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鉴于闽江下游感潮河段河流问题的严重性,北港两座古桥(万寿桥和红山桥)的历史作用引发了一个重要的思考。建议进一步考虑闽江下游感潮河段的桥梁总体布局,并根据闽江下游感潮河段的水环境现状进行桥梁设计。预计将进一步改善闽江下游感潮河段的生态环境,确保饮用水安全。建议闽江下游水口电站水库坝址至马尾港河段全面禁止采砂活动。
关键词:桥梁功能河道整治感潮河段
1前言
闽江下游感潮河段的河道整治研究始于1993。福州市程门水厂在承担水资源评价专项工作中发现,闽江干流竹岐站流量小于600m3/s时,全部汇入北港,而南港河则断流,占年径流总量(1993)的18.7%。研究结果表明,闽江北港引水量的增减变化呈现出两个时期的系统。在第一阶段,北港的引水量每年增加73亿立方米,比北港的原始水量高出37%。第二期为1988-1993,北港引水量每年增加162万m3,比北港原有水量增加78%。在河流动力和北港航道盲目采砂的作用下,北港河床被严重下切,导致福州解放桥(万寿桥古桥)(1994年9月)桥墩垮塌,相继发现多处险堤。《福建省人民政府关于禁止在闽江下游北港河采砂的公告》(1997年5月)及时制止了这条河流的采砂活动,对稳定北港河起到了很好的作用。
1995年5月,在福州市委市政府的高度重视下,在福州市水电局的组织下,开展了闽江下游福州段河道整治研究等一系列工作,并于1998年2月完成了闽江下游(福州段)河道整治研究成果汇编,为河道整治提供了丰富的基础资料。
近年来,相关专业技术人员持续研究闽江下游感潮河段动态变化,专业论文提供了重要信息,难能可贵。
本文重点研究桥梁功能与河道整治的关系,希望能进一步改善闽江下游感潮河段的生态环境,保障饮用水安全。
2河流问题的严重性
2.1来沙量远小于采沙量。
在流域自然状态下,闽江干流竹岐站多年平均输沙量为748万吨,1962年最大输沙量为2000万吨,1971年最小输沙量为272万吨。悬浮泥沙输移集中在汛期,4-9月占全年悬浮泥沙输移的89.4%。随着闽江沙溪安沙电站水库(1976)、闽江金溪池滩电站水库(1981)、闽江干流水口电站水库(1993)等大型水库的运行,停止了坝址以上流域的推移质输沙和部分悬移质输沙。水口电站水库建成后,2004 ~ 2005年年均输沙量仅为233万吨,仅为流域自然状态下输沙量的365.438+0.1%。
据有关统计,水口电站水库建成以来,闽江下游感潮河段年采砂量多达500万吨至10万吨,造成河段砂量严重失衡。
2.2河床下切,水位下降。
岷江干流水口电站水库建成后,坝内截留了原有的推移质和约一半的悬移质,类似于清水下泄,增加了坝下水流的冲刷能力,加剧了坝下河道冲刷。根据1998坝下松坦铺站观测资料,河床平均冲刷深度为1.92m,同流量水位下降1.01m,现状将大于该值。
根据竹岐站水位与岷江截面积的关系曲线,计算出2004年河床相对于1992的平均冲刷深度为8.25m,其主要冲刷期为近年,是该河段盲目大规模采砂的高峰期,对其有直接影响。该站2005年6月洪峰流量与7月1992相似,但相应洪峰水位下降了2.46m,在同样的低流量下,水位下降了3.50m,近两年竹岐站最低水位已退至与北港李文山站接近。
从1977开始,同一水位的河道截面积不断增大。1993和2004年河床平均刷深分别为2.80m和4.60m,水位分别下降1.70m和3.40m。
2.3咸潮上游,污水回潮。
根据长期水文观测资料,1976之前的潮流边界和潮间带边界分别在洪山大桥和后关附近。受人类活动影响,上游水口电站水库拦沙,下游河道大量采砂,改变了河道水沙平衡。在河流动力作用下,闽江干流和北港河床严重下切,水位下降,造成潮流边界和潮间带边界向上游延伸。现场观测和资料分析表明,枯水期潮位界线从洪山桥(古桥)延伸6km至后关以上,潮位界线从后关上移12km至竹岐以上。
闽江下游取水口自上而下沿河分布:闽江干流闽清水厂、闽侯水厂;闽江北港西水厂、北水厂、东南水厂;闽江南港徐溢水厂、程门水厂、福清下南调水工程;马尾港有马尾水厂、稠东电厂、明达电厂等12重要取水口。其中供水量最大的是福州西水厂,供应福州市区大部分生活用水和生产用水。取水口位于北港李文山下游附近。在潮流边界和潮间带边界向上游延伸,除闽清水厂取水口外,其他11取水口均在其范围内,下游河段受上游盐水影响较为严重。根据监测数据,2003年咸潮已经达到徐溢水厂取水口的上限。东南部地区水厂取水口河段受污水回潮影响,水质多方面超标。供水规模最大的福州西水厂取水口段受上游咸潮和污水回潮影响处于边缘状态。
由于咸潮上游的影响,珠江下游感潮河段水源连续两年采取调节水压、弥补枯水期海水淡化的措施,付出了巨大的代价。虽然咸潮对闽江下游感潮河段水源的影响还没有达到严重程度,但防患于未然,采取对策是重要的事情。
3桥梁功能的历史回顾
据《福建公路史》记载,北港万寿桥(后称解放桥)始于公元1303年,北港红山桥始于公元1475年,说明这两座古桥历史悠久,在很长的历史时期内成为重要的过江通道。
福州南台岛将闽江下游分为南口和北口,南北口闽江引水量随流量不同而变化,受淮安头口门地形制约,自然形成南北口分水规律。
两座古桥的作用既控制了桥上游水面比降对南北口配水的作用,又控制了桥下游纳潮能力的作用,使其河道保持相对稳定,洪山桥和后关附近的潮汐边界和潮区边界基本稳定。沿河水位和流量在枯水期具有抑盐功能,从而保护了闽江下游水源地河段的水质。
4桥梁规划设计和河道整治
鉴于闽江下游感潮河段河流问题的严重性,由北港两座古桥的历史作用引发了一个重要的思考。提出应进一步考虑闽江下游感潮河段桥梁规划的总体布局,桥梁设计应根据闽江下游感潮河段水环境问题的现状,既考虑防洪影响,又考虑防止盐水倒灌的影响,寻找其平衡点,充分发挥桥梁在河道整治中的整体作用。
随着经济社会的快速发展,北港已建成洪山大桥(新桥)、金山大桥、尤溪洲大桥、三仙洲大桥、解放桥(新桥)、闽江大桥(闽江二桥)、鳌峰大桥(闽江三桥)等7座桥梁。北钢计划修建淮安大桥、鼓山大桥和齐奎大桥。北港的桥梁总数可以达到十座。南港有五座桥梁在建,包括唐红大桥、聚源洲大桥、浦上大桥、海湾大桥和乌龙江大桥。见附图。进一步研究桥梁功能在河道整治中的作用是一个非常重要的课题,需要桥梁专业人员和河道整治专业人员的通力合作来完成其蓝图。
5条建议
根据闽江下游感潮河段河道问题的严重性,建议水口电站水库坝址至马尾港范围内全面禁止采砂活动。组织力量跟踪观测河道演变和潮流变化规律,在保持河床冲淤总体平衡和河道相对稳定的条件下,解除允许采砂河段的限量采砂禁令。
参考
[1]杨家滩河川界岷江下游南北港河床演变及治理研究[J]水利部水利水电技术1996,(2)
[2]蒋传杰再论闽江下游的演变及其水力条件的变化。福建省《水利科技》2006,(2)
[3]程永龙岷江下游河床切割对水资源利用的影响。福建水利科技2005(1)
[4]陈兴伟等.闽江下游水动力水质动态模拟,2006
[5]郑明方闽江水口岔河段水动力特性分析,省科协水利分会第六届年会论文集,2006。