淮陰閘水文自記臺進水管防淤初探

林其軍 姚建棟

(江蘇省淮沭新河管理處 淮安 223305)

徐 昕

(長江水利委員會水文局長江口水文水資源勘測局 上海 200136)

1 工程水文概況

淮陰閘位于江蘇省淮安市西北10km、中運河與淮沭新河交匯處，是分淮入沂、淮水北調(diào)淮陰樞紐的主體控制工程。該閘建成于1959年10月，共30孔，單孔凈寬10m，閘總寬345.4m，閘底高程6.10m，設(shè)計流量3000m3/s，校核流量 4000m3/s。

淮陰閘的主要作用是分淮入沂，即分泄淮河洪水3000～4000m3/s入新沂河，使洪澤湖泄洪能力提高到300年一遇標準。建成后，遇1991年和2003年淮河大洪水時，實施分淮入沂，最大分洪流量分別達1270m3/s和1440m3/s。1972～2010年，平均年排水量31.78億m3，累計排水1330億m3，其中灌溉供水740億m3，其防洪排澇效益得到了較好發(fā)揮，灌溉供水效益顯著［1］。

為了掌握分淮入沂、淮水北調(diào)水情以及為防汛抗旱、航運及工程管理控制收集資料，淮陰閘水文站于1972年1月設(shè)立，它是國家重要水文站及中央報汛站，觀測項目有上下游水位、流量及降水量等。

2 自記臺現(xiàn)狀

淮陰閘原上下游水文自記臺于設(shè)站時建成，2003年淮河流域大洪水后，由于淮陰閘實施災(zāi)后重建除險加固工程，淮陰閘上游自記臺進行了選址重建，下游自記臺進行了外觀改造;現(xiàn)淮陰閘上游水文自記臺距節(jié)制閘50m，下游水文自記臺距節(jié)制閘232m。

淮陰閘上游水文自記臺進水管為內(nèi)徑20cm的平直水泥管，從外管口至自記臺測井內(nèi)壁長約15m;下游水文自記臺進水管年限已達40年，其進水管內(nèi)徑約10cm，從外管口至自記臺測井內(nèi)壁長約6m，由于工程設(shè)計缺陷，上下游自記臺進水管外管口均未設(shè)立沉沙池。

淮陰閘上下游河床斷面泥沙淤積現(xiàn)象比較明顯，在水流的帶動推移下，自記臺平直進水管外管口附近泥沙脈動較為頻繁，經(jīng)常出現(xiàn)進水管被泥沙淤積的情況，導(dǎo)致自記臺內(nèi)水位過程線出現(xiàn)水位延遲、失真等現(xiàn)象。

3 進水管防淤措施

按照河床泥沙的來源，淮陰閘下泄水流挾帶的泥沙以床沙質(zhì)為主，其上下游河床的淤積情況，已經(jīng)對淮陰閘水工建筑物的工程控制運用產(chǎn)生了較大的影響，給淮陰閘防洪、發(fā)電、灌溉、航運及供水造成了困難，增加了維護費用，也大大降低了水文自記臺的工程效益。

水文自記臺進水管的淤積，對最基本的水文觀測項目——水位的觀測會帶來極大的影響，從而影響水文情報預(yù)報及水情信息的收集，因此水文自記臺進水管的防淤應(yīng)對措施顯得極為重要。

3.1 測井防淤

水文自記臺的測井通過進水管與外部天然水體形成連通器，在未淤積的情況下，測井內(nèi)的水面應(yīng)與外部天然水體水面相持平。當測井內(nèi)部泥沙淤積嚴重時，會影響進水管的水流流通，從而造成外部水位上漲時自記水位偏低及外部水位下降時自記水位偏高的情況。

淮陰閘水文自記臺示意圖見圖1，圖1中測井內(nèi)部為防止淤積現(xiàn)象的產(chǎn)生，測井的底層應(yīng)至少低于進水管內(nèi)管口下沿50cm左右，且在底層平鋪一層碎石以平穩(wěn)水流及泥沙脈動。

3.2 設(shè)立沉沙池

按照泥沙在水體中輸移的方式，淮陰閘進水管外管口處淤積的泥沙主要為推移質(zhì)泥沙，在水流的帶動下，進水管外管口處的粗顆粒推移質(zhì)泥沙以滾動、滑動或者跳躍的方式運動，極易對進水管的外管口造成逐漸堵塞淤積的情況，因此為減緩?fù)埔瀑|(zhì)泥沙對自記臺進水管外管口的淤積情況，在進水管外管口處設(shè)立沉沙池則顯得尤為重要。

圖1 淮陰閘水文自記臺示意圖

從進水管外管口的下沿向下深挖約50cm、縱剖面為倒梯形的沉沙池，沉沙池內(nèi)壁用磚石砌好，為不影響天然水體與進水管的連通，沉沙池最外沿一側(cè)的高度應(yīng)略低于進水管外管口下沿的高度，其沉沙池的外形及示意圖，如圖2所示。

圖2 進水管防淤措施示意圖

從圖2可以看出，沉沙池的主要作用就是阻止隨水流輸移的推移質(zhì)泥沙靠近進水管，對已經(jīng)接近進水管的泥沙，沉沙池可以沉淀推移質(zhì)泥沙對于進水管管口的堵塞和淤積，最大程度地保證了進水管外管口與水文自記臺測井的通暢。

3.3 設(shè)立清淤窨井

水文自記臺的進水管的設(shè)計長度各不相同，為減少進水管清淤難度，特別是當進水管設(shè)計長度較長時，疏通較長進水管則顯得較為復(fù)雜和困難，因此對于進水管設(shè)計長度較長的水文自記臺，可以考慮清淤窨井的設(shè)立。

當進水管設(shè)計長度較長時，可以根據(jù)疏通進水管較為方便的長度，設(shè)立一個或者多個清淤窨井，將較長的平直進水管分割成一段或者數(shù)段，如圖2進水管防淤措施示意圖中所示，清淤窨井表面有混凝土蓋板，其下鋪有碎石，在需要實施進水管清淤時，從清淤窨井內(nèi)可以輕易對兩側(cè)的進水管進行有效的清淤。

3.4 進水管外管口外形的更改

在河床淤積不明顯，且影響進水管淤積的主要為懸移質(zhì)泥沙的情況下，可不設(shè)立清淤窨井或者沉沙池。為防止懸移質(zhì)泥沙隨水流進入至平直進水管內(nèi)造成淤積，可以對進水管面向天然水體的外管口的外形適當更改，將外管口形狀更改為面向下游的圓弧形外管口，如圖3所示。

從圖3中很明顯可以看出，這種形狀的外管口對防止進水管以懸移質(zhì)泥沙為主要輸沙來源的水體內(nèi)的淤積，會有比較明顯的效果。對淮陰閘水文自記臺進水管的防淤措施，可以在設(shè)立沉沙池的基礎(chǔ)上同時實施進水管外管口形狀的更改。

圖3 進水管外管口形狀示意圖

4 結(jié)語

淮陰閘水工建筑物上下游河床淤積現(xiàn)象較為明顯，由于工程控制運用中頻繁的調(diào)度，水流和泥沙的脈動使得上下游水文自記臺經(jīng)常發(fā)生淤積和堵塞，從而對水位觀測造成了極大的不便，也加大了淮陰閘水文站清淤的工作量和難度。

對淮陰閘上下游多次清淤工作的實踐證明，在淮陰閘水文自記臺進水管防淤措施中，選擇一種或者數(shù)種措施同時施行，可以大幅度地改善淮陰閘水文自記臺進水管的淤積現(xiàn)象，對提高水位過程線的完整率及準確性十分有效。

1 許廣東，姚建棟.淮陰閘工程加固后淹沒式孔流定線推流過程淺析［J］.治淮，2010(4):28.

2 張孝軍，封光寅，焦連喜，等.自記水位臺虹吸式進水管的改進［J］.水文，2004(3).