面对当前水资源日益短缺和用水之间矛盾日益突出的现状,为充分开发利用水资源,对栈子工程兴建缘由、设计方案比拟中有关问题进行了分析探讨。
关键字: 兴建缘由 方案拟定 可行性
一、工程概况
栈子建闸地处东港区涛雒镇以南,栈子村北,属滨海水系,位于巨峰河下游分洪河道——竹子河上。坝址以上流域面积198km2,干流长28km2。巨峰河发源于巨峰水库上游甲子山,在栈子村北入海,河道径流在大刘庄村西南由竹子河、南店河分流入海,其中竹子河分流口宽100m,南店河分流口宽40m。闸址区域为河流相冲淤积地貌,地形起伏较小,沉积韵律明显。流域植被覆盖较好,水土保持完善。
二、兴建缘由
竹子河两岸为河相冲积小平原,地势低洼,海拔高程22.0~4.0m,由于受海潮侵袭影响,本区内基本是碱性沙壤土。沿河有4500亩苇场荒滩无法利用,近15km2范围内地下水矿化度高,不符合人畜饮用标准。区域为日照水库下游灌区,由于渠系配套不完善,老化失修严重,灌溉用水困难,加之工业及城市生活用水量大,农业用水越来越紧缺。
兴建栈子拦河建筑物对于充分利用地表水资源,缓解日照水库供需水,防止海水倒灌,提高人民生活质量,开发利用苇场荒滩,改良盐碱地,发展淡水养殖,都具有重要意义,经济效益、生态效益、社会效益显著。
三、工程方案比拟
1、坝址选择
栈子建坝坝址拟定了三个方案进行比较。
1)入海口:防潮效果好,流域面积大,来水量多。但河道入海口为淤沙质海岸,位置变迁大,地质条件差,工程建设困难,投资多;地势低,拦蓄淡水利用率低,引海水和拦蓄淡水矛盾较大。
2)栈子村北:东距入海口2.8km。防潮效果较好,地势高,灌溉及淡水养殖引水方便,工程量小,投资省,经济效益、生态效益、社会效益显著。但地质条件较差,流域面积小,来水量较少,兴利调节性能相对较差。
3)大刘庄村西:东距入海口6km。流域面积较大,来水量多,地势高,灌溉及水产养殖引水方便。但无挡潮性能,工程量大,投资多。
综合考虑地形、地质、水流、泥沙、环境影响等因素,经过技术经济比较后,确定采用第二方案,即坝址选在栈子村北方案最优。
2、形式拟定
沿海河道拦河工程结构形式主要有提升闸、、水力自动翻板闸等。
1)提升闸:根据闸门制作材料不同,又分为钢筋混凝土闸门、钢闸门及木闸门等。它具有运行可靠,使用方便,水位可人为控制等特点。但造价高,结构复杂,运行费用大,启闭速度慢,影响行洪。
2):具有造价低,技术先进,结构简单,施工方便,抗震性能好,不阻碍河道行洪,而且作为一种高分子合成材料的新型水工建筑物,结构新颖、独特,坝体运用的新型材料,美观大方,建成后美化环境,增加旅游景点,提高经济效益。但坝袋坚固性较差,易老化。
3)水力自动翻板闸:具有结构简单,运行可靠,节省能源,工程造价低,管理维修方便等特点,但水位无法人为调节,运行方式不灵活。
根据周边地区对上述几种型式的闸门的运用状况分析,通过社会经济效益及技术比较和反复论证,结合实际情况,本工程采用。
3、工程设计
按充胀介质可分为充水式、充气式。充水在坝顶溢流时袋形比较稳定,过水均匀,对下游冲刷较小;由于气体具有较大的压缩性,充气在坝顶溢流时,出现凹口现象,水流集中,对下游河道冲刷较强。在有冰冻的地区,充气内的介质没有冰冻的问题;充水不具备这一优点。充气气密性要求高;充水这方面的要求相对低些。充气比充水工程投资低。根据运用要求和工程条件,综合考虑两个不同介质的优缺点,拟采用充水式,坝袋与底板的连接采用双锚线锚固。
栈子东距入海口2.8km,西距204国道2.1km。设计坝室总长168.0m,坝轴线与河道中心线垂直。靠近河道左岸设调节闸2孔,用于冲刷坝前淤泥,调节坝前水位。采用梁板式钢筋混凝土平面闸门挡水,单吊点启闭。调节闸右侧为坝体,共3跨。顺水流向自上而下依次设铺盖、底板、消力池,海漫、防冲槽等。
为满足坝袋充排水需要,设计在河道左岸堤外打沉盘井一眼,在左坝端建充排水泵站一处,通过管道系统对坝袋进行充排水。
四、运行管理
水利工程建设是基础,使用是目的,管理是关键。为了切实保证管好、用好工程,
充分发挥灌溉、防潮、养殖效益,除了搞好设施配套外,还必须设专门技术人员,严格按以下要求运行控制:
1、工程竣工后,应进行蓄水试验。坝袋充水不应超过设计内压力,坝前蓄水位控制在4.6m高程以下。
2、正常运行时,严禁坝袋超高超压运用。
3、坝顶溢流时,可通过改变坝高来调节溢流水深,从而避免坝袋发生振动。高温季节,可适当降低坝高,在坝顶面短时保持一定溢流水深,以降低坝袋表面温度。
4、行洪坍坝时,应均匀对称,缓慢坍落,避免下游有害冲刷。
五、工程的可行性
栈子工程是一处集农田灌溉、水产养殖于一体的综合利用水利工程,工程建成以后,不仅能有力的促进当地农村经济发展,而且对自然、生态、社会环境的改善产生了积极的影响。
1、改善水源条件,缓解供需矛盾。建成后,挡水高度2.5m,兴利库容387.9m3,改良荒滩盐碱地5500亩,能有效地缓解日照水库供需水矛盾,改善农业生产条件。
2、发展水产养殖,提高人民生活水平。工程度建成后,可利用沿河涝洼地发展水产养殖4500亩,对调整农村产业结构,促进经济发展,提高人民生活水平,将发挥重要作用。
3、改善自然环境,促进社会发展。工程建成后,能为动植物生长、繁衍创造有利的条件。沿河两岸通过植树绿化,可减缓风速,净化空气,改善局部小气候,增加旅游景观,提高人民生活质量,促进社会发展。