引黃濟青沉沙池運行管理與泥沙處理

王均喬，鮑 芳，侯燕欽

（膠東調水局濱州分局，山東 濱州 256600）

引黃濟青工程是從1989年通水至今已安全運行20多年，為青島市及工程沿線經濟社會的可持續發展提供了可靠的水源保證。而引黃濟青沉沙池已嚴重老化，但隨著黃河來水量減少，還要承擔向膠東地區供水的任務，濟青渠首引水能否滿足需要，是面臨的一個重大課題，需要對引黃濟青沉沙池運行管理、泥沙處理進行總結研究，并提出相應對策。

1 引黃濟青工程沉沙池概況

引黃濟青工程采用條渠形沉沙池。設計總沉沙面積36 km2，設9個條渠分期使用，每條使用4～5年，總共可用40年。第一期修建2號條渠，為避免遷村困難，且有利于今后新村建設，2號條渠進口段進行調整，改由第一條渠進水。第一期工程修建第二、三兩隔堤，長度分別為5 930 m與6 530 m。為減輕與防止周邊土地的洇堿，沿兩條隔堤的外側分別開挖截滲溝。

2 沉沙池運行管理

2.1 工程管理

1）為防止隔堤堤坡沖刷，沉沙池隔堤土方工程完工后及時在外坡、堤腳處植樹綠化，坡面及堤肩種植草皮。2）沉沙池水面寬闊，風浪對南圍堤臨水坡有較大的淘刷，1989年向青島引水結束后，對淘刷堤坡進行加固維修，采用開階法補坡，坡腳漿砌石齒墻，坡面用混凝土預制板襯砌。3）成立專業養護隊伍，明確管理養護范圍、標準，定期檢查，發現問題及時修復。

2.2 調度運行

沉沙池承擔濟青、沿途、渠首博興縣工農業用水的沉沙任務，運行中遵循以濟青引水為主、其他用水為輔的原則。有專門人員及時了解黃河水位、流量等情況，引黃濟青省局根據青島用水量和黃河水情，編制引水調度方案。引水期間，濱州分局調度中心設在渠首所，采取領導帶班制度，主要技術人員24 h輪流值班，根據省局調度中心指令，精心調度，及時解決突發問題。一線護堤人員巡回檢查，以防大壩滲透毀壞。閘站人員每2 h觀測1次水位，及時掌握沉沙池水情，確保安全運行。

2.3 沉沙池沖淤觀測

為觀測隔堤沉降和條渠內泥沙淤積情況，1989年9月沉沙池隔堤土方工程完工后，惠民地區（現濱州市）水利勘測設計院測量隊沿條渠左右兩隔堤埋設對應固定樁，左側埋設35個，右側埋設33個，并對完工后的沉沙池進行縱、橫斷面測量。每個引水年度結束后，組織專業測量隊對沉沙池進行縱、橫斷面測量，繪制橫斷面圖和平面圖，總結淤積規律。

2.4 沉沙池泥沙分析

每個引水年度結束后，在沉沙池上中下游取土樣，分析淤積物顆粒組成。1992年沉沙池沉積泥沙的顆粒組成，中值粒徑上游為0.032 mm，中游為0.097 mm，下游為0.011 mm。通過每年泥沙沉積分布分析，了解上下游淤土性質，用以指導泥沙處理方案的制定。

3 泥沙處理

從1989年11月正式向青島市送水，截止到1993年6月，經過4個引水年度的運行，2號沉沙池沉積泥沙530萬m3，上游段（張寨橋以上段）平均高程達到11.0 m（黃海高程，下同）以上，中游段（張寨橋—劉王橋之間）高程在11.0～10.0 m之間，沉沙池自流沉沙功能幾乎全部喪失。原設計進水閘后修建打漁張引水泵站，自流沉沙功能喪失后采用揚水沉沙，由于資金不足等原因，揚水泵站一直處于緩建狀態。鑒于此種情況，在泥沙處理方式上，產生了不同于原設計揚水沉沙的另一種觀點——以挖待沉方案。1993年5月，引黃濟青省局、濱州分局、博興管理處有關技術人員組成清淤工作組，從1993年開始，連續3年采用泥漿泵在沉沙條渠內清淤，棄土沿隔堤堆放在條渠內兩側，3年共清淤263.55萬m3。這一方案開發了2號沉沙條渠的沉沙能力，確保了引黃濟青工程的正常運行。但這一方式減小了沉沙面積71.85萬m2，占沉沙池上、中游沉沙面積的1/3，不宜再繼續擴大棄淤場地，否則，沉沙面積減小，沉沙能力降低，不僅影響沉沙效果，也給今后清淤帶來困難。

為了確保引黃濟青工程的正常運行，使沉沙池的開發運用逐步走向良性循環的道路，在總結自身泥沙處理經驗及借鑒其他引黃灌區成功經驗的基礎上，1996年又提出了“化整為零、臨時占用、合理補償、實時還耕”的新思路。根據這一思路，進行了大量調查研究、現場勘察、分析計算工作，提出了“引黃濟青工程沉沙池清淤規劃草案”，對今后10年的泥沙處理提出了規劃意見。清淤規劃草案選擇了7塊條形棄淤場，這些場地在隔堤外側，平行隔堤布置，垂直隔堤方向200 m左右，面積為150萬m2，基本可滿足10年使用。并對1996年開始的第一期挖泥船清淤進行了具體安排，經與當地政府協商，選擇2號條渠兩隔堤外側耕種條件差的荒堿低洼地，進行淤改，使薄地變良田。根據淤積現狀，先啟用3塊堤外棄淤場。對內堤棄淤場未達到棄淤高程部分，仍以泥漿泵作業，堤外棄淤場采用挖泥船作業。從1996年開始，至1998年底第一期挖泥船清淤完工，挖泥船和泥漿泵3年共清淤346.2萬m3，1999年春天對3塊堤外租用棄淤場按時還耕。從1999年開始，又進行第二期施工，在上、中、下游堤外又開辟了3塊棄淤場，根據排距遠近分別采用挖泥船和泥漿泵作業。1993—2011年底共完成清淤土方量1 114萬m3。充分保證了工程的正常運行。

為保護當地自然環境，保證棄淤場地不沙化，對達到淤積高程的棄淤場，及時種植樹木，進行綠化，樹間種植苜蓿，搞好水土資源開發。

4 應采取的對策

引黃濟青工程從1989年運行至2011年，共引黃河水32.78億m3，自2002年起，向青島市每年供水的基本量由3 700萬m3調增為9 000萬m3，今后還要承擔向膠東地區供水的任務，加上博興縣農業灌溉引水，引水任務較重。通過測量沉沙池的現狀為：沉沙池內泥沙淤積主要分布在上、中游，約占沉積總量77%。尤其是進口處，邊清邊沉，在設計水位運行時，過水面積僅為設計過水斷面的10%，主要靠溜溝過水。針對上述情況，需要對沉沙池的運用進行進一步的研究。

4.1 修建打漁張泵站

自流沉沙方式現在已不具備大流量引水能力，從提高引水能力的角度來說，必須修建打漁張泵站，恢復設計中的揚水沉沙功能，泵站前的輸沙渠距引黃閘只有500多m，可以將此段渠道挖得夠深夠寬，渠底和進水閘底板（高程9.0 m）一樣高，形成大比降引水，只要黃河有水就能引進來。山東省水利設計院已于1991年將打漁張泵站設計完畢，泵站碎石樁基礎已做好，電機、泵件都己齊備，只要修建主體廠房即可，建設工期短。泵站建成后既可增加搶引水能力，又可延長現用沉沙池的使用壽命。

4.2 新征沉沙池

從長遠來看，引黃濟青工程向青島市和膠東地區供水是長期的，供水量會不斷增加?，F在使用的2號沉沙池經20多年的運行已嚴重老化，遠遠不能滿足引水需要，現在應趁膠東調水工程上馬的大好時機，新征1條沉沙池，否則膠東調水工程即使建成也將無水可調，起不到應有的作用。新征1條沉沙池，可以解決比較長久的泥沙沉積。在新、舊沉沙池運用上科學調度，充分利用舊沉沙池下游的沉沙功能。在新沉沙池內配置幾只挖泥船，將沉積的泥沙輸送到舊沉沙池內，淤改后及時還耕。這樣可以比較長久地解決引黃濟青工程的泥沙處理問題。

4.3 泵站和沉沙池方案

單獨修建打漁張泵站，只是提高了搶水能力；只征新沉沙池，僅解決了泥沙沉積問題，且泥沙淤塞沉沙池進口，遇到黃河來水少時，不能搶引黃河水。最佳方案是修建揚水泵站和新征1條沉沙池，既可以利用泵站引水，引進的泥沙又有地方存放，較好地解決了黃河來水少和沉沙系統老化的矛盾。

4.4 目前應急措施

由于目前修建打漁張泵站和新征沉沙池條件還不具備，為了保證工程正常運行，必須采取應急措施，加大清淤力度，使沉沙池發揮最大沉沙功能。而受棄淤場地限制，這種方法只是應急，而非長遠之策。