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        基于大遼河上游水庫來水與壓鹽流量關(guān)系的研究

        2014-04-13 09:58:52楊大卓
        黑龍江水利科技 2014年3期
        關(guān)鍵詞:三岔河低潮營口

        楊大卓

        (遼寧省營口水文局,遼寧營口115003)

        1 概述

        大遼河在營口境內(nèi)流域面積為1 962 km2,河段長97.2 km。境內(nèi)河段由海城市紅旗閘至入??冢拥篱L54.5 km,河寬 354~1 202 m,水深 3.50~10.0 m,河床比降0.104‰,河槽寬深,灘地不太明顯,較大河彎10處,河道泄流以主槽為主。河岸土質(zhì)一般由亞黏土和沙壤土組成,河岸坍塌較少,彎道發(fā)育較緩。從上游至下游分別有黑魚溝河、青天河、老虎頭河、勞動河、虎莊河等較大支流匯入。

        營口市稻田灌區(qū)位于遼河下游濱海鹽堿地區(qū),北起大遼河,東臨海城市,南至大清河流域平原區(qū)。營口市現(xiàn)有大石橋市高坎、旗口、水源灌區(qū)為3個中型灌區(qū):大石橋市溝沿、石佛、虎莊、營口監(jiān)獄灌區(qū)(原名新生灌區(qū))為小型灌區(qū)[1]。原老邊區(qū)花英臺灌區(qū)和蓋州市清河灌區(qū)為中型灌區(qū),由于2000年前后公用占地和遠高漏嚴重缺水改為小型灌區(qū)。

        營口灌區(qū)現(xiàn)有輸水總干渠9條,全部為明渠,總長110.5 km,斷面形式為梯形,有渡槽2座,實際長度20 m,矩形斷面(10 m×3 m),非正常運行。倒虹吸1座,設計長度10 m,矩形斷面(5 m×2 m),非正常運行。閘3座,矩形斷面(3.5 m×4 m),已運行20~40 a部分正常運行,其余非正常運行。干渠38條,總長度140 km,全部為土質(zhì)明渠,梯形斷面,部分正常運行,其余非正常運行。渡槽19座,矩形斷面,倒虹吸6座,矩形斷面(1.5 m×1.6 m×6 m)。水閘762座,開敞式結(jié)構(gòu)為主。

        2 大遼河潮水位傳播時間

        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。而洪水期當上游來水超過2 000 m3/s時,則無明顯的潮差變化。按照徑流和潮水的關(guān)系,自三岔河以下劃分為3段:

        1)三岔河至田莊臺為徑流控制段,此河段河道彎曲,每逢汛期隨著上游來水的消漲,潮差和潮量有明顯的變化??菟谏嫌蝸硭啃。M潮量大,受潮水頂托影響范圍遠。

        2)田莊臺至三家子為過渡段,此河段的徑流量和潮量作用相近,二者之間隨量而互相轉(zhuǎn)化,其作用大小有交替現(xiàn)象。

        3)三家子以下為潮流段,此河段沒有徑流和潮水交替現(xiàn)象,全部受潮水控制[2]。

        三岔河、營口兩站為大遼河上控制站,根據(jù)兩站灌溉期間潮水位點繪水位過程線,經(jīng)過對照分析,可以推求三岔河至營口低潮的傳播時間為2~3 h,即三岔河出現(xiàn)低潮后經(jīng)過2~3 h可到達營口站,而高潮恰恰相反,營口至三岔河高潮傳播時間為0.5~1.0 h,即營口出現(xiàn)高潮需要0.5~1.0 h后才能到達三岔河。

        3 水庫來水與壓鹽流量相關(guān)趨勢分析

        由于大遼河屬于感潮河段,海水和淡水混合,需要隨時掌握水質(zhì)變化。鹽分標準控制氯離子含量<0.5‰,由沿河直引閘、站每小時化驗一次水質(zhì)。當鹽分超過控制標準時,即停止引水。如遇干旱缺水年,分蘗后短時間鹽分可控制在0.7‰~1.0‰。如果大遼河鹽分高,影響抽水時,市調(diào)度中心除向省要求加大放流外,必須果斷命令大遼河兩岸各直引閘、站一律停止引水1~2 d。大遼河槽內(nèi)必須保持淡水7 000~9 000萬m3,才能保證壓鹽流量至田莊臺,兩岸才能正常引水。

        泡插期嚴重缺水年份,大遼河鹽分太高,水庫加大放流壓鹽。大遼河歷年鹽分變化情況見表1。

        表1 大遼河歷年鹽分變化情況表

        根據(jù)大遼河上游三岔河的渾太合成壓鹽流量推求大遼河潮水位在出現(xiàn)高潮或低潮時與水庫放水二者之間的相關(guān)關(guān)系。三岔河灌溉期低潮(高潮)潮位與壓鹽流量相關(guān)趨勢分析見圖1,圖2。

        圖1 三岔河低潮潮位與壓鹽流量相關(guān)趨勢圖

        圖2 三岔河高潮潮位與壓鹽流量相關(guān)趨勢圖

        從潮位與壓鹽流量相關(guān)趨勢圖中可以推出:當?shù)统彼?.50 m時,壓鹽流量在80~200 m3/s,水位在0.60 m時,壓鹽流量在130~250 m3/s,水位在0.70 m時,壓鹽流量在190~300 m3/s;當高潮水位在1.00 m時,壓鹽流量在 50~150 m3/s,水位為1.20 m,壓鹽流量在70~220 m3/s。

        當?shù)统?高潮)時河道壓鹽流量隨著水位的增大而增大,灌溉期低潮最低潮水位為0.36 m,壓鹽流量為70.3 m3/s,低潮最高水位0.91 m,壓鹽流量為257 m3/s;灌溉期最低高潮水位為0.93 m,壓鹽流量為70.8 m3/s,最高高潮水位為1.60 m,壓鹽流量為273 m3/s。

        受上游水庫放水的影響,根據(jù)營口、三岔河灌溉期的潮位資料分析,營口站高潮最高水位為2.55 m,最低潮水位為0.07 m,變幅為2.48 m;低潮最高潮水位為-0.54 m,最低潮水位為-1.70 m,其變幅為1.16 m。三岔河站低潮最低潮水位為0.02 m,低潮最高水位為1.17 m,其變幅為1.15 m;三岔河站高潮最低潮水位為0.08 m,高潮最高水位為1.91 m,其變幅為1.83 m。

        由此經(jīng)過分析得出,無論三岔河處于高潮還是低潮,壓鹽流量流量均與潮水位的高低有關(guān),隨著水位的漲落壓鹽流量也相應隨之發(fā)生變化,潮水位越高,壓鹽流量亦越大,反之,壓鹽流量減小。

        4 稻田期歷年用水量分析

        大遼河屬于潮汐性河流,受潮水的頂托,每逢高潮時海水會隨著河道逆流而上,由于海水中含有大量的鹽分,使得鹽分隨之進入河道,河道中的含鹽量上升,導致河水無法進行農(nóng)業(yè)灌溉。在灌溉期靠上游水庫放水,調(diào)節(jié)河道徑流,靠水庫放水壓潮,降低河水含鹽量,提高灌溉保證率,才能保證沿河兩岸的水田灌溉。大遼河歷年稻田泡插期、補水期、汛期及歷年用水量過程線見圖3、4、5、6。

        圖3 大遼河歷年稻田泡插期用水量過程線

        圖4 大遼河歷年稻田補水期用水量過程線

        圖5 大遼河歷年稻田汛期用水量過程線

        圖6 大遼河歷年稻田年用水量過程線

        5 結(jié)語

        大遼河上游水庫來水量主要是農(nóng)田灌溉用水,有利于河道沖污與凈化,有利于控制河道下游海水入侵,有助于城市和人們生活環(huán)境改善,有易于自然生態(tài)環(huán)境凈化與改善。因此,搞清上游來水量也就是下游提水量需各級政府和有關(guān)單位要高度重視,加強領導,密切配合,落實好責任,科學合理地做好灌溉期用水工作。

        [1]石明珠,張學慶,王鵬程,等.大遼河感潮河段水體交換的數(shù)值研究[J].海洋環(huán)境科學,2012,31(05):631-634.

        [2]郭向東,郭艷春,于紅波.大遼河營口境內(nèi)灌溉期上游來水量趨勢分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2011(07):291.

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