遼河下游泥沙治理措施研究

遼河下游泥沙治理措施研究

遼東位于中國東北的南部。它是中國的七大河流之一。同時，也是中國東北以南的最大河流，被稱為遼寧省人民的“母親河”。遼河的含沙量較高,僅次于黃河、海河,為中國第三位。遼河下游多年平均年輸沙量達(dá)1187.96萬t,多年平均含沙量達(dá)3.32kg/m1來沙量和來水量遼河是一條典型的北方河流。遼河干流的4個水文站(通江口、鐵嶺、巨流河、六間房)一年內(nèi)的水沙分配規(guī)律十分相似,汛期的來水、來沙量占全年的絕大部分,且最主要集中在7,8月份。通江口、鐵嶺、巨流河、六間房7,8月份的來水量占全年的51.57%,49.94%,50.31%和49.13%,來沙量占全年的70.71%,69.33%,66.56%和65.98%。遼河的水沙分布規(guī)律為“東水西沙”。西部各支流除西遼河外,多年平均徑流量明顯小于東部各支流,東部各支流多年平均徑流量為18.09億m2東遼河、水系水土流失是遼河下游泥沙的主要來源。遼河流域的東部氣候濕潤,雨量充沛,林木茂盛,植被覆蓋好,水土流失較少,東部各支流泥沙含量較低,其中含沙量相對較大的河流為東遼河、清河。遼河流域西部各河,由于氣候干燥,植被覆蓋差,且本區(qū)域的降雨多以暴雨形式產(chǎn)生,地表又多較易被沖刷的黃土和沙土,因此本區(qū)域水土流失比較嚴(yán)重,各支流泥沙含量較高,尤其以西遼河、柳河兩條支流含沙量高。目前西遼河由于上游修建有水庫、灌區(qū),下泄泥沙量已不大,所以遼河干流下游現(xiàn)狀泥沙主要為柳河下泄。遼河干流東、西部支流水沙情況見表1。3沙子的問題3.1泥沙在水庫內(nèi)運(yùn)行方式變化分析柳河泥沙是遼河柳河口以下河段淤積的主要來源。柳河泥沙,首先經(jīng)過鬧德海水庫的調(diào)節(jié)進(jìn)入下游,因此鬧德海水庫的運(yùn)行方式對下游河道泥沙的沖淤變化有很大的影響。鬧德海水庫在上世紀(jì)70年代把運(yùn)行方式改為“蓄清排渾”,即每年10月下閘,翌年4月放水,汛前放空,閘門全部敞開,靠工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)自然調(diào)節(jié)洪水,起到滯洪滯沙作用。這樣的運(yùn)行方式使得在非汛期的泥沙大部分留在了庫區(qū)。而到了汛期,水庫敞泄,把淤積在水庫內(nèi)的泥沙沖向下游。隨著柳河兩岸經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,工農(nóng)業(yè)對水量的需求加大,鬧德海水庫為了增加蓄水量,在汛期也開始蓄水,增加了庫區(qū)內(nèi)的泥沙淤積。一旦發(fā)生大洪水,則會攜帶更多泥沙到下游,增加下游防洪壓力。由于柳河洪水與遼河洪水不遭遇,很快淤在河道內(nèi),造成遼干下游河床淤高,河槽擺動不穩(wěn)。西遼河上游現(xiàn)已經(jīng)建成了大量水庫及灌區(qū)、滯洪區(qū)。在沒有大洪水的情況下,現(xiàn)有的水庫及灌區(qū)、滯洪區(qū)基本可以調(diào)節(jié)西遼河的來水,使大部分水、沙攔截在西遼河河段。受水庫、灌區(qū)、滯洪區(qū)的調(diào)水調(diào)沙影響,在西遼河無大洪水的情況下,遼河干流近40年內(nèi)并沒有因西遼河的泥沙而嚴(yán)重淤積。大部分泥沙被有效地攔截在水庫、灌區(qū)、滯洪區(qū)內(nèi),同時由于水量較小,西遼河挾沙能力減小,因此即使有部分泥沙被帶到下游,也會因沿程淤積而大部分留在了西遼河,只有小部分泥沙進(jìn)入遼河干流。但是一旦發(fā)生一場大洪水,水庫等無法調(diào)節(jié),只有下泄洪峰。這樣淤積在西遼河上游泥沙被大量帶到下游,攜帶大量泥沙至遼河干流,致使遼干淤積嚴(yán)重。3.2不斷加強(qiáng)了洪水調(diào)沙過程,造成了泥沙在自然、經(jīng)濟(jì)、社會、加速滑移盤山閘位于遼河干流下游的盤錦市,距河口57.3km。該閘于1968年建成,原設(shè)計其主要作用是防止潮水倒灌,抬高水位,調(diào)蓄水量,為3.911萬hm盤山閘建成投入運(yùn)行以來,對盤錦市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,保證農(nóng)業(yè)和城鎮(zhèn)及工礦企業(yè)的用水起了極其重要的作用。由于建閘后改變了閘上、下游水沙條件,又因遼河流域?qū)儆谫Y源性缺水地區(qū),在運(yùn)用方式上未按設(shè)計的調(diào)水調(diào)沙方式控制。自1969～1985年,適逢遼河連續(xù)十多年的枯水期,長年不開閘門,使遼河上游來泥沙大部分淤積在庫區(qū)內(nèi)。而由于盤山閘下泄量的減少破壞了遼河口段漲、落潮的波形,使得漲潮時流速快而落潮時流速慢。這樣直接導(dǎo)致漲潮時的水流挾沙力大于落潮時的水流挾沙力,使得部分泥沙被留在盤山閘下游河道而產(chǎn)生淤積。河槽過水面積明顯減小,因此降低了盤山閘的泄洪能力和分洪標(biāo)準(zhǔn),降低了灌溉用水的補(bǔ)償調(diào)節(jié)能力,也影響了閘體本身的安全。4治理措施4.1柳河泥沙的一般認(rèn)為,在上游多沙支流上修建攔沙水庫,使泥沙不能進(jìn)入柳河。南支扣子河、北支養(yǎng)畜牧河和中支鐵牛河三個支流所攜帶的泥沙超過柳河全部泥沙的90%。如果規(guī)劃中扣子河上的顏家水庫及養(yǎng)畜牧河上的噶海山水庫修建后,則攔截大部分泥沙,使柳河泥沙問題得到很大程度上的緩解。但是由于顏家水庫及噶海山水庫庫容有限,且扣子河及養(yǎng)畜牧河的泥沙較多,因此只能在建庫初期有一定效果,后期的運(yùn)行方式則可能與鬧德海水庫一致,即蓄清排渾。雖然對洪水及泥沙依然有一定調(diào)節(jié)作用,但是達(dá)不到建庫時攔截大部分泥沙不下泄的目的。4.2水庫聯(lián)合調(diào)度遼河各主要干、支流已經(jīng)基本形成一個水庫群體系,其中包括遼河干流上的石佛寺水庫、清河上的清河水庫、寇河上的南城子水庫、柴河上的柴河水庫、汎河上的榛子嶺水庫、柳河上的鬧德海水庫,對水庫聯(lián)合調(diào)度,可以解決不少棘手的問題。如盤山閘淤積問題最根本是因?yàn)槿彼?無法把庫區(qū)內(nèi)淤積的泥沙沖到下游。如果能把洪水?dāng)r截在各水庫內(nèi),根據(jù)盤山閘需要流量,一起放水使洪峰遭遇,則可以人為制造出一次洪水,把盤山閘庫區(qū)內(nèi)的泥沙沖往下游。又如柳河口及以下遼干淤積問題,則也可以人為制造一場洪水