黃河下游地區(qū)渠首沉沙池設(shè)計(jì)方案分析

王 云 ，王奎全 ，馮宗玲

（1.濱州市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山東 濱州 256600；2.濱州市農(nóng)村科技信息化管理中心，山東 濱州 256600）

張肖堂引黃灌區(qū)位于黃河下游左岸，地處濱州市境內(nèi)，轄濱州經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)和濱城區(qū)5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（辦事處），301個(gè)村莊，總?cè)丝?2.38萬(wàn)。引黃灌區(qū)隨行政區(qū)劃調(diào)整和渠道的變遷，現(xiàn)狀灌區(qū)存張肖堂東干渠和西干渠（又名秦皇河）。張肖堂東干渠和秦皇河縱向貫穿濱城區(qū)和經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)，是濱州城區(qū)水系的重要組成部分。隨著小浪底工程的建成使用以及黃河調(diào)水調(diào)沙行動(dòng)，黃河下游含沙量近年來(lái)呈減少趨勢(shì)。根據(jù)近幾年張肖堂灌區(qū)引水含沙量分析及黃河泥沙公報(bào)，黃河水含沙量為4kg/m3左右。張肖堂引水主要用于城區(qū)水系生態(tài)補(bǔ)水，因此黃河水?dāng)y沙給城區(qū)水系運(yùn)行帶來(lái)諸多問(wèn)題。

1 解決方案

1.1 方案一：張肖堂渠首沉沙條渠方案

該方案位于渤海十八路以西、秦皇河以東、黃河大堤以北，南海西庫(kù)區(qū)以南，分為東、西兩條沉沙條渠，其中西條渠占地9.93hm2，東西平均寬110m，南北長(zhǎng)880m；東條渠占地15.53hm2，東西平均寬150m，南北長(zhǎng)1070m；總占地25.47hm2，共需完成土方116萬(wàn)m3，估算工程造價(jià)1億元。

該方案優(yōu)點(diǎn)：1）沉沙條渠進(jìn)水閘距引水口距離短，引水條件、沉沙條件好、水質(zhì)有保障；2）充分利用黃河大壩與南海水庫(kù)之間的空閑地，建設(shè)時(shí)施工方便，縮短工期；3）東、西兩條沉沙條渠輪流使用可提高城市水系供水保證率；4）泥沙集中沉于上游且沉沙條渠緊鄰渤海十八路，清淤泥沙運(yùn)輸方便；5）該方案集生態(tài)、沉沙、濕地等功能，能夠與南海景區(qū)及獅子劉鄉(xiāng)村民俗游融為一體，使該范圍內(nèi)所有景區(qū)都得到提升；6）徹底解決了南海渾水入庫(kù)問(wèn)題，大大提高了城市水庫(kù)供水安全保證率。

該方案缺點(diǎn)：受地形限制沉沙池面積小，采用以挖待沉運(yùn)行方式清淤頻次高。

1.2 方案二：南海以東沉沙條渠方案

該方案南起南海東北壩以北，向東北經(jīng)張莊、楊莊、李口、菜園李、丁口到達(dá)渤海十三路，由黃河以北的坑塘、藕灣、低洼地開(kāi)挖修整后連接而成，分為兩段，引水閘至南環(huán)河段（沉沙條渠上游段）主要作用是沉沙，南環(huán)河至渤海十三路段（沉沙條渠下游段）主要作用是蓄水，形成景觀水面。該方案引水口位于南海東庫(kù)區(qū)北壩以北110m處，張肖堂東干渠渠道樁號(hào)3+330處。該方案上游段長(zhǎng)1.5km左右，占地22.60hm2，其中坑塘11.73hm2，旱地 10.87hm2，總庫(kù)容 90 萬(wàn) m3；沉沙池底需清挖土方50萬(wàn)m3，引水口處新建引水閘1座，穿鄉(xiāng)村路處新建涵洞2座、改建橋梁1座，上游段入南環(huán)河處新建閘附橋1座，估算工程造價(jià)6000萬(wàn)元。下游段長(zhǎng)3km左右，占地38.27hm2，其中坑塘 32.73hm2，旱地 4.53hm2，村莊1.00hm2，總庫(kù)容150萬(wàn)m2；需新建橋梁9座，估算工程造價(jià)7500萬(wàn)元。該方案沉沙庫(kù)容為45萬(wàn)m3，理論狀態(tài)下7年左右需清淤一次。

該方案優(yōu)點(diǎn)：1）總體上蓄水量大；2）以濕地的方式運(yùn)行，既能達(dá)到沉沙目的，又有利于南環(huán)河生成自然生態(tài)景觀水，能夠與規(guī)劃黃河風(fēng)景帶融為一體；3）能夠保持張肖堂東、西干渠的獨(dú)立性及其原有功能。

該方案缺點(diǎn)：1）由于沉沙池下游段與規(guī)劃南環(huán)河重合，運(yùn)行過(guò)程中極易造成南環(huán)河淤積；2）與方案一比較，相當(dāng)于僅有1條沉沙條渠，不能輪流使用，一旦清淤不及時(shí)會(huì)影響向城區(qū)水系供水；3）所利用的坑塘、藕灣等周邊有大量民房分布，長(zhǎng)期高水位運(yùn)行容易造成房屋基礎(chǔ)坍塌等安全問(wèn)題；4）泥沙沉積分散，不利于集中清淤和運(yùn)輸；5）只能解決城區(qū)河道渾水入河問(wèn)題，而不能解決南海水庫(kù)渾水入庫(kù)問(wèn)題。

1.3 方案選擇

綜合考慮兩方案在功能、運(yùn)行管理、建設(shè)條件、投資等方面條件，本項(xiàng)目采用方案一，該方案在可利用土地范圍內(nèi)，且不牽涉基本農(nóng)田。

2 效果分析

本項(xiàng)目張肖堂引黃閘規(guī)劃年引水量7600萬(wàn)m3，根據(jù)近幾年張肖堂灌區(qū)引水含沙量分析及黃河泥沙公報(bào)，黃河水含沙量為4kg/m3左右，預(yù)計(jì)年淤積量16.3萬(wàn)m3。根據(jù)城區(qū)河道清淤經(jīng)驗(yàn)，清淤土方平均造價(jià)39元/m3，張肖堂渠首沉沙池建成后，項(xiàng)目區(qū)每年可減少清淤費(fèi)用636萬(wàn)元。

沉沙池的建成運(yùn)行能夠增加城區(qū)水系的蓄水、連通和流動(dòng)性，并改善周邊的出行條件。從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益來(lái)說(shuō)，渠首沉沙池工程可為城區(qū)居民創(chuàng)造良好的生產(chǎn)、生活環(huán)境，有效促進(jìn)項(xiàng)目區(qū)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。