有关问题的讨论及解析

（1）子牙新河等处现场观测试验表明，机船拖淤的措施可以维持挡潮闸下游短引河在潮汐涨落过程中达到冲淤平衡。在一定条件下，如在子牙新河海口和陡河口，还可成功地分别作为清除引河淤积和恢复引河设计断面的工程措施。挡潮闸常以一定的排洪排涝标准进行闸孔设计和开挖引河，但每年的实际运用情况不可能都达到设计水文年的排洪泄水条件。如果在闸下引河挖通行水的同时，在工程管理中即配置相应的拖淤设备，注意根据引河潮汐特性，在易于淤积的河段适时进行拖淤，则有利于长期维持适当的过流断面。对于已经建成的淤积严重的挡潮闸下引河，只要加强工程管理，和水文观测密切配合，掌握引河中潮汐水流挟沙的规律，并适时采取机船拖淤等措施，在闭闸回淤季节使引河保持一定宽度和深度的河槽通畅行水，那么就可确保闸门安全开启不致淤死，还可为上游来水时，充分利用有限的水源增大泄流冲刷的效果，及时扩大引河过流断面创造条件。

（2）开闸泄流时进行机船拖淤，自可加大下泄水量的冲刷效果。1975年8月在青静黄实测，当下泄流量相近（31～34 m3/s），由于在低潮位时拖淤（26船次），其泄水平均含沙量较不拖淤的泄水含沙量增长一倍以上。但测验资料表明：闭闸期间，在青静黄引河1+600断面，当涨潮流速为0.8m/s时，平均含沙量约为7kg/m3；在落潮期间进行机船拖淤时，落潮流速在0.4～0.6m/s范围内，其相应含沙量平均约为20～30kg/m3；但这次开闸泄水拖淤试验，流速在0.8m/s以上，而其平均含沙量平均仅0.6kg/m3。这说明目前拖淤的机船及简易拖具和拖淤运用方式还远未充分利用下泄水流的输沙潜力。

（3）为了解现行简易拖淤机具的作用，我们于1979年在子牙新河海口枢纽及室内水槽中进行了一些试验研究工作，根据实测资料得到以下几点认识^[6]：

1）自青静黄1+600以0.95m/s的速度逆流向上至青0+800的拖淤过程中，由于拖淤机具的一次搅动，临近床面即产生一个浓度较高的浮泥层，含沙量沿垂线分布很不均匀。在落潮水流挟运下，拖淤机具扬起的浮泥逐渐自底部向水面扩散，在拖具尾部形成一个相当距离的扩散河段，现场实测资料见图9（a）、（b）。拖具在上游800m所搅起的淤泥，顺流挟运至测验断面1+600，表层含沙量尚在递增的过程，说明泥沙尚在继续向水面扩散过程中。图9（c）为相应的垂线平均含沙量和单宽输沙率过程线，说明垂线含沙量和挟沙量沿程增加，分析其机理与拖淤机具作用于床面淤泥使絮凝结构遭到破坏而产生的机械触变效应，降低了床面淤泥对水流的抗冲能力有关。试验表明，在一定的水流条件下未能起动的床面淤泥，经拖具搅动后，降低了淤泥的抗剪能力，在同样的水流条件下，使床面淤泥能够起动和悬扬，从而使水流挟沙量沿程增大。室内试验和现场试验表明：机船拖淤一方面增强了水流紊动来悬扬床面淤泥，同时也降低了淤泥的抗剪能力，增加了水流挟运泥沙的能力和挟运距离。

2）试验资料说明，随着机船拖淤速度的增大，总的清淤量也加大；而随着淤泥沉积历时的增长，淤泥容重相应增大，拖淤效果将递减。此外，随着引河水深的增大，拖淤效果会相应地降低。

3）目前一般常用尖齿耙拖具，在湿容重较小的淤泥河床上，拖动这类耙所作的功之悬扬床沙的效率约为2%。经初步试验，对拖具的结构形式作些改进，特别是增加一些促使水流扰动掺混的部件，其效率可以提高2～3倍。目前采用的拖淤机船通常是用于浅海捕鱼的120马力的木壳机船。根据现场试验，这种拖淤船仅有1/6～1/10的动力可以转化为带动拖耙作功。其余动力消耗在克服船体阻力等。可见如果能对目前采用的拖淤船及拖具作些改进，拖淤的效率还可提高。

图9　拖淤机具作用试验

（a）水深、流速过程线；（b）测点含沙量过程线；（c）垂线平均含沙量、单宽输沙率过程线

（4）在北方缺水地区，河口挡潮闸下游的长引河中的泥沙淤积量，远比短引河中的为大，建闸后所形成的起自闸下的长距离、大方量的淤积体，逐年增大并向河口延伸，所以长引河清淤的难度也更大。例如，承担河北省4个地区53个县市排沥任务的骨干排水河道——南排河，流域面积9000km2，开挖河道的设计流量为552m3/s，为了挡潮蓄淡，增加灌溉面积，1969年在距海口23km处的扣村建挡潮闸。此后上游又行节节拦蓄，阶梯建闸，使南排河入海径流大为减少，挡潮闸下游河道严重淤积。扣村建闸一年后，河道即淤积115万m3，淤积段长14 km，平均淤积厚度超过1.5m的严重淤积段长3km。到1975年淤积段发展到闸下20km，严重回淤段达10km，闸门早已不能开启。至1979年严重回淤段达18km。据1980年实测，闸下总淤积量达648万m3，严重影响河道排水，威胁黄骅县、大港油田、盐场、农场的安全。1977年汛期上游降雨较多，沧州地区及黄骅县组织29条机船，利用上游来水，于7月20日～8月13日自扣村闸至海口分三段用穿梭接力的方式进行机船拖淤，冲刷送走了河道中的大量淤泥，当年才得以安全度汛。可以认为，为了减少闸下河道泥沙淤积量，便于有效地利用潮流动力和应用机船拖淤作为减淤措施，北方缺水地区河道河口挡潮建闸的位置一般宜选择靠近海口，缩短闸下引河的长度。

（5）为解决海河水系河道泄量上大下小的矛盾，分别开挖了独流减河、子牙新河、永定新河、潮白新河及漳卫新河等分泄洪水直接入海的新开河道。在运用中为适应北方地区缺水情况，绝大部分分洪河道已先后建挡潮闸。分洪河道海口建闸的两种不同布置型式，可以子牙新河海口枢纽及独流减河工农兵挡潮闸为代表。独流减河主要分泄大清河洪水及洼淀沥水，工农兵挡潮闸设计流量为3200m3/s，设闸26孔（内22孔过水），闸下引河宽300余m，开挖引河长3km多。工农兵闸1967年建成后，至1976年实测最大过闸流量只有236 m3/s，一般为数十个米3/秒的流量，每年多的也只有十来天开1～2孔闸过水。因此，按分泄设计洪水而在海滩上开挖的宽大引河，迅速严重回淤。据1976年6月实测，在闸下3km范围内，基本上已将原设计开挖的引河断面淤平，淤积总量达224万m3，危及闸门安全开启。在这种情况下，上游来较大洪水，则很难按设计要求分洪入海。子牙新河海口枢纽只在主槽部分建闸，设计流量300m3/s不出深槽，虽然挡潮闸下引河也因泥沙淤积减小泄流能力，但根据子牙新河运用要求，在上游来水6700m3/s时，泄洪堰分泄5850m3/s，上游来洪水9700m3/s时，泄洪堰分泄8700m3/s，泄洪堰下游为海滩，其自然淤长速度很缓慢。所以，遇有上游来较大洪水，子牙新河海口枢纽型布置安全分洪的可靠性较好。再者，遇到连续枯水年份及挡潮闸关闭时间较长，闸下引河淤积泥沙较多时，设计泄流规模及开挖断面较小的引河，采用机船拖淤等减淤措施时，清淤减淤的效果较好。可以认为，在分洪减河入海河口建挡潮闸中，子牙新河海口枢纽型的布置较好，能适应北方缺水地区分洪河道的情况。

参考文献

1　窦国仁，等.射阳河闸下淤积问题分析.南京水利科学研究所研究报告汇编（1958～1962年），河港研究第三分册，1963.12

2　杜国翰，彭润泽，吴德一，徐明权，等.渤海湾淤泥质河口挡潮闸泥沙淤积问题.中国水利学会主编，河流泥沙国际学术讨论会论文集.第1卷.光华出版社，1980

3　杜国翰，彭润泽.河口挡潮闸淤积与机船拖淤.水利学报，1980（1）(www.xing528.com)

Test and research of sedimentation problems at tidal barriers in North China

Du Guohan Peng Runze Wu Deyi Xu Mingquan

Abstract：River runoff is scanty in the North China，sedimentation caused by tidal barriers in estuaries is serious and widely exists.For the purpose of siltation reduction in tidal barriers in this region，cooperated with the Hebei Provincial Bureau of Water Conservancy，the Water Conservancy and Hydroelectric Power Research Institute carried out a series of field investigation on the behaviour of sediment-laden tidal flow and the effect of agitation dredging on sedimentation reduction in the estuaries of the Ziyahe floodway.This paper describes the main point and results of these investigations.

In this paper，agitation dredging in the estuary of Douhe River is illustrated as an example for elucidating the effect of this dredging method.The operation experience of agitation dredging and the experience of surviving the silted tidal barrier on the Douhe River are preliminarily summarized.

Based on the field and laboratory study，the effect of agitation dredging equipinent and factors affecting its efficieney are explained.From the point of view of silt reduction and application of agitation dredging，the operation and layout of tidal barriers in estuary region are also briefly discussed.

【注释】

[1]本文作者为杜国翰、彭润泽、吴德一、徐明权、朱宗法和常德礼，水利水电科学研究院。

[2]子牙新河海口防淤减淤试验小组，子牙新河海口枢纽机船拖淤试验报告1975年。

[3]参加本项工作的还有李业彬、朱宗法、常德礼同志。

[4]子牙新河海口防淤减淤试验小组，子牙新河海口枢纽机船拖淤试验报告，1975年8月。

[5]唐山陡河机船拉淤现场试验小组，陡河防潮闸机船拉淤效果测验及死闸复活管闸保港经验小结，1977年1月。

[6]徐明权、常德礼，淤泥质河口拖淤机具的试验研究，水利水电科学研究院，1979年8月。杜国翰、彭润泽、吴德一、徐明权，等，渤海湾淤泥质河口挡潮闸泥沙淤积问题，水利水电科学研究院，1979年8月。