沿海涵閘典型年入海徑流（量）與閘下港道沖淤關(guān)系分析

黃廣勇 查 紅 聞余華

（1.江蘇省水文水資源勘測局鹽城分局，江蘇 鹽城 224002；2.江蘇省水文水資源勘測局，江蘇 南京 210029）

0 引言

江蘇省水利廳于2012年7月至2013年6月組織鹽城市四港監(jiān)測所和鹽城水文水資源勘測局對四大港及四卯酉閘下港道進(jìn)行測量，為《江蘇沿海閘下港道淤積機(jī)理和健康運(yùn)行研究》提供相關(guān)基礎(chǔ)資料。筆者根據(jù)這次閘下港道測量成果和同期閘壩排泄水量資料，分析沿海涵閘入海徑流對閘下港道沖、淤影響，供水利工程管理部門沖淤保港調(diào)度運(yùn)行參考。

1 江蘇沿海擋潮閘閘下港道淤積概況

江蘇省瀕臨黃海，入海河道眾多，沿海港閘總計118 座，其中，大中型擋潮閘60 多座，這些擋潮閘在防潮抗臺、御鹵蓄淡、防止土地鹽堿化以及提高防洪排澇能力等方面發(fā)揮了巨大作用，為整個沿海地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了保障。但擋潮閘建成后減少了下泄徑流量，引起潮波變形，延長了落潮歷時，削弱了落潮流量和流速，使?jié)q潮流帶入的泥沙不能被落潮流及時帶出，形成擋潮閘閘下港道淤積，特別是粉沙淤泥質(zhì)海岸帶港道淤積更為突出，從而降低擋潮閘的排水能力，制約工程效益的發(fā)揮。以蘇北四大港為例，目前閘下平均過水?dāng)嗝婷娣e和河床容積比建閘初分別減少67%和65%，另有9 座擋潮閘報廢下移。沿海四大港閘及四卯酉閘等港閘分布見圖1。

2 典型年水文特征分析

2.1 雨情

2012年7月至2013年6月，里下河區(qū)面平均累計降水量1007.3 mm，比多年平均偏多1.3%，基本持平。經(jīng)與1956～2010年同期年降水量系列比較，該典型年降水量頻率為43%，屬平水年。2012年7月至2013年6月里下河區(qū)降水量與多年平均降水量對照詳見表1。

2.2 水情

2012年入梅后受持續(xù)較強(qiáng)降水影響，內(nèi)澇、外洪導(dǎo)致里下河區(qū)河網(wǎng)水位快速上升，7月初里下河主要河道站水位均超警戒，形成年內(nèi)漲、落幅最大的一次洪水過程，詳見表2。

表1 里下河區(qū)降水量統(tǒng)計表

表2 里下河區(qū)代表站2012年梅雨期水位特征值統(tǒng)計 （單位：m）

2.3 徑流頻率

射陽河閘：2012年7月至2013年6月年徑流量為51.59 億m3，比多年（1973～2012年）平均徑流量偏大31.6%，年徑流頻率13%。

黃沙港閘：2012年7月至2013年6月年徑流量為11.75 億m3，比多年（1973～2012年）平均徑流量偏小15.2%，年徑流頻率67%。

新洋港閘：2012年7月至2013年6月年徑流量為24.64 億m3，比多年（1973～2012年）平均徑流量偏大14.3%，年徑流頻率26%。

斗龍港閘：2012年7月至2013年6月年徑流量為9.706 億m3，比多年（1973～2012年）平均徑流量偏小32.5%，年徑流頻率87%。

四卯酉閘：2012年7月至2013年6月年徑流量為12.68 億m3，比多年（1980～2012年）平均徑流量偏大82.3%，年徑流頻率7%。

3 入海徑流（量）對閘下港道沖淤變化影響分析

3.1 斷面布設(shè)、施測時間及測驗頻次

斷面布設(shè)：根據(jù)四大港及四卯酉閘下港道長度大體以平均間距布置測量斷面，彎道處適當(dāng)加密，具體斷面布設(shè)情況見表3。施測起訖時間為2012年7月至2013年6月。測驗頻次：2012年7～10月平均每半個月施測1 次；2012年10月至2013年6月施測2～3 次。

3.2 不同時段徑流與沖淤變化量對照分析

根據(jù)閘下港道各測次斷面測量成果，計算相鄰時間段港道沖、淤變化量，5 個港道斷面面積、河床容積計算均統(tǒng)一為高程0.0 m 以下部分。在計算每一個相鄰時間段港道沖淤變化的基礎(chǔ)上，分汛期、非汛期兩個主時間段對5 個港道沖、淤變化情況進(jìn)行分析。閘下港道斷面施測期沖淤土方量和排泄水量統(tǒng)計見表4、表5。

由表4、表5 可知，以四大港射陽河閘閘下港道為例，汛期時間段（2012年7月11日至10月19日）5次閘下港道斷面測量港道均呈沖刷變化，河床總沖刷土方量227.4 萬m3，非汛期（2012年10月19日至2013年5月30日）3 次斷面測量2次港道呈淤積變化，總淤積土方量81.66 萬m3，該閘閘下港道明顯呈汛期沖、非汛期淤變化特征，四大港其它三個閘閘下港道亦存在同樣的沖淤變化特征。斗南墾區(qū)四卯酉河閘下港道汛期時間段（2012年7月14日至10月19日）4 次斷面測量3 次港道呈沖刷變化，河床總沖刷量21.14 萬m3，非汛期（2012年10月19日至2013年5月28日）3 次斷面測量2次港道呈淤積變化，總淤積量16.70萬m3，同于四大港閘下港道，亦呈汛期沖、非汛期淤變化特征。

表3 閘下港道測量斷面布設(shè)情況表

表4 射陽河閘下港道斷面施測期沖淤土方量和排泄水量統(tǒng)計

表5 四卯酉河閘下港道斷面施測期沖淤土方量和排泄水量統(tǒng)計

3.3 沖淤變化量與時段平均流量相關(guān)分析

閘下港道沖、淤變化主要與排泄流量有關(guān)，一般規(guī)律是流量大則沖刷、小則淤積，筆者者擬分析閘下港道相鄰測次沖、淤變化量與期間平均排水流量相關(guān)關(guān)系。考慮枯、汛季節(jié)轉(zhuǎn)換初期，港道沖、淤變化與流量關(guān)系的不穩(wěn)定性，將初期2 個測次合并作為一個關(guān)系點據(jù)進(jìn)行分析。由于閘下港道沖淤變化除受流量因素影響外，還受大小潮汛、港道長度、灘涂圍墾造成的近岸洋流變化等因素影響，關(guān)系點據(jù)較分散，但趨勢線基本反映了港道沖淤隨港道排水流量變化的平均情況。港道沖淤變化量與時段平均流量相關(guān)關(guān)系詳見圖2。

3.4 沖淤保港最小流量分析

根據(jù)沖淤變化量與時段平均流量相關(guān)關(guān)系，可推求5 個港閘下港道沖、淤變化的流量平衡點，即：沖淤保港最小流量。經(jīng)計算，射陽河閘沖淤保港最小流量為130 m3/s，黃沙港閘為31.2 m3/s，新洋港閘為68.2 m3/s，斗龍港閘為30.5 m3/s，四卯酉閘為36.8 m3/s。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

（1）2012年7月至2013年6月，里下河區(qū)面平均累計降水量1007.3 mm，比多年平均降水量偏多1.3%，該典型年降水量頻率為43%，屬平水年，并于2012年7月初主要站超警戒水位，形成明顯的漲、落幅最大的一次洪水過程；“四大港”和四卯酉閘年徑流同多年平均徑流相比，四卯酉河閘偏大82.3%、射陽河閘偏大31.6%、新洋港閘偏大14.3%、黃沙港閘偏小15.2%、斗龍港閘偏小32.5%。

圖2 港道沖淤變化量與時段平均流量相關(guān)關(guān)系

（2）2012年7月至2013年6月，射陽河、黃沙港、新洋港、斗龍港和四卯酉河閘下港道不同階段沖、淤變化與同期平均下泄流量關(guān)系分析表明，沿海涵閘閘下港道沖、淤變化量與同期平均下泄流量呈正相關(guān)特征。即：流量大沖，流量小淤。

（3）射陽河、黃沙港、新洋港、斗龍港和四卯酉河閘下港道沖、淤平衡流量（沖淤保港最小流量）分別為130.0 m3/s、31.2 m3/s、68.2 m3/s、30.5 m3/s、36.8 m3/s。

（4）筆者分析獲得5 個港的沖、淤平衡流量是僅基于一個水文年閘下港道斷面監(jiān)測成果，不能完全反映豐、平、枯各種年型的共同特點。

4.2 建議

由于閘下港道沖、淤變化除受涵閘下泄流量影響外，還受潮汛、港道長度、工程調(diào)度、灘涂圍墾等因素影響，故為深入探索沿海涵閘入海徑流對港道沖、淤變化的影響，還需就潮汛、工程調(diào)度、灘涂圍墾等對港道沖、淤變化影響進(jìn)行專題分析研究，這對指導(dǎo)沿海涵閘沖淤保港調(diào)度具有重要意義。