胶东调水沉沙池现状清淤施工的局限性与策略

胶东调水沉沙池现状清淤施工的局限性与策略

张林峰张卫国张欣

山东省胶东调水工程博兴管理站山东博兴县256500

摘要：本文总结了引黄济青工程沉沙池内贴式清淤的经验教训，以及这种清淤方式对沉沙功能的影响，并对存在的问题提出了相应的对策，对于其他引黄工程的清淤方式具有一定的借鉴作用。

关键词：清淤；局限性；策略

山东省胶东调水工程利用打渔张引黄闸引水，经高、低输沙渠与沉沙池连接，使黄河水在沉沙池经过沉淀后以清水的形式进入输水河。沉沙池经过二十多年的运行，已严重老化，泥沙如何处理是面临的一个重大课题，需要对泥沙处理方式进行认真总结研究，并提出相应的对策。

1胶东调水工程沉沙池概况

引黄济青工程沉沙池采用条渠形沉沙池。设计总沉沙面积36k㎡，设9个条渠分期使用，每条使用4-5年，总共可用40年。第一期使用2号沉沙池，修建了第二、第三两隔堤，长度分别为5930m与6530m，经沉沙池出口闸与输水河相接。为减轻与防止周边土地的洇碱，沿两条隔堤的外侧分别开挖截渗沟。

2沉沙池泥沙分析

每个引水年度结束后，分别在沉沙池上、中、下游取泥沙土样，分析淤积物颗粒组成。一九九二年八月山东省水利科学研究所对沉沙池沉积泥沙的颗粒组成进行分析，中值粒径上游为0.032mm，中游为0.097mm，下游为0.0llmm。通过每年泥沙沉积分布分析，了解上下游淤土性质，用以指导泥沙处理方案的制定。

3引水沉沙方案的演变过程

引黄济青工程自1989年11月通水，至1993年6月，经过4个引水年度的运行，2号沉沙池沉积泥沙530万m3，上游段（张寨桥以上段）平均高程达11.0m（黄海高程）以上（平均淤高近3.0m），中游段（张寨桥—刘王桥之间）高程在11.0—10.0m之间，无论从引沙量还是引水年份都已超额完成自流沉沙任务，自流沉沙功能几乎全部丧失，原设计进水闸后修建打渔张扬水泵站，由于资金不足等原因，扬水泵站一直处于缓建状态。为保证工程的正常运行，必须采取工程措施才能进一步挖掘沉沙池的沉沙潜力。

4沉沙池内贴式清淤方案探讨及实施

4.1清淤方式的确定

对于采用何种清淤方式，何种机具，清淤场、排淤场如何布置，曾做过多种方案比较。清淤部位首先是淤积严重、影响引水沉沙的上中游段。经过对多家挖泥船和挖塘机施工队伍考察，反复论证比较，鉴于当时弃淤场地无法解决，作为应急措施，不得已在沉沙池内沿左、右隔堤两侧各宽100m范围内贴弃淤，在这种情况下，运距近、扬程低，确定采用挖塘机施工。

4.2内贴式清淤规划

1993年5月，经现场勘测、规划，对施工任务、施工布置、施工队伍的确定、施工管理等诸方面都进行了详细规划。清淤范围为沉沙池上、中游段，长度约4km。排淤场分别布置在沉沙池内部两侧，铺底宽度约100m，平均淤高7m。

4.3内贴式清淤施工情况

根据挖塘机清淤方案设计，沉沙池挖塘机内贴式清淤，从1993年6月开始实施，至2009年底完成内贴清淤土方428.54万m3，这一方式开发了沉沙池的沉沙能力，确保了调水工程的正常运行。

5沉沙池内贴式清淤方式的局限性

5.1挖塘机清淤量分布情况

自1993年开始用挖塘机内贴清淤，共清淤土方428.54万m3，内贴面积94.52万m2，分布情况见下表。

5.2内贴式清淤方式局限性分析

引黄济青工程从1989年11月正式通水至2015年底，共引进泥沙1225.68万m3。沉沙池内泥沙淤积主要分布在上、中游，约占总沉积量77.3﹪。从1993年开始进行挖塘机内贴清淤，这一清淤方式减少了沉沙面积94.52万m2，占沉沙池上、中游沉沙面积的45%。为摸清渠首沉沙工程的现状，从引黄闸前黄河河底开始对整个工程进行了纵、横断面的测量，基本情况概括为：（1）打渔张引黄闸处的黄河河底高程为10.60米，沉沙池入口处高程为10.51米，低输沙渠由原设计的1/6000比降基本变为平坡。（2）由于沉沙池淤积的顶托，使低输沙渠淤积，过水断面严重不足，仅为设计过水断面的50﹪（3）沉沙池泥沙主要分布在中、上游，尤其是进口处，边清边沉，中、上游过水面积仅为设计过水断面的10﹪，在设计水位时主要靠溜沟过水，工程严重老化。目前，沉沙池上中游内贴不能再扩大弃淤场地，否则，沉沙面积减小，沉沙能力降低，不仅影响沉沙效果，而且也给以后的清淤施工带来困难。

6沉沙池运行应采取的对策

6.1挖泥船清淤

为使沉沙池的开发运用逐步走向良性循环的道路，可采取“化整为零、临时占用、合理补偿、适时还耕”的新思路，按这一思路就是租用沉沙池附近一定面积的低洼盐碱地作排淤场，每年给予一定的经济补偿，三、四年左右淤完后立即还耕，这种方法占地少、还耕周期短，且又改造了土地，有利于种植，群众乐于接受。这些场地在隔堤外侧，平行隔堤布置，垂直隔堤方向200m左右，使用挖泥船清淤。这种清淤方式可以补充内贴式清淤的不足，适当延长沉沙池的运行年限。

6.2新沉沙池建设

应尽快进行新沉沙池建设，新建一条沉沙池，可以解决比较长久的泥沙沉积。在新、旧沉沙池运用上科学调度，充分利用旧沉沙池下游的沉沙功能。在新沉沙池内配置几只挖泥船，将沉积的泥沙输送到旧沉沙池内，淤改后及时还耕。这样可以比较长久地解决引黄济青工程的泥沙处理问题。

6.3修建打渔张泵站

从提高引水能力的角度来说，必须修建打渔张泵站，恢复设计中的扬水沉沙功能，泵站前的输沙渠距引黄闸只有500多米，可以将此段渠道挖得够深够宽，渠底和进水闸底板（高程9.Om）一样高，只要黄河有水就能引进来。

结语

通过以上分析，引黄济青沉沙池的运用，应采取各种方式，互相配合使用，最大限度的开发出其功能，很好地协调引水能力不足和沉沙系统老化的矛盾，可以较长久地解决引黄济青工程调水引水的困难。