青草沙水库取水泵闸以引水为主要功能,取水口位置选择以能取到优质原水,并保证取水口安全、稳定为主要原则。在确定取水口位置时,应综合分析工程水域河势、水质、咸潮入侵、地形等多种因素对取水口位置的影响,并结合库形、库区水流流态等条件,考虑库内水流自净能力和水质保持效果较好。
(1)水库附近区域水质分析 青草沙水域水质优良,在水库库形确定的条件下,取水口应选址在水质相对更优的水域。长江口主流是一个天然屏障,阻隔了长江南岸的污水向北扩散,处于江心的青草沙水域水质明显优于长江口南岸边滩。根据20世纪90年代长江口有关水域和青草沙水域长期全面系统的水质监测及其评价结果,并通过2004年对青草沙水域主要水质指标验证,青草沙水域水质总体上属Ⅱ类,符合《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)标准中城镇集中式饮用水水源地一级保护区的水质要求。依据Ames检验结果,致突变性北港为阴性,南港阳性率为87.5%。从其他水质指标来看,北港的水质一般也优于南港,因此就水质角度而言,水库取水口位置应布置在北港。
(2)区域咸潮入侵分析 取水口应选在咸潮入侵影响相对较小的水域。根据有关研究成果,南、北港氯度总体相差不大,但工程水域含氯度沿纵向分布变化较大。根据1978—1979年特枯水文年盐度计算得出的北港上段3号点和北港下段9号点盐度随时间变化过程(图7-1),相应最长连续不宜取水时间分别为68d和86d,表明工程江段上游区域最长连续不宜取水天数明显要比下游区域少,因此取水口位置在工程许可条件下应适当上移。
图7-1 青草沙水库附近盐度计算输出点示意图
(3)取水口位置河床稳定分析 青草沙水库南面与长兴岛海塘相接,其余三面分别临近南沙头通道下段、新桥通道、北港主槽。其中,南沙头通道下段仅为南支入南港支流,历史上随着三沙的互动演变,南沙头通道下段呈现出时断时续的交替发展趋势;从近期河势演变来看,该通道主要呈现出淤涨萎缩的态势。同时,为了南、北港分流口的稳定以及青草沙水库的安全,有关部门将在中央沙头固定的基础上,进一步实施新浏河沙护滩工程及南沙头通道下段限流工程,届时南沙头通道有可能进一步淤涨萎缩。因次,从取水口河床稳定来考虑,取水口不宜布置在临近南沙头通道下段水域。新桥通道和北港主槽均为长江口入北港主流通道,其中新桥通道长期以来主流偏南,尤其是在新浏河沙护滩工程、南沙头通道下段限流工程、中央沙头部圈围工程实施以后,新桥通道作为南支分流北港主通道,将逐步得到稳定,主流将继续稳定在通道南侧,新桥通道的长期稳定和主流偏南的趋势有利于取水口的布置。临近北港主槽的主要是青草沙水库北堤中下段和东堤段,其中北堤中段与北港主槽之间有一宽约1.5km的沙体,且有向北淤涨的趋势,不适宜布置取水口;北堤下段北侧紧邻涨潮沟,远离北港主流,且该段滩面近年来表现为微淤态势,若取水口布置在该段,不利于引取长江主流优质水体;东堤外侧远离北港落潮主流,在水库建设以后该区域将形成一缓流区,进而表现为持续淤涨,不宜布置取水口。(https://www.xing528.com)
因此,从周边水域河床稳定性分析,青草沙水库取水口宜布置在新桥通道水域。而根据《青草沙水库工程河势影响动床物理模型试验研究》(2006年8月)和《青草沙水库动床物理模型研究》(2006年8月)等有关成果表明,青草沙水库工程实施以后,新桥通道南侧的取水口附近区域没有发现明显的淤积现象,取水口位置设置在该段基本可行。
(4)取水泵闸选址方案 根据工程水域水质状况、咸潮入侵对取水口位置影响,以及区域河床稳定综合比较分析,北港进口新桥通道水域水质较优,受咸潮入侵影响相对较小。在中央沙和青草沙围堤实施后,特别是进一步实施新浏河沙护滩工程和南沙头通道下段限流工程后,中央沙头和新浏河沙将得到稳定,南沙头通道—新桥通道良好的通道轴线走向可得到保障,并能有效地遏制新桥沙的南压趋势,从而保证了该段河势的稳定,而新桥通道主流长期偏南的趋势也保证了大堤前沿的水深,为取水口的布置提供了有利条件。因此,拟定取水口位置在北港进口的新桥通道南侧,如图7-2所示。
图7-2 青草沙水库取水泵闸位置示意图
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