大辽河黑鱼沟闸潮水水量与水质变化规律探究

彭 军

(辽宁省鞍山水文局，辽宁 鞍山 114039)

1 概 述

黑鱼沟闸位于辽宁大石桥市石佛镇境内，大辽河左岸，是营口西部灌区的主要渠首工程。

原黑鱼沟闸，由两座暗埋式钢筋混凝土闸组成，一座5孔，另一座2孔，断面尺寸2.2m×2.0m。过水总断面30.8m2，日平均引水流量6.0m3/s，仅能灌溉2666.67hm2灌溉用水需要。1974年4月至12月末，新建成黑鱼沟闸，工程等级为4等，灌溉标准采用潮位保证率85%，除涝标准为10a一遇，防洪标准为50a一遇。灌溉期最低潮位5a一遇为—0.93m，50a一遇为—1.21m。汛期高潮位5a一遇为4.92m，50a一遇为5.74m。汛期内河最低水位1.0m，灌溉期内河最高水位2.3m。设计引水流量97 m3/s，设计排水流量123.5 m3/s。水闸净宽35m，采用开敞式钢筋混凝土平板钢闸门结构。共7孔，分成2孔、3孔、2孔三联，边孔净宽5m，中孔为通航孔，净宽5.5m。闸体长12m。翼墙为悬臂式钢筋混凝土结构，成八字形对称布置。下游消能按排水设计，消力池长14m，深0.8m，海漫长20m。上游消能按引水控制，消力池长14m，深0.6m，海漫长20m。海漫末端设防冲槽，槽后与引水渠相接。引河底宽45m，高程-1.5m[1]。

黑鱼沟闸于1974年4月开工，年底建成通水。主要工程量：土方14.3万m3，浆砌石1386 m3，干砌石1840 m3。投入劳力17.3 万工日，其中普通工16.2万工日，日最高出工人数3000人。工程总投资160万元，水闸年净效益68万元。

2 潮汐变化

潮汐是海水受月球引潮力的影响，产生一种周期性涨落运动，平均以24小时50分(天文学上称为一个太阴日)为一周期，其潮汐涨落一般分半日潮、混合潮、全日潮三种型式。大辽河系感潮河段，枯水期潮水可上溯至浑河的三界泡及太子河的唐马寨。大辽河潮区长达150km[2]，大辽河系感潮河段，三岔河至田庄台河段55.29km，主要受洪水控制。该段内有弯道14处。河道蜿蜒曲折，滩槽分明。田庄台至营口河段长29.38km，主要受潮水控制。该段内有弯道3处，河道比较顺直，主槽由上至下逐渐扩宽，泄洪以主槽为主。营口至河口河段长10.5km，完全受潮水控制，河道较平顺，有弯道2处。

大辽河最大潮差4-5 m，田庄台历史上高潮时水位3.44m，最低枯潮时-2.8m。涨潮时上游满潮，下游枯潮，下游涨潮，上游落潮，历时12h25min为一个周期。营口海域的潮汐类型为不规则的半日潮混合潮。一日两涨、两落，时间不等，两个相邻的高潮或低潮的潮高不等。涨潮历时5h44min，落潮历时6h42min。一月之内有2次大潮和2次小潮，大潮出现在农历每月十五、十六、十七和初一、初二、初三，小潮出现在农历每月初八、初九和二十三、二十四。由于潮汐的“迟到”现象，大潮、小潮往往错后2—3d，大潮发生在初二、初三和时十七、十八；小潮是初九、初十和二十四、二十五。偏南风较大时，潮汐来得快而大，北风时则慢而小。辽河口海区最高潮位为+4.27m，最低潮位为—1.10m，平均潮差2.56m。营口市潮位站1955—2002年连续48年资料最高潮位1956年为3.2m。四道沟潮位站1961—1985年连续26年，最高潮位1985年为3.19m[3]。

3 引水水量及氯化物

青天闸负担灌溉面积18000hm2，实行低潮引水，每天开闸引水时间根据上游水库放水及大辽河潮位变化情况而定，而高潮往往因大辽河水盐分过高而停引[4]。文章以2017年6月21日、23日、24日及25日大辽河实测水量及实测氯化物含量来说明,实测数据见表1-4,其潮水位过程线见图1-4,以6月23日为例绘制流量及氯化物随时间变化过程线见图5。

图1 6月21日潮水位过程线

图2 6月23日潮水位过程线

图3 6月24日潮水位过程线

图4 6月25日潮水位过程线

站名施测时间水位m流量m3/s氯化物/mg/L闸站开启情况黑鱼沟闸62113:1010.3936.0709开黑鱼沟闸62113:3010.4637.1576黑鱼沟闸62114:0010.4935.5576黑鱼沟闸62114:3010.5436.6647黑鱼沟闸62115:0010.6036.2753关

表2 6月23日氯化物及实测流量成果表

表3 6月24日氯化物及实测流量成果表

表4 6月25日氯化物及实测流量成果表

图5流量及氯化物随时间变化过程线

4 结 语

通过计算6月21日、23-25日实测水量分别为23.96万m3、147.3万m3、139.9万m3、95.72万m3,根据图5可以看出流量变化趋于平稳时,氯化物含量亦趋于平稳,随着流量的逐渐减小,氯化物含量却相应增大,说明此时受潮汐影响较严重[5]。

[1]戴甦,王船海,金科.引江济太水量水质联合调度研究[J].中国水利，2008 (01)：15-17.

[2]徐艳红,陈小龙,张万顺,等.华容河治理前后水量水质耦合模拟研究[J].人民长江，2013 (13)：71-75+180.

[3]宋美华,王延梅,曹升乐.浆水泉水库生态引水量计算[J].水电能源科学，2015 (08)：16-19.

[4]李红仙.西湖流场和浓度场对引水工程响应的数值模拟研究[D].杭州：浙江大学，2006.

[5]黄玫,商良.复杂河网水利工程水量水质联合调度研究[J].水电能源科学，2011 (02)：21-24.