茨淮新河茨河铺闸段河床泥沙淤积成因浅析

时间:2022-07-31 09:15:06

摘要:简述茨淮新河茨河铺枢纽河床泥沙淤积状况,分析泥沙淤积的成因,提出防淤减淤对策措施。

关键词:泥沙淤积;成因分析;减淤防淤对策;茨河铺枢纽

Abstract:The cihuai New River, river bed sedimentation in laying project, analysis of the causes of the Sediment desilting, proposed countermeasures.

Key words:sediment deposition; cause analysis; prevention and reduction of sedimentation; Ibaraki River Shop hub

中图分类号:U442.3+2文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)

1 慨述

茨淮新河是淮北平原大型水利骨干工程,以分洪、排涝为主,兼有灌溉、航运、水产及城市供水等综合效益,它是治淮工程的重要组成部分。从1980年开通至今,已经给社会带来巨大的经济效益和社会效益,是名副其实的“黄金水道”。

茨河铺闸是茨淮新河(颍河分洪道)入口控制站,从建站至今闸上下游河床平均淤积高1.3m,局部淤积高达3.0m。河床淤积使工程效益、泄洪能力降低,堰闸水力因素发生变化,给防洪、灌溉、航运、发电、供水及水文测验带来一些困难。本文就茨河铺闸上下游河床冲淤变化与颍河含沙量、工程设计、洪水调度、水草影响等关系作出分析,指出河床泥沙淤积的成因及变化规律。

2 河床泥沙淤积成因

2.1 颍河含沙量与茨河铺闸泥沙淤积

颍河水系上游为伏中山和外方山山脉,中下游为平原。山区各站多年平均含沙量为2.0—3.5kg/m3,平原区各站为1.0—1.5kg/m3。就整个水系来讲水土流失并不严重,但含沙量年际变化较大,大洪水年份颍河含沙量较大,如1982年年最大断面平均含沙量达25.8kg/m3。从茨淮新河开通至今,1982、1983、1984、1998、2000年大洪水或特大洪水年份河床淤积较严重,见下表:

2.2 工程设计与泥沙淤积

茨铺河入口处在颍河左岸弯道上,颍河流向与茨淮新河的流向成一交角(见茨河铺闸位置示意图),其合成流向与茨淮新河主流向有一交角,因此茨河铺闸上、下游断面右岸流速偏大形成冲涮,左岸流速偏小且局部有回流。从1981至2001年闸上水尺横断面,河床右岸起起点距80m至170m之间平均冲低1.3m左右,170m至290m之间平均淤积高1.5m左右;闸下测流断面主河槽从1981至2001年右岸起起点距75m至100m平均淤积高0.5m左右,100m至135m保持不淤不冲,135m至290m平均淤积高1.5m左右,其中中泓185m至215m平均淤高2.3m左右。

茨河铺闸位置示意图

2002年6~7月投入近几百万元对颍河入河口至茨河铺闸河道左岸长约500m、宽100m、深1.5m范围近8万立方米土方量清淤。清淤后开闸泄洪经茨河铺闸水文站校测,堰闸过水能力与清淤前基本一样,原因是闸下河道没有进行清淤,该闸闸底板高程24.00m,孔流出流流态均为淹没式,同水位差情况下下游断面过水能力没有改变。由于工程设计上的缺陷,茨淮新河茨河铺闸段泥沙淤积问题目前还不能从根本上解决,但可科学调度减缓河床泥沙淤积速度。

2.3 河床泥沙淤积与洪水调度

河床泥沙淤积与洪水调度有直接关系,大洪水期间颍河含沙量大,如果泄洪流量小于200m3/s,此时断面流速小会有一部分泥沙沉积河床上。在颍河含沙量较大茨河铺开闸泄洪期间,最好茨淮新河上的各控制闸(插花闸、阚町闸、上桥闸)同时开闸泄洪,各控制区间不要蓄洪,以尽量减少河床泥沙淤积。

以1982、1983年两年的洪水调度来说明河床泥沙淤积与洪水调度的关系。这两年均是颍河大洪水年份,1982年颍河阜阳闸输沙模数349t/km2,年径流量62.0亿立方米,最大断面平均含沙量25.8kg/m3,茨河铺闸下断面平均淤积高0.19m;而1983年颍河阜阳闸输沙模数151 t/km2,年径流量67.4亿立方米,最大断面平均含沙量12.9kg/m3,茨河铺闸下断面平均淤积高0.49m。1982年输沙量大而淤积比1983年小,原因就在于洪水调度的时机和方式不同。1982年茨河铺闸洪水调度避开了颍河高沙期且下游无蓄水,而1983年茨河铺闸洪水调度正处颍河高沙期且下游蓄水,颍河高沙期行洪及开闸时段结束闸下游蓄水造成大量泥沙沉积河床,故1983年河床泥沙淤积较1982年大,这说明河床泥沙淤积与洪水调度的时机、方式等有较大关系。

2.4 河底水草与泥沙淤积

茨河铺闸上、下断面河底水草夏季生长旺盛,使得河底糙率增加,河底流速较小,利于泥沙淤积。年复一年淤积增加,使水草根系埋深加大,根系发达,形成一耐冲涮的淤积层。

3 河道淤积发展趋势

茨河铺闸上、下游河床淤积速度较快是在1983~1985年,以后的16年中有淤有冲,总体淤积速度放缓。2000年颍河阜阳闸洪峰流量加茨河铺分洪洪量已超过‘75.8’颍河最大洪峰流量,然而其输沙模数及断面平均含沙量均不超过75、82年等,这也说明经过十几年的颍河水系的人工造林,水土保持较前好转,植被覆盖率提高,水土流失减少,颍河含沙量较前减少,河底淤积速度减缓,见茨河铺闸下断面淤积图:

4结语

茨淮新河茨河铺闸上、下游河床泥沙淤积与颍河含沙量大小、工程设计、洪水调度及河底水草等均有关系。工程设计已成为历史,不能轻易改变。合理调度洪水,减少河底水草是我们可以做到的。我们应根据河床泥沙淤积的成因与规律,科学调度,主汛期减少河底水草以减缓河床泥沙淤积的速度,使“黄金水道”持续地更好地为我们服务。

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