程实例

为了探求北方缺水地区河口防淤减淤的措施,水利水电科学研究院和河北省水利局于1974~1975年在子牙新河海口枢纽开展了现场科学试验工作。[2]试验中先观测天然潮汐涨落过程中的水力、泥沙因子的变化情况,紧接着在条件相近的潮汐条件下,观测在落潮期进行机船拖淤对潮流输沙的影响。从天然潮汐测验资料可以看出涨潮的来沙量普遍大于落潮去沙量,综合统计12次全潮测验的涨落潮输沙量,平均每次涨潮要有70%以上的含沙量淤积下来;平均涨潮含沙量为4.24kg/m3,平均落潮含沙量为1.1 kg/m3。在相同的潮汐及气象条件下,以1975年7月24日、25日测验成果为例如表1所示。(www.xing528.com)

表1 子牙新河海口枢纽试验资料

试验结果说明,无机船拖淤的一个涨落潮中,涨潮沙量的80%~85%淤积在闸下引河,而在机船拖淤时不仅落潮不淤,落潮去沙量反而较涨潮来沙量成倍增长。在同一条引河中,上述两个近似潮型,如果有机船拖淤措施时,则每立方米落潮水体含沙量同不拖淤相比较,要增大10倍以上。机船拖淤的措施改变了天然潮汐在挡潮闸下游引河“浑水进,清水出”潮潮落淤的特性,使落潮水流单位水体的含沙量大于涨潮含沙量。

图2 拖淤后陡河防潮闸下引河纵横断面变化

(a)河床纵剖面;(b)0+350断面拖淤前后变化

陡河防潮闸曾两次采用挖泥船清淤,而后,又另开新河入海,历时不长后,都难免闸门淤埋,引河回淤失去排水能力。1974年开始采用机船拖淤,当年死闸复活,1974~1975年间用80马力机船一只拖淤作业36d,清除淤泥14.3万m3,引河恢复到设计断面的80%,共开支3万多元,只相当于每次挖泥船或人工清淤费用的10%。1976~1977年应用机船拖淤并清除了湿容重大于1.5~1.6t/m3的已沉实固结的硬质淤泥,恢复了新引河原设计的泄流能力。陡河拖淤前后闸下河道纵横断面变化情况见图2。

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