天津西青区独流减河挡潮闸的设计与运行

天津西青区独流减河挡潮闸的设计与运行

1工农兵不同规模运行独流减少河流位于天津市城南。它是大清河和子牙河洪水大海的主要通道。该河西起天津市西青区第六埠村，东到大港区入海口，全长70km。1953年开挖，1966年后进行了多次扩建，1967年在入海口处修建了22孔工农兵防潮闸。1993年，工农兵防潮闸进行改建加固后，改称为独流减河挡潮闸。挡潮闸有26孔，全长287.2m，设计闸上水位3.75m(85国家基准高程，下同），闸下水位3.35m，设计流量3200m3/s。闸底板高程中孔-3.38m，中边孔-2.35m，外边孔-0.18m。该闸的主要功能是汛期宣泄大清河洪水，确保京、津、冀地区的防洪安全；平时挡潮御沙，并相机为大港电厂海水冷却池提供一定的保证水位。2现在存在的主要问题2.1闸下泥沙沉积独流减河口属淤泥质河口，河道中常年无水过闸，故一般不提闸放水。据统计，自1980年至今的22年中，有入海径流的年份有6年，占27.2%，其中能够有效冲刷闸下泥沙的年份只有2年。例如，1995年发生了最大瞬时流量为1450m3/s，约为设计流量的45.3%。全年最大日均流量324m3/s，泄水13亿m3。其他年份均无水入海，这使得闸下沉积了大量的海相泥沙。据有关资料表明，从1967～1998年3月，闸下2.0km以内主槽累计淤积139.2万m3;2.2km范围内河道总淤积量达到166万m3（未计入每年汛前清淤量），平均淤厚累计3m左右，尤以近闸段最为严重。河道泥沙淤积使得挡潮闸在设计水位3.75m的情况下，过流能力约为1630m3/s，仅为设计流量的51%。2.2增加独流减河挡潮闸根据《海河流域规划纲要》、《天津市城市防洪规划报告》及水利部1993年8月水规（1993)285号文《关于天津城市防洪规划的批复》，海河干流泄洪能力由原设计的1200m3/s，调减至800m3/s；独流减河泄洪能力，则由原来的3200m3/s增加到3600m3/s，相应地独流减河挡潮闸的下泄能力也调到3600m3/s。在不采取其他措施的情况下，要满足上述要求，除对河口进行一次性清淤使其达到相应的泄流能力外，以后每年还需对河口进行不少于44万m3的清淤。这样，在闸上水位达到4.42m的情况下，才能保证挡潮闸安全下泄3600m3/s。但是，自改建后至2001年，共清淤225.7万m3，远远小于需要的清淤量，很难满足河口泄流要求。2.3排泥用地的规划独流减河口左岸是大港电厂泵站沉砂池，建设排泥场的可能性已很小，只有依靠河口右岸的1、2、3号排泥场。其中，1、2号排泥场现状泥面高程4.6～5.7m，在1999、2000年清淤时已安排使用过，目前储泥高程和围堰都比较高，若继续加固加高使用则会增加清淤费用。新建的3号排泥场，经过2001年使用，现状泥面高程2.5～1.5m。如果按目前的清淤量计算，还可以使用2～3年。照此发展下去，今后的排泥用地就会紧张。而改变这种紧张局面有两条途径：一是新建4号排泥场，二是抓紧时间腾空1、2号排泥场，这样就可以将排泥场循环使用，保证清淤需要。3河口污泥处理3.1河道社区清淤从1976～2001年，河口累计清淤量为718.9万m3，共投资2493.43万元。清淤工程有效地改善了河口过流条件，过闸流量得到明显增加。1976年天津市航道处在闸下4.8km范围内进行了地形测量，结果表明闸下3km河道断面基本淤平，总淤积量达224万m3，其中2km以内淤积156万m3，占总淤积量的77.4%。由于河口淤积，闸门无法打开，危及天津市的防洪安全。自1976年开始清淤后，河口状况得到了改善。1985年，独流减河挡潮闸的泄量为设计流量的18%～30%;1998年3月，在设计闸上水位3.75m情况下，河口过流能力约为1450m3/s，为设计流量的45.3%;2001年清淤后，在同样的水位情况下，河口过流能力提高到2300m3/s，为设计流量的71.9%。尽管这种过流能力没有完全恢复到设计流量，但河口泄流能力已大为改善。3.2投资及投资情况独流减河口右侧，现有3个排泥场，分别建于1981、1982和2001年，总面积为95万m2，总投资1291.56万元。由于3个排泥场所占土地归清淤单位使用，每年清淤工程均能顺利进行。4考虑和建议4.1尽快制定三河口综合整治规划，确定专项资金独流减河口、海河口和永定新河口被称为“三河口”，是海河流域河道最重要的入海河口，是海河流域防洪工程的重点，因此，河口清淤事关京、津、冀地区的防洪安全。多年来的研究成果表明，三河口的治理，不论采取哪种方案，都必须辅以清淤措施。为此，建议有关部门和单位根据水利部批复的《海河流域海河口、永定新河口、独流减河口综合整治规划报告》尽快立项，作好项目预算。此项经费应列入国家基本建设投资计划中，每年给予保证。独流减河口要想满足下泄3600m3/s的要求，除对河口进行一次性清淤、使其达到相应的泄流能力外，每年维护性清淤方量还必须超过44万m3，以保证汛期的泄洪要求。4.2河口自然冲淤近40年来，海河流域没发生过流域性大水，河道长年断流，河口缺少来水，既影响河口生态环境，又无力冲刷闸下淤泥。1996年，独流减河防潮闸过闸最大瞬时流量为890m3/s，最大日均流量540m3/s，全年提闸129次，泄水13亿m3，有效地冲刷了河口淤积。因此，建议充分利用上游来水机会，进行三河口自然冲淤。目前，海河流域水资源紧缺，基本无入海水量。但是，随着经济社会的发展和人类文明的进步，人们对良好生态环境的要求愈来愈强烈，可以考虑给河口一定的水量，以维持河口的生态平衡，届时河口部分的自然冲淤将会实现。4.3排泥场的选择和使用排泥场的循环利用可以使三河口的清淤持续进行，因而制定排泥场循环使用规划十分重要。海河闸以下近闸段，现有1、2、3号排泥场和南疆1、2号排泥场，总面积为173万m2，目前可以循环使用的排泥场面积约为80万m2左右，其余的被挪作他用或已趋饱和。而海河口每年的清淤量一般在120万m3左右，其中近闸段清淤40万m3，按吹泥平均厚度1.0m计，需要周转使用的排泥场大约为40万m3/a。由于排泥场本身的清除还需要固结、翻晒、卖出、运输等一系列环节，外界因素干扰多，一般3年左右为一个周转期，可见二者有一定的差距。如选用其他排泥场，由于挖泥船的吹泥距离长、工效低，使整体清淤造价高，造成不必要的浪费。随着三河口地区经济的发展，将来土地会愈来愈少。在这种条件下，只有通过统一规划兴建、使用排泥场，才可能达到多种效果：一是可以有效地增加土地；二是可以满足排泥场的循环使用；三是可以缓解当地土地资源紧张的状况，支援当地的经济建设。4.4以水为基，推进三河口综合治理随着滨海新区的崛起，三河口地区越来越成为天津市经济开发的重点，各级、各部门必然在此圈地竞相开发。可是，由于多家管理、地界权属不清、管辖范围交叉、各自为政的情况，河口综合治理开发难以实现良性循环。2001年，水利部以水总（2001)267号文对《海河流域海河口、永定新河口、独流减河口综合整治规划报告》进行了批复，这是水利部在三河口综合治理方面从防洪安全大局出发编制的整治规划。它兼顾了社会各行各业的发展，兼顾了上下游、左右岸地区的不同要求，兼顾了社会发展的近期和远期目标，是进行三河口综合治理的重要行业依据。2001年颁布实施的《中华人民共和国海域使用管理法》中的海域管理范围、海洋功能区划和《中华人民共和国防洪法》中的规划治导线、规划保留区，由于管理的出发点不一样，两者有一定的重合范围。因此，建议在执行两部法规的基础上，尽快制定一个三河口统一管理办法，依法治理河口。4.5综合协调，科学实施独流减河口由于独流减河防潮闸和河口的排泥场的地界权属已经划定，因而在进行综合治理时，既没有涉及其他