膠東調(diào)水工程渠首沉沙池泥沙處理利用探索

鄭 飛

山東省調(diào)水工程運(yùn)行維護(hù)中心博興管理站 山東 博興 256500

山東省膠東調(diào)水工程是南水北調(diào)東線工程山東“T”字型調(diào)水大動(dòng)脈的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)全省水資源優(yōu)化配置、緩解膠東地區(qū)水資源供需矛盾、改善沿線生態(tài)環(huán)境的重要水利基礎(chǔ)設(shè)施。其前身引黃濟(jì)青工程是山東省境內(nèi)遠(yuǎn)距離、跨流域的大型調(diào)水工程，是"七五"期間山東省重點(diǎn)工程之一。引黃濟(jì)青工程自1989年底建成通水至2019年已運(yùn)行30年，共引黃河水58.86億立方米，引黃河泥沙1320.65萬(wàn)立方米。

1.“以挖待沉”的清淤方式

膠東調(diào)水工程渠首沉沙池原設(shè)計(jì)為自流與揚(yáng)水結(jié)合的運(yùn)行方式，規(guī)劃9條。自流沉沙1～2年，揚(yáng)水沉沙3～4年，每條使用4～5年，共使用45年。工程目前使用的2#沉沙池，長(zhǎng)度6.09公里，平均寬度590米，面積3.43平方公里（5100余畝）。引黃引進(jìn)的泥沙通過(guò)輸沙渠送入沉沙池，由于沉沙池進(jìn)口水流突然擴(kuò)散，流速減慢，水流挾沙能力變小，百分之八十以上的泥沙沉在了進(jìn)口，輸沙渠底面比降加劇變緩，短期內(nèi)失去自流沉沙能力。僅持續(xù)了三個(gè)放水年度，累計(jì)引水量8.3億立方米，沉沙池進(jìn)口段沉積386萬(wàn)立方米，底高程達(dá)10.51米，自1992年下半年，沉沙池受淤積影響引水出現(xiàn)困難。為保證工程的正常運(yùn)行，只能采取清淤措施。清淤二十多年主要采用了以下三種方式。

1.1 挖塘機(jī)內(nèi)貼式清淤

渠首輸、沉沙工程原設(shè)計(jì)不需要清淤，在工程范圍以外沒(méi)有規(guī)劃棄淤場(chǎng)。在當(dāng)時(shí)條件下把棄淤貼在沉沙池上、中游遠(yuǎn)離主溜溝的大堤內(nèi)也是無(wú)奈之舉，簡(jiǎn)稱內(nèi)貼式清淤。機(jī)械選用挖塘機(jī)（泥漿泵）。此方式持續(xù)運(yùn)行四年，共處理泥沙292.59萬(wàn)立方米，內(nèi)貼占用沉沙面積71.79萬(wàn)平方米，占整個(gè)沉沙面積的20.6%。

1.2 挖泥船池外排淤

經(jīng)過(guò)93—96年的內(nèi)貼式清淤，沉沙池沉沙面積相對(duì)減少，沉沙效率相對(duì)降低。由資料統(tǒng)計(jì)，96年冬季濟(jì)青送水沉沙池沉沙效率為85.8%，比92年冬季濟(jì)青送水降低了13.1%。如再無(wú)期無(wú)度的繼續(xù)擴(kuò)大內(nèi)貼面積，勢(shì)必降低沉沙池的功能，因此我們采用挖泥船池外排淤。按照“化整為零、臨時(shí)占用、合理補(bǔ)償、適時(shí)還耕”的租地原則，臨時(shí)租用周邊低洼地。此方式從97年始到2000年，持續(xù)了四年，共處理泥沙470.28萬(wàn)立方米，臨時(shí)租用棄淤場(chǎng)1046畝，使沉沙池沉效率恢復(fù)到98.4%。

1.3 挖塘機(jī)外排內(nèi)貼結(jié)合

由于泥沙大部分沉積在沉沙池上游，不送水運(yùn)行時(shí)，一般為干池，不適用于挖泥船水下作業(yè)。自2001年始，又采用新型挖塘機(jī)池外排淤。這種新型挖塘機(jī)功率大，輸距遠(yuǎn)，不需水下作業(yè)。一直延續(xù)至今，從而有效地延長(zhǎng)了沉沙池的使用周期，保障了工程引、送水運(yùn)行。

2.泥沙處理帶來(lái)的影響

膠東調(diào)水工程沉沙池自92年實(shí)施清淤以來(lái)，共處理泥沙1141萬(wàn)立方米，其中外排清淤593.65萬(wàn)立方米，內(nèi)貼547.35萬(wàn)立方米。泥沙處理對(duì)工程的影響是一是內(nèi)貼式清淤占用沉沙池面積117.2萬(wàn)方米（1757畝），使沉沙池面積的減少三分之一，降低了沉沙能力。二是外貼式清淤，占用大量土地，若處理不好易造成渠首沙化，惡化了生態(tài)環(huán)境。

3.泥沙處理利用

引黃濟(jì)青工程渠首沉沙池泥沙處理近三十年，初步探索了泥沙綜合利用的有效途徑。

3.1 改良低洼鹽堿荒地。臨時(shí)租用地方群眾的脊薄荒地，使用2-3年，在使用期內(nèi)合理補(bǔ)償，把脊薄荒堿地改造成了良田，還耕前在棄淤場(chǎng)表層輔蓋30CM紅粘土。這種方式受到當(dāng)?shù)卣腿罕姷闹С峙c歡迎。此途徑利用泥沙593.65萬(wàn)立方米，占處理泥沙的51.5%，改良荒堿地1628畝。產(chǎn)生了較大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 植樹(shù)造林，美化工程。在內(nèi)貼淤地，種植了楊樹(shù)、柳樹(shù)等苗木7萬(wàn)余棵，在防風(fēng)固沙、改善生態(tài)環(huán)境的同時(shí)又具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 新型建筑材料資源

眾合新型墻體材料有限公司建設(shè)在2#沉沙池下游，引進(jìn)了意大利具有世界先進(jìn)水平的技術(shù)設(shè)備，用黃河泥沙生產(chǎn)各種普通燒結(jié)磚、高檔裝飾磚、地磚、裝飾貼片。該公司一期工程投資1.53億元，于2006年5月份投產(chǎn)，年生產(chǎn)能力2.5億標(biāo)塊。為引黃泥沙的利用開(kāi)辟了新路子。

3.4 支援高速公路建設(shè)。2017年，抓住長(zhǎng)深高速?gòu)V饒至高青段建設(shè)的有利時(shí)機(jī)，將內(nèi)貼淤土外運(yùn)用于高速公路路基建設(shè)，一舉兩得。

膠東調(diào)水工程渠首沉沙池運(yùn)行三十年來(lái)，在泥沙處理、延長(zhǎng)沉沙池使用年限、減少清淤占地、泥沙綜合利用等方面進(jìn)行了積極探索，探索出了綜合利用的新路子，為引黃灌區(qū)泥沙處理提供了借鑒。