大遼河黑魚溝閘潮水水量與水質(zhì)變化規(guī)律探究

彭 軍

(遼寧省鞍山水文局，遼寧 鞍山 114039)

1 概 述

黑魚溝閘位于遼寧大石橋市石佛鎮(zhèn)境內(nèi)，大遼河左岸，是營口西部灌區(qū)的主要渠首工程。

原黑魚溝閘，由兩座暗埋式鋼筋混凝土閘組成，一座5孔，另一座2孔，斷面尺寸2.2m×2.0m。過水總斷面30.8m2，日平均引水流量6.0m3/s，僅能灌溉2666.67hm2灌溉用水需要。1974年4月至12月末，新建成黑魚溝閘，工程等級為4等，灌溉標(biāo)準(zhǔn)采用潮位保證率85%，除澇標(biāo)準(zhǔn)為10a一遇，防洪標(biāo)準(zhǔn)為50a一遇。灌溉期最低潮位5a一遇為—0.93m，50a一遇為—1.21m。汛期高潮位5a一遇為4.92m，50a一遇為5.74m。汛期內(nèi)河最低水位1.0m，灌溉期內(nèi)河最高水位2.3m。設(shè)計引水流量97 m3/s，設(shè)計排水流量123.5 m3/s。水閘凈寬35m，采用開敞式鋼筋混凝土平板鋼閘門結(jié)構(gòu)。共7孔，分成2孔、3孔、2孔三聯(lián)，邊孔凈寬5m，中孔為通航孔，凈寬5.5m。閘體長12m。翼墻為懸臂式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，成八字形對稱布置。下游消能按排水設(shè)計，消力池長14m，深0.8m，海漫長20m。上游消能按引水控制，消力池長14m，深0.6m，海漫長20m。海漫末端設(shè)防沖槽，槽后與引水渠相接。引河底寬45m，高程-1.5m[1]。

黑魚溝閘于1974年4月開工，年底建成通水。主要工程量：土方14.3萬m3，漿砌石1386 m3，干砌石1840 m3。投入勞力17.3 萬工日，其中普通工16.2萬工日，日最高出工人數(shù)3000人。工程總投資160萬元，水閘年凈效益68萬元。

2 潮汐變化

潮汐是海水受月球引潮力的影響，產(chǎn)生一種周期性漲落運動，平均以24小時50分(天文學(xué)上稱為一個太陰日)為一周期，其潮汐漲落一般分半日潮、混合潮、全日潮三種型式。大遼河系感潮河段，枯水期潮水可上溯至渾河的三界泡及太子河的唐馬寨。大遼河潮區(qū)長達150km[2]，大遼河系感潮河段，三岔河至田莊臺河段55.29km，主要受洪水控制。該段內(nèi)有彎道14處。河道蜿蜒曲折，灘槽分明。田莊臺至營口河段長29.38km，主要受潮水控制。該段內(nèi)有彎道3處，河道比較順直，主槽由上至下逐漸擴寬，泄洪以主槽為主。營口至河口河段長10.5km，完全受潮水控制，河道較平順，有彎道2處。

大遼河最大潮差4-5 m，田莊臺歷史上高潮時水位3.44m，最低枯潮時-2.8m。漲潮時上游滿潮，下游枯潮，下游漲潮，上游落潮，歷時12h25min為一個周期。營口海域的潮汐類型為不規(guī)則的半日潮混合潮。一日兩漲、兩落，時間不等，兩個相鄰的高潮或低潮的潮高不等。漲潮歷時5h44min，落潮歷時6h42min。一月之內(nèi)有2次大潮和2次小潮，大潮出現(xiàn)在農(nóng)歷每月十五、十六、十七和初一、初二、初三，小潮出現(xiàn)在農(nóng)歷每月初八、初九和二十三、二十四。由于潮汐的“遲到”現(xiàn)象，大潮、小潮往往錯后2—3d，大潮發(fā)生在初二、初三和時十七、十八；小潮是初九、初十和二十四、二十五。偏南風(fēng)較大時，潮汐來得快而大，北風(fēng)時則慢而小。遼河口海區(qū)最高潮位為+4.27m，最低潮位為—1.10m，平均潮差2.56m。營口市潮位站1955—2002年連續(xù)48年資料最高潮位1956年為3.2m。四道溝潮位站1961—1985年連續(xù)26年，最高潮位1985年為3.19m[3]。

3 引水水量及氯化物

青天閘負擔(dān)灌溉面積18000hm2，實行低潮引水，每天開閘引水時間根據(jù)上游水庫放水及大遼河潮位變化情況而定，而高潮往往因大遼河水鹽分過高而停引[4]。文章以2017年6月21日、23日、24日及25日大遼河實測水量及實測氯化物含量來說明,實測數(shù)據(jù)見表1-4,其潮水位過程線見圖1-4,以6月23日為例繪制流量及氯化物隨時間變化過程線見圖5。

圖1 6月21日潮水位過程線

圖2 6月23日潮水位過程線

圖3 6月24日潮水位過程線

圖4 6月25日潮水位過程線

站名施測時間水位m流量m3/s氯化物/mg/L閘站開啟情況黑魚溝閘62113:1010.3936.0709開黑魚溝閘62113:3010.4637.1576黑魚溝閘62114:0010.4935.5576黑魚溝閘62114:3010.5436.6647黑魚溝閘62115:0010.6036.2753關(guān)

表2 6月23日氯化物及實測流量成果表

表3 6月24日氯化物及實測流量成果表

表4 6月25日氯化物及實測流量成果表

圖5流量及氯化物隨時間變化過程線

4 結(jié) 語

通過計算6月21日、23-25日實測水量分別為23.96萬m3、147.3萬m3、139.9萬m3、95.72萬m3,根據(jù)圖5可以看出流量變化趨于平穩(wěn)時,氯化物含量亦趨于平穩(wěn),隨著流量的逐漸減小,氯化物含量卻相應(yīng)增大,說明此時受潮汐影響較嚴(yán)重[5]。

[1]戴甦,王船海,金科.引江濟太水量水質(zhì)聯(lián)合調(diào)度研究[J].中國水利，2008 (01)：15-17.

[2]徐艷紅,陳小龍,張萬順,等.華容河治理前后水量水質(zhì)耦合模擬研究[J].人民長江，2013 (13)：71-75+180.

[3]宋美華,王延梅,曹升樂.漿水泉水庫生態(tài)引水量計算[J].水電能源科學(xué)，2015 (08)：16-19.

[4]李紅仙.西湖流場和濃度場對引水工程響應(yīng)的數(shù)值模擬研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2006.

[5]黃玫,商良.復(fù)雜河網(wǎng)水利工程水量水質(zhì)聯(lián)合調(diào)度研究[J].水電能源科學(xué)，2011 (02)：21-24.