浙江省入海河流河口建闸构想

2012-07-16 06:46
水利规划与设计 2012年3期
关键词:河口淤积泥沙

陈 舟 王 军 陈 术

(浙江省水利水电勘测设计院 杭州 310002)

1 河口现状

浙江省入海河流众多,从北到南依次有钱塘江、甬江、椒江、瓯江、飞云江和鳌江。钱塘江是浙江省第一大河,富春江水电站以下为感潮河道,全长282 km。钱塘江河口是世界上典型的强涌潮河口,潮强流急。钱塘江泥沙主要来自海域,属粉细砂,泥沙易冲易淤,河床冲淤剧烈,主槽摆动频繁,是典型的游荡性河道。钱塘江河口呈现喇叭形,河床宽浅,口门宽达27km。

瓯江是浙江省第二大河,沿程有楠溪江等支流汇入,河口属强潮河口,感潮河段长79km,潮区界到达温溪。在径流和潮流共同作用下,滩槽冲淤变化较为剧烈,发育有多个江心浅滩和岛屿,如江心屿、七都涂、灵昆岛等。瓯江出海口被灵昆岛分为南口和北口,瓯江口外岛屿林立、浅滩密布、滩槽交错、地形和水沙条件十分复杂。

甬江干流穿越宁波市区,自三江口至口门全长25.6km,为感潮河流。甬江泥沙主要是海向来沙,悬沙及底质均以黏土质粉沙为主,河床每年基本保持200~300万m3的疏浚量。目前甬江中潮位0.43m 以下河床处于冲淤平衡状态,中潮位以上处于边滩淤涨状态。

椒江自三江口至牛头颈下游出海口全长19km,属感潮河段,河口潮差大,潮流强劲,江口台州湾滩涂较发育。椒江河口的泥沙来源主要为长江入海南下的泥沙,河口悬沙的主要成分是淤泥质粉沙。目前,椒江河势基本稳定。飞云江下游为感潮河道,河口潮差大,潮流强,属强潮河口。宝香至口门上望的近口门段为典型的喇叭型河口,长约15km。飞云江河口海域来沙丰富,河口悬沙的主要成分属淤泥质黏土。近年来河口段已有一定幅度淤积。

鳌江河口是我省的强潮河口之一,河口琵琶山河宽达10km,至鳌江镇河宽仅280m,是典型的喇叭型河口,潮波变形比较剧烈,在钱仓一带有涌潮产生。鳌江海域来沙丰富,泥沙属粉沙质淤泥。龙江港以下河段呈淤积态势。

2 存在的主要问题

我省河口地区均是经济发达、人口稠密的地区。六大河口地区国内生产总值占全省70%以上,河口带是全省经济发展的中心区域。受上游水库建设和河口地区滩涂围垦的共同影响,河道径流量及洪峰流量减小,河口段坡降较小,长江南下输移泥沙造成河口段淤积,并呈不断恶化的趋势,给区域防洪排涝、水资源利用、港口航运等产生了诸多不利的影响。各河口存在的主要问题有:(1)河道淤积,影响江道行洪及港口航运条件;(2)洪潮顶托影响严重,易遭洪水及台风暴潮侵袭;(3)水资源保障能力不足;(4)水环境问题日益突出,影响城市景观。

3 河口建闸效益

随着浙江沿海社会经济的发展,河口治理越来越引起重视,治理目标也由单一防潮功能,逐渐拓展至防洪(潮)、治涝、水资源开发利用、生态保护、海洋经济战略开发等综合利用。河口建闸是河口治理的有效措施之一,可以加强对河口资源的保护和开发利用,减轻闸上河道淤积,提升沿江两岸防洪(潮)排涝能力,改善水环境、提高水资源利用率,并通过水环境和景观环境改善,继而改善人居和投资环境,提升城市品位。

钱塘江河口潮汐吞吐量大,涌潮汹涌,江道不稳定,钱塘江涌潮为举世闻名的自然奇观,支流曹娥江河口已建曹娥江大闸,因此该河口目前不适宜建闸。瓯江河口海域来沙量大,地形和水沙条件复杂,建闸后闸下淤积对口外主航道与深水港、口内港口产生较大影响。因此考虑在其支流楠溪江河口建闸。初步构想从北到南依次在甬江、椒江、瓯江支流楠溪江河口、飞云江、鳌江河口建闸。图1为河口建闸示意图。

图1 浙江省入海河流河口建闸构想示意图

建闸效益初步分析如下:

甬江河口建闸后,可改善甬江流域干流防洪能力与平原排涝能力;水资源量增加,可填补农业用水缺口,增加农业灌溉面积,同时可置换姚江水资源量;通过河道为平原河网提供环境用水,缓解姚江面临调水压力;可改善宁波市中心城区“三江六岸”水环境。

椒江河口建闸后,可增强椒江两岸的防御强台风风暴潮的能力;可提供温黄平原、温台沿海产业带及头门港临港工业发展对水资源的需求,同时为温黄平原河网水资源补给提供保障;可阻挡海域泥沙进入内河,为上游引水工程的实施创造条件;可提高闸上江道通航保证率,改善航运条件。

瓯江支流楠溪江河口建闸后,可形成闸上水库,方便农灌取水,也可通过置换农业灌溉用水,充分发挥供水区内水库作用,缓解区域供水矛盾。还可通过闸上水库引水至乐清市,可置换农业灌溉用水,缓解乐清市用水紧张的局面。并阻挡了河口泥沙涌入,改善楠溪江下游的水环境条件及城市景观环境。

飞云江河口建闸后,可避免风暴潮的危害,提高河口地区整体防洪潮能力;可依靠闸上水库向两岸平原供水,以满足农灌及一般工业用水需求;可消除海域来沙对闸上江道淤积影响,改善两岸平原排涝条件;可提高闸上江道的航运保证率和通航等级;可改善沿江水环境,提升城市品质和竞争力。

鳌江河口建闸后,通过发挥工程的挡潮作用,可提高河口地区整体防洪潮能力,消除外海潮位顶托对两岸平原排涝的不利影响,以发挥防灾减灾效力;可结合潮汐能电站,发挥绿色能源开发的综合效益,同时利用潮汐电站机组泵站排水功能,增大排涝能力,实现社会效益和经济效益的“双赢”;可抵御风暴潮,结合鳌江港中心港的发展定位,进一步提升船舶避风港的功能和等级,打造浙南地区避风中心港,最大程度减少人员伤亡和减轻台风灾害损失。

4 建闸可能造成的不利影响及对策措施

建闸可能会造成一些不利影响,这其中包括:闸下淤积,闸上游江道冲刷造成沿江堤防失稳,闸上河道水质变差及现有中小码头功能等方面的影响。对于这些不利影响,可通过采取相应的对策措施加以减免。

(1)河口建闸可能造成闸下淤积,对防洪及内河航道造成不利影响。河口泥沙颗粒较细易冲,闸下淤积可通过合理的工程布置及定期放水冲淤调度,维持防洪、航运要求,避免对防洪及内河航道造成不利影响。

(2)河口建闸可能造成江道刷深,危及堤防安全。建闸后因消除了海域来沙,加之上游洪水冲刷后,闸上一般江道表现为“单向冲刷”。为防止江道刷深后危及堤防稳定安全,参照曹娥江大闸的经验,可采用控制闸上低水位的措施,保证放水过程中闸上江道形成水垫,以减少底部流速,防止堤脚冲刷,同时对局部冲刷堤段采取必要的防冲措施。

(3)河口建闸可能影响江道水质。河口建闸后,因河口大闸的挡潮作用,闸上江道水体流速减缓,闸上江道的水体交换能力减弱,水体的自净能力趋于下降,水环境容量与建闸前相比减小。为保证江道水质,建闸后可结合沿江产业布局的调整,对各排污企业污染物排放进行控制和削减,对污染物排放量大的企业可以考虑实施搬迁,以达到水环境功能区划规定的水质目标。

(4)河口建闸可能对水生生物产生影响。河口建闸后将切断洄游性水生动物觅食洄游和生殖洄游的通道,威胁洄游性生物的生长和繁殖,进而影响河口地区的水生生态系统平衡。为减少建闸对洄游水生生物阻隔的影响,在对河口洄游性生物的种群结构、数量组成、洄游习性等进行研究的基础上,对主要洄游鱼类进行监控。针对不同河口洄游水生生物的生态习性,建设相应的过鱼设施、诱鱼设施或在其种群洄游高峰时打开闸门,保证其洄游通道。

(5)建闸对现有中小码头功能的影响。为减少建闸对现有中小码头功能的影响,可增设小型船闸,从而满足渔船等非运输船舶的频繁过闸需求。

5 结论

浙江省入海河流众多,上游水库和河口地区滩涂围垦的建设,给河口地区防洪(潮)、治涝以及河口资源的保护和开发利用带来了较为不利的影响。河口建闸是河口治理的有效措施之一,通过河口建闸可以加强对河口资源的保护和开发利用,减轻闸上河道淤积,提升沿江两岸防洪(潮)排涝能力,改善水环境、提高水资源利用率,并通过水环境和景观环境改善、改善人居和投资环境,提升城市品位,具有重要意义。然而,河口建闸可能对闸下淤积、闸上堤防安全、港口航道、江道水质、水生生物等造成一定影响,但通过相应的对策措施可以加以减免。入海河口建闸是一项多学科交叉的复杂的系统工程,有一系列问题需要研究,本文仅提出了初步构想,是否建闸还需与河口实际及地方发展定位综合考量。建闸效益、影响及对策措施还需通过相关专题进一步研究确定。

1 浙江省水利水电勘测设计院.浙江省入海河口建闸可能性研究报告[R].2011.

2 潘存鸿,韩曾萃.钱塘江河口治理与科技创新.河湖治理[J].2010.

3 郑敬云,李孟国等.瓯江口水文泥沙特征分析.水道港口[J].2008.

4 水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心.甬江建闸工程关键技术问题研究(总报告)[R].2011.

5 左利钦,陆永军.飞云江口二维潮流泥沙数值计算.水利水运工程学报[J].2010.

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