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田关泵站排水区水草治理研究

2007-10-09  来源:田关泵站  浏览次数:
 

(肖迪松 李军 华平)和我省大多数大型排涝泵站一样,湖北省田关泵站在近几年的抗灾中,受到了来自其排水区水草的严重影响,无法发挥应有的抗灾作用。尤其是今年,在抗御四湖上区接近十年一遇的洪涝灾害时,受水草影响的情况更为严重:设计流量为250m3/s的排水主干渠田关河,实际排水量不足100m3/s;站前拦污栅经常被水草堵塞,栅体上下游水差时常高达2m以上,过流量多次小于50m3/s。田关泵站长期出现无水可抽的局面。因此,加强田关泵站排水区水草治理研究,切实开展水草治理工作,对于实施田关泵站乃至全国大型泵站更新改造,充分发挥泵站应有的抗灾作用意义重大,正如人们所说:“治草等于挖河,治草等于建站”。

1 田关泵站及排水区

1.1 田关泵站

为治理四湖上区水患, 1985年,省委、省政府决定在潜江市田关河出口与东荆河交汇处的田关闸右侧修建田关泵站。1986年,田关泵站开始动工建设,1989年正式投入运行。至此,田关泵站与田关闸、田关河、刘岭闸等共同构成四湖上区的主要排水工程体系,即田关水利枢纽工程体系。

该站装机6台,16800KW,最大排水扬程10米,设计排涝标准10年一遇、排水流量220m3/s、扬程4m、最低运行水位30.00m。是四湖上区唯一的大型电排站。

该站投入运行19年来,累计排水20多亿立方米,仅今年就累计运行3456台时,排水4.6亿立方米,既保障了四湖上区的安全,又减缓了四湖中、下区的防洪压力,促进了地方经济和社会发展。

1.2 排水区自然地理与社会经济

四湖上区是田关泵站工程的排水区,地处长江北岸一级支流内荆河流域上游,东起汉江干堤和东荆河堤,西抵荆江大堤,南以长湖湖堤、田关河堤与四湖中区分界,西北以漳河二、三干渠为分水岭,集水面积3240km2,其中长湖流域2265km2,上西荆河539km2,田北内垸436km2

该区囊括了荆州、荆门、潜江三市的6个县级行政区、江汉油田和广空农场等大型单位。辖区人口117.53万人,受益农田122万亩。

该区西北高、东南低、其中丘陵面积2030km2,约占2/3,平原湖区面积1210km2,约占1/3。因两江相夹,地势低洼和降雨量较多,是湖北省有名的“水袋子”。

该区位置重要,交通发达,物产丰富、经济繁荣。在湖北市域经济中处于领先地位。

1.3 排水区水文气象特征

四湖上区属亚热带季风气候,多年平均年降水量1062.6mm,其中5-8月降雨量约占全年的54%,多年平均蒸发量1418.7mm。

除受长江、汉江外洪威胁外,暴雨造成的洪涝灾害是本区最严重的自然灾害,特别是 6、7、8月暴雨最为频繁,造成的洪涝灾害最为严重。

1.4 水系概况

田关泵站排水区水系发达,河流纵横,水库、河流星落棋布。

长湖是田关泵站的主要调蓄湖泊,当水位32.50m时,湖面面积150km2,湖容5.43亿立方米,主要承纳拾桥河、龙会桥河、太湖港等河流的来水,由习家口和刘岭闸分别向四湖总干渠和田关河排泄。田北内垸还有借粮湖(含四旺湖、野猪湖),彭冢湖(含宋湖、潘湖)等湖泊,现有湖面22km2,已失去调蓄作用。

在该区的丘陵地区还建有太湖港(四库一联)大型水库和凡桥等8座中型水库,控制流域面积400.2km2,总库容达2.57亿m3,对拦截洪水起到一定的作用。

该区有主要河渠11条,长389.45km。其中长湖流域的主要河渠有拾桥河、龙会桥河、太湖港渠3条,长177.4km;西荆河流域的主要河渠有西荆河、双店渠、殷家河、新城船闸河4条,长53.24km;田北内垸的主要河渠有田关河、东干渠、兴隆河、荆幺河4条,长158.81km。

该区所有河渠最终通过田关河汇流后由田关闸或田关泵站进入东荆河。田关泵站排水区的水系概况见《田关泵站排水区水系示意图》(图1)和《田关泵站排水区主要河渠情况表》(表1)。

田关泵站排水区水系示意图(图1)

 

田关泵站排水区主要河渠情况表

表1

序号 河渠名称 起址地点 河底高程(m) 河渠长度(km) 渠尾底宽(m) 流量(m3/s) 控制面积
设计 已达 设计 已达 设计 已达 (km2
长湖水系                     2265
1 拾桥河 拾回桥       15.05         836
2 龙桥河       13         566
3 太湖港渠 丁家咀       30.1         297
4 其它           518.8         566
西荆河水系                     539
1 西荆河 牛马咀 脉旺咀 30.5 27.5   41.4   80 285   215
2 双店渠 29 28.5   4.8   30   60 65
3 殷家河 公议港 29 28.5   2.84   80   85 67
4 新城船闸渠 西荆河 29 29   4.2   80     120
5           53.2         72
田关河水系                     436
1 田关河 刘岭闸 田关闸 27.5 27 30.05 30.05 120 115 250 220 125
2 东干渠 冉家集 20.86 24.6 60.26 60.26 36 34 73   136
3 兴隆渠 兴隆闸 中沙河 31 28   37.3   18   40 54
4 荆幺河 跃进闸 张义咀 30 28.5   17   13   23 32
5           135.1         89




2 水草研究

2.1 水草生存现状

2.1.1 水草的品种与生物学特征

根据实地考察分析,参考中国科学院水生生物研究所、武汉大学生命科学学院的《长湖水生植物多样性及其变化》,田关泵站排水区现有水生植物(水草)有近百种,多度最大的前7种依次为:水花生、金鱼藻、菹草、微齿眼子菜、水剑、野菱、水葫芦。其主要特征见《田关泵站排水区主要水生植物表》(表2)

田关泵站排水区主要水生植物表

表2

品 名 科 目 备 注
水花生 沼生多年生草本植物。具匍匐茎,叶对生,茎节发出大量根系,一般1—2m长。繁殖极快,易连接成片。 见图2
金鱼藻 金鱼藻科 多年生沉水植物。茎细长,一般3—4m。野生于湖泊、水沟、河流等处,分布广,适应性强。 见图3
眼子菜科 多年生沉水植物。茎细长一般1m长以上。生于池塘、水沟、灌渠及缓流河水中。 见图4
微齿眼子菜 眼子菜科 多年生沉水植物,无根茎。茎细长,一般1m长以上。生于湖泊、池塘等水体。 见图5
  多处生沉水植物。喜欢缓慢水流、二氧化碳,一般1m长以上。 见图6
浮叶草本植物。茎细长,一般2—5m长,下部无毛,顶端节处有毛。浮水叶三角状菱形。适应性极强。 见图7
凤眼莲(水葫芦) 雨久花科 水生直立或漂浮草本。叶直立,卵形或圆形,中部以下膨大如球,花茎单生,根须发达一般0.5m长以上。繁殖能力极强。 见图8

图2(水花生) 图3(金鱼藻)

图4(菹草) 图5(微齿眼子菜)

图6(水剑) 图7(野菱)

图8[凤眼莲(水葫芦)]

根据田关泵站排水区主要水生植物表的特征进行分析,其主要水草具有茎细长,适应性强、繁殖快的特性,具备单株阻水和集结成团阻水的先决条件。

2.1.2 水草的分类

为便于分析水草对田关泵站排涝的影响,采用两种方法对其进行分类。

1、按水草在水中的位置,可分为水上草和水下草。水上草为生长并漂浮在水面上的水草。水上草聚集的河(湖)自然而然地形成了草下河(湖)。水下草为生长在河湖底部的水草。水下草众多的河(湖)自然而然地形成了草上河(湖)。无论是草上河(湖)还是草下河(湖),其排水能力都受水草影响而大幅降低。

2、按水草所处的动静状态,又可将其分为流动草和固定草。流动草为可随水流动的草,又分为悬浮草和漂浮草。流动草能够顺着水流流至泵站拦污栅,从上至下堵塞拦污栅,是形成拦污栅阻水障碍的罪魁祸首。固定草是受土壤或其它物体制约无法自由移动的水草,固定草虽然暂时不会流动,但也是影响河渠过水能力的重要因素,在一定条件下,固定草也可转化为流动草。

2.1.3 水草分布、数量及比例

为弄清田关泵站排水区水草的分布、数量和比例,需要采取科学适用的测算方法。对水上草的测算主要采取沿岸实测和估测的方法计算;对水下草的测算采取随机抽样,定面积打捞计量,扩大分析计算的方法;同时,还根据田关泵站拦污栅的实际捞草品种及数量分析,进一步测算可流动草的数量与分布;此外,考虑渠系建筑等对流动草的拦截和长湖等湖泊水库对流动草的滞留影响,进一步根据流动草的分布情况推算可进入站前影响拦污栅的流动草的分布及总量。通过采取上述方法,基本弄清了影响田关泵站发挥作用的水草总量及其分布。具体参见《田关泵站排水区水草分类分布测算表》(表3)。

田关泵站排水区水草分类分布测算表

表3

序号 水系 按河渠中的位置测算 按动静状态测算 可进入站前
水上草 水下草 流动草 固定草 的流动草
0 606693 10625155 301989 10929859 139500 11231848
长湖水系 352535 5995344 175977 6171902 55900 6347879
1 90000 2937600 123469 2904131 39000  
2 拾桥河 7525 433440 1506 439459 500  
3 龙桥河 6500 374400 1300 379600 400  
4 太湖港渠 15050 693504 3010 705544 1000  
5 其它 233460 1556400 46692 1743168 15000  
西荆河水系 110928 1590336 64246 1637018 35800 1701264
1 西荆河 60700 1040064 52200 1046564 31000  
2 双店渠 20960 51840 4192 68608 2500  
3 殷家河 568 81792 2114 82246 1200  
4 新城船闸河 2100 161280 420 162960 100  
5 26600 255360 5320 276640 1000  
田关河水系 143230 3039475 61766 3120939 47800 3182705
1 田关河 18400 979200 36800