嘉興市河道淤積測(cè)算及輪疏機(jī)制探討

葉朝霞,蘇營(yíng)營(yíng),沈一鳴

(1.嘉興市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站,浙江 嘉興 314001;2.嘉興市秀洲區(qū)水利局,浙江 嘉興 314001)

1 問題的提出

嘉興市地處太湖東部平原,面積3 915 km2,其中水面面積311 km2,境內(nèi)分布著湖泊67個(gè),河道12 500余公里。河道作為水的載體和渠道,不僅提供了全市人畜飲水和灌溉用水,同時(shí)兼泄洪、排污、水運(yùn)、環(huán)境等多重功能。自20世紀(jì)70年代末,嘉興市傳統(tǒng)的捻河泥積肥基本消失,河道淤積日趨嚴(yán)重,不僅影響河道的正常功能,而且加重了水質(zhì)惡化。本文通過對(duì)嘉興市秀洲區(qū)不同類型河道淤積情況的測(cè)算,總結(jié)出不同類型河道的淤積速度,以此概化出嘉興未來20 a的河道淤積過程,針對(duì)性地提出各類河道的輪疏年限,并對(duì)建立河道輪疏機(jī)制作了深入的探討。

2 河道的淤積情況

20世紀(jì)70年代末,隨著農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,嘉興市傳統(tǒng)的捻河泥積肥基本消失,河道淤積日趨嚴(yán)重。據(jù)對(duì)清淤過程中的河道斷面觀測(cè),歷經(jīng)近20多年淤積,河床淤積最大厚度通常在1.5 m左右,一般河道淤積厚度也在1.2 m左右。經(jīng)測(cè)算,全市河道淤積總量為2.4億m3。

2.1 河道淤積成因分析

造成嘉興市河道淤積的主要原因有兩岸坍塌土體入河、雨水沖刷剝蝕兩岸表土入河、農(nóng)田排水?dāng)y帶泥沙、航船攪起的泥沙在附近河道里的沉積、水生植物枯死腐爛沉積、洪水期間過境水流夾帶的泥沙沉淀淤積、人為棄入河中的垃圾雜物等[1]。

2.2 河道淤積形態(tài)

自然沖刷形成的河道斷面總是呈鍋底斷面形態(tài)。河道淤積以后,由于河槽斷面上水動(dòng)力分布的特點(diǎn)和淤積物沉積后的斷面穩(wěn)定要求,河床抬高,但斷面形態(tài)仍然具有淺鍋的形態(tài),因此淤積層呈中間厚,逐漸向兩岸尖滅。即使是兩岸坍塌的河段,最終在波浪作用下,仍然趨向平緩的鍋形斷面。

2.3 河道淤積的危害

河道淤積導(dǎo)致河道變淺、主槽變窄,河道的蓄洪、灌溉、航運(yùn)功能都受到影響。河道蓄水量減小,如遇汛期,洪水位迅速抬升,且居高不下,洪水調(diào)蓄能力薄弱;枯水期水位低,河水很淺,以致于干枯、斷流,泵站提不到水,影響灌溉,也影響其他供水;河道水位低也導(dǎo)致船只擱淺,影響航運(yùn)[2]。

河道淤積的另一危害是加重水體污染,由于河道變淺,水量減少,但排入河道中的污染物總量并不減少,導(dǎo)致水污染濃度增加。同時(shí)污染物伴隨淤泥中有機(jī)物的腐爛,又形成了河道底泥的次生污染。部分淤積河道(主要是浜頭、浜尾)再加上人為垃圾堆積,逐漸湮沒成為低洼地。

3 河道回淤情況的調(diào)查分析

3.1 以秀洲區(qū)河道為例

嘉興市秀洲區(qū)河道總長(zhǎng)度1 700 km,湖泊43個(gè),其中航道110 km,骨干排水河道90 km,鎮(zhèn)村河道1 500 km。全區(qū)水域水體總?cè)莘e11 400萬m3,其中湖泊容積為 7 000萬m3。

秀洲區(qū)河道按淤積速度劃分為3類:快速、中速和慢速淤積。快速淤積主要分布在超深超挖河段、航道支港河段 (與航道交叉的一段河道)、畜牧養(yǎng)殖區(qū)、城鎮(zhèn)建設(shè)開發(fā)區(qū)、磚廠取土河段。這類河道占總量的10%,約150 km,淤積最大厚度為0.25～0.40 m/a,根據(jù)觀測(cè),第1年平均淤積0.30 m,第 2年平均淤積 0.24 m,第 3年平均淤積0.18 m,以后每年的淤積速度依次遞減。秀洲區(qū)快速淤積河道年淤積總量約45萬m3,疏浚周期為2～4 a。

中速淤積主要分布在人口密集地區(qū)、工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)的河段;旱地多且復(fù)種指數(shù)高的河段;水面養(yǎng)水草、種菱河段;岸坡塌陷、植被稀少河段。這類河道占總量的30%,約450 km,淤積最大厚度為0.2～0.3m/a,根據(jù)觀測(cè),第1年平均淤積0.20 m,第2年平均淤積0.16 m,第3年平均淤積0.13 m,以后每年的淤積速度依次遞減。秀洲區(qū)中速淤積河道年淤積總量約90萬m3,疏浚周期4～6 a。

慢速淤積主要分布在偏僻村莊,機(jī)船少,復(fù)種指數(shù)小的河段;岸灘平緩,綠化率高,生態(tài)涵養(yǎng)好的河道;與外部水體交換少的河段。這類河道占總量的60%,約900 km,最大淤積厚度不到0.15 m/a,根據(jù)觀測(cè),第1年平均淤積0.10m,第2年平均淤積0.08 m,第3年平均淤積0.06 m,以后每年的淤積速度依次遞減。秀洲區(qū)快速淤積河道年淤積總量在100萬m3以下,10 a內(nèi)不需要再疏浚。

按全區(qū)1 500 km河道估算,年淤積量225萬m3,平均疏浚周期為8 a。

3.2 全市河道回淤估測(cè)

秀洲區(qū)的河道包括了各種典型情況,相比其它縣區(qū)具有代表性。根據(jù)全市河道條件的相似性,據(jù)此推算,預(yù)測(cè)全市河道淤積情況如下:

快速淤積:占總量10%,長(zhǎng)度1 250 km,按3 a輪疏周期,需疏浚420 km/a,淤積總量380萬m3/a。中速淤積:占總量30%,長(zhǎng)度3 750 km,按5 a輪疏周期,需疏浚750 km/a,淤積總量750萬m3/a。慢速淤積:占總量60%,長(zhǎng)度7 500 km,按10 a輪疏周期,淤積總量830萬m3/a。由此可見,自然回淤周期平均7～8 a,被動(dòng)清淤工程量極大,永無消停。

3.3 消減河道回淤的措施

由于地形、地質(zhì)、兩岸植被和兩岸排放等影響因素不同,河道淤積速度不同。因此,從源頭上防控,消減影響因素,減慢淤積速率,比被動(dòng)清淤更為科學(xué)、有效。除了通航繁忙航道航船攪起的泥沙源難以消減外,其它大部分河道淤積源可以通過人為改變影響因素予以消減,近2 a嘉興市的護(hù)岸工程和活動(dòng)已起到明顯效果,如萬里清水河道建設(shè)的護(hù)岸工程和綠化工程的水土保持作用、畜禽養(yǎng)殖區(qū)糞便處理工程、城鎮(zhèn)開發(fā)區(qū)開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持三同步工程、對(duì)黏土制磚的取締、河道水面保潔的推行等。這些工程和措施如果全面實(shí)施,除航道附近外,其它大部分河道將成為慢速淤積河道?？紤]到上述工程和措施的實(shí)際進(jìn)程和河床淤積隨時(shí)間遞減的特點(diǎn),概化出嘉興未來20 a河道淤積過程 (見表1)。按淤積到1 m左右實(shí)施清淤,清淤周期為:快淤河道5 a,中淤河道10 a,慢淤河道20 a。

表1 3類河道回淤過程概化表 m

4 河道輪疏機(jī)制探討

4.1 河道輪疏周期分析預(yù)測(cè)

采取源頭控制措施后,輪疏周期:10%的河道為5 a;30%的河道為10 a;60%的河道為20 a?！笆晃濉逼陂g,隨著浙江省萬里清水河道建設(shè)的開展,嘉興市除主航道以外的河道均已清淤完畢。據(jù)此,新一輪清淤的前5 a,全市約需安排清淤河道長(zhǎng)度250 km/a;第6年開始,可安排約625 km/a;15 a后,可安排625～1 000 km/a,而考慮到第一輪完成時(shí)間不均衡,全市可安排650 km/a左右。河道輪疏周期見表2。

表2 河道輪疏周期表km

4.2 河道輪疏的資金保障

河道疏?；I資方案可以沿用現(xiàn)行方案,對(duì)嘉興市本級(jí)的南湖、秀洲2區(qū),市財(cái)政按2萬元/km補(bǔ)助,中心城區(qū)(中環(huán)路以內(nèi))由嘉興市水利局直管,由嘉興市財(cái)政出資。其它縣市各自承擔(dān)。航道部門應(yīng)當(dāng)承擔(dān)航道泥沙淤積臨近河道的清淤補(bǔ)償。同時(shí),清淤輪疏機(jī)制一經(jīng)建立,清淤資金應(yīng)作為常年性支出列入預(yù)算。鑒于運(yùn)河屬歷史文化遺產(chǎn),建議浙江省財(cái)政給予一定支持,處于嘉興的與鄰省市的交界河道的疏浚,也建議浙江省財(cái)政給予一定的補(bǔ)助。

4.3 河道輪疏的建設(shè)管理

河道輪疏機(jī)制建立后,河道疏浚成為河道日常維護(hù)工作,應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步規(guī)范施工與加強(qiáng)監(jiān)管。由于年疏浚量減少1/2,可以通過更加嚴(yán)格的招標(biāo)程序和要求,從現(xiàn)有疏浚施工單位中優(yōu)選技術(shù)裝備先進(jìn)、施工業(yè)績(jī)較好的單位。研制、采購(gòu)更加符合河道清淤要求的施工機(jī)械,提高施工效率,減輕施工時(shí)的負(fù)面影響。運(yùn)用先進(jìn)測(cè)試手段,改進(jìn)河道斷面測(cè)量辦法,提高水下土方測(cè)量精度。結(jié)合河道建設(shè)管理,加大技術(shù)投入,在市本級(jí)和市區(qū)選擇典型河段,對(duì)河床實(shí)施斷面監(jiān)測(cè),掌握河床變化動(dòng)態(tài)。

4.4 建立河道管理長(zhǎng)效機(jī)制

4.4.1 鞏固完善河道保潔體系

河道保潔使水面潔凈,使人們賞心悅目,河道水面保潔還可以減少河道沉積物,延長(zhǎng)疏浚周期?？刂扑骛B(yǎng)殖(種植),對(duì)突發(fā)性的水葫蘆和綠萍等有處置預(yù)案,并有相應(yīng)的資金保障,以減少水生植物沉淀、腐爛、淤積。嘉興市目前有1 000條船、3 000人的水面保潔力量,還需要進(jìn)一步加大投入,改進(jìn)機(jī)制。

4.4.2 營(yíng)造河道防護(hù)林,強(qiáng)化河岸水土保持

推進(jìn)兩岸堤防綠化,選擇合適的植物種類和合理的植物搭配,既保證河道生態(tài)景觀,又起到水土保持作用,加快生態(tài)護(hù)岸建設(shè),延長(zhǎng)河道回淤周期。

4.4.3 建立河道管理體系

嘉興市賴以生存的水源主要為河道湖泊。而現(xiàn)有河道管理水平與河道的功能、地位、作用不相適應(yīng),存在著諸如認(rèn)識(shí)不足、機(jī)構(gòu)不健全、投入不足、管理法規(guī)不全、執(zhí)法力量很弱等問題。經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展到目前的水平,河道管理的重要性已凸顯。要逐步完善河道管理體系,加強(qiáng)包括組織管理體系,資金保障體系和信息化管理體系的建設(shè),逐步做到對(duì)河道水域平面的、立體的、水流的、水質(zhì)的、有效的動(dòng)態(tài)監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)河道生態(tài)化、管理現(xiàn)代化的目標(biāo)[3]。

5 結(jié) 論

基于對(duì)典型區(qū)域不同類型河道回淤情況的分析,得出嘉興市不同類型河道的淤積速度,以此推算出各類河道的輪疏年限和輪疏周期?？煊俸拥赖闹芷跒? a,中淤河道的周期為10 a,慢淤河道的周期為20 a。通過建立一定的河道輪疏機(jī)制和長(zhǎng)效管理機(jī)制,恢復(fù)河道功能,實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。本文對(duì)指導(dǎo)平原河網(wǎng)地區(qū)的河道清淤和長(zhǎng)效管理有參考意義。

[1]張彥南,張禮達(dá).河道淤積泥沙來源及治理對(duì)策[J].水利水電科技,2009,35(1):15-17.

[2]趙政.淺談上海地區(qū)河道淤積成因及對(duì)策 [J].上海水務(wù),2001(3):6-9.

[3]何愛梅,趙培江.河網(wǎng)地區(qū)建立河道管理機(jī)制的初步探討[J].安徽科技,2002(11):44.