第一节 概述
分洪导洪是1963年防汛的主要措施之一。它对保卫天津市,保卫津浦鉄路起了很大作用。通过独流减河洩洪,以及将賈口洼的洪水經津浦鉄路25孔桥分洪入海,8、9两月共洩出洪水75.63亿立米,占到达天津地区洪水总量的43.8%。河北省1963年防汛工作計划指出:“利用沿河洼地临时分洪、滯洪、防止河堤决口,在今后一个很长时期內仍将是一項必要的措施”。計划还規定应付非常洪水的措施是:“当东淀第六堡水位达4.5米时,提启独流进洪閘,西河閘一般不加控制充分洩洪(但当海河达保証标准时,可限制洩量)。第六堡水位8米时,确保西河堤、东淀围堤及富官营以上的千里堤不决口。当第六堡水位超过8米而白洋淀未达保証标准10.5米时,可利用赵王新渠閘控制洩量,当白洋淀超过保証水位,赵王閘不能控制时,可先后向賈口洼、文安洼分洪,以保天津安全”。
1963年洪水远远超过1917及1939年的情况。第一次洪峰到天津时:东淀水位即达8.39米。虽經向賈口洼、文安洼分洪,個在8月19、20日二天內入超水量就达15亿立米,其后仍有約5,000秒立米流量继續涌入。海河及独流减河总洩量不过2,500—2,600秒立米,所以必須另辟入海途径,才能保証天津市安全。于是在保护津浦鉄路安全行車的条件下,在靜海县王家营扒开南运河堤埝,通过津浦鉄路25孔桥,引賈口洼洪水入团泊洼,經北大港唐家洼入海。
团泊洼內有团泊及楊庄两个洼地。其西南部靠近馬厂减河一側地势較高。隔馬厂减河为北大港及唐家洼。北大港以东围堤与海滩相隔,唐家洼临海亦近,地形条件对排洪頗为有利。团泊洼、唐家洼、北大港三处洼地还可滞洪达30亿立米,三洼能滞能排,可以起到宣洩洪水的作用。
但是,要在25孔桥分洪入团泊洼:尚須整修鉄路与南运河之間的导流堤,加固和保护桥头,作好扒口爆破准备,幷須在团泊洼內扒通阻障水流的南运河东側的西进干渠、津德公路、东排干渠。
为了打开团泊洼入海通道,須在馬厂减河黑閘、錢圈、王家房子三处扒开口門;在刘崗庄沙井子扒开北大港西南围堤,在北大港內割除芦葦淸除阻水障碍;在唐家洼內扒开靑靜黄干渠、娘娘河等处堤埝。幷須搶修自馬厂减河南岸徐李庄,至捷地减河北岸呂家桥长达66公里的青黃围埝,阻隹洪水,不再扩大淹沒面积。最后,还須在北大港东围堤扒口,导洪入海。
第二节 津浦鉄路25孔桥分洪
一、基本情况
賈口洼为南运河、子牙河相夹的一片洼地,西依文安洼、东临团泊洼,下游頊端为南运、子牙、大淸三河交汇之东淀。洼地地形南高北低,在靜海王口之間有埝为界,平常在埝北范围內存蓄积水。
25孔桥以东为菩提洼、楊庄戶洼,过津盐公路为团泊洼。洼內坑塘很多,一般地面高程在3.0米左右,最低在2.0米以下。有津德、津盐公路、运东的西进干渠及东排干渠、生产河、团泊引水河、新生农場排于渠等灌溉秉統,纵橫洼內。其中津德公路,运东的西进干渠及东排干渠三处堤埝高程均在5.5—7.0米之間,阻碍行洪。
根据向当地老鉄路工人和老农調查,1939年洪水时期,子牙河在八堡曾决口灌入賈口洼。其后南运河决口五处(王家营、王庄子对开口門两处,陆家村左堤单开口門一处,郭家庄右堤单口門一处,靠近靜海县的韓家口决口一处),日寇炸开口門两处。賈口洼洪水直灌团泊洼,首先将独流車站至王庄子泵站鉄路专用綫冲断200米,后又将津浦鉄路38+900(現25孔桥第二孔处),31+300,31+600(現独流减河34孔桥处)、35+500、39+900、141+500及142+600等处冲断为八段,口門长度除27+100处較长約200~300米外,其他均为100~200米。鉄路路基有的地段被浸泡,一般水位与路基齐平。津浦鉄路停車,直至冬季結冰后才修筑木便桥通車。当时的危害程度如此严重,但賈口洼水位尚在8米以下。(見图4-1)
1939年洪水过后,津浦鉄路修筑了現独流减河上的34孔桥和25孔桥。做在25孔桥上下游修筑了部分南北导流堤洩洪工程,但半途停止,亦未經洪水考驗。
25孔桥即津浦鉄路16号桥,位于独流車站以南39+199处。桥樑結构是20米跨径上承板樑,桥墩为深20米直径5米的沉箱。全桥长518.40米,每孔20.45米。軌頂高程11米,樑底高程8.42米,沉井頂部高程4.13米。1959年鉄路局曾計划拆除此桥,修筑复綫,幷已挖掘了导流堤土方8万余立米,塡于桥下,修筑了大半复綫土方,以后半途停止。
二、分洪过程
今年汛期在25孔桥处进行分洪,必須整修导流堤和淸除全部桥下土方。但由于运距远达500米以上,不能以挖作塡,只能就地取土就地堆土,仅此一項土方即达10万多立米。又由于南运河在分洪口門处河道寬度平均达170米,堤頂高程9米,河滩高程7米,每百米寬口門即需挖运土方4万余立米。这样多的土方要在七天內完成,任务非常艰巨。为了和洪水搶时間,在領导、技术人員、群众三結合下,經过調查研究,采取了有效的技术措施,立即投入了日夜奋战。如桥下土方及河滩土方量共10余万立米,劳动量約需20万工日。为解决工作面受地形限制的重大困难,爭取在七天內完成,采取了在河滩处間隔挖沟和在沟內松散炸破的方法,把南运河河滩上的硬粘土炸松。估計口門过水后流速很大,可以借水力将滩上的松土冲掉。又如桥下堆土很高,采取了先用人工挖掘部分豁口,然后把推土机开进去继續扩大豁口的办法,把松土向上下游滩平,最后将豁口打通,这种疏松的土在桥下束流处很易被冲走。經分洪后測量証明,桥下土方已全部刷掉,河滩土方比原估計冲刷深度大。由于采取了以上这一系列有效措施,不但爭取了时間,而且节省了大量劳动力,保証分洪按期实現。
8月20日分洪后,团泊洼水位迅即涨达6米以上,8月23日水位达7米。这时发生了洪水溢流現象,津浦鉄路路基的碴石层处又出現渗流冲刷,造成路基坍塌,独流車站进水。严重处路基塌至鋼軌以內。津浦鉄路一度被迫停車搶修,在鉄路东側搶作子埝高出路基1—1.5米,坍方处大量拋石加戧,幷作部分反滤层后,于9月7日恢复通車。
在25孔桥口門分洪以后,行洪道上又作了如下工程:
(一)团泊洼內的津德公路、运东西进干渠和东排干渠等儿处道路、河堤,原已爆破疏通,由于时間紧迫,东排干渠堤埝由人工挖掘的豁口不够彻底。洪水流入团泊洼时,东排干渠堤埝发生阻流,堤埝前后水位差达1米以上。經調查找出洪水主流位置,乘船在水面上进行了炸破疏通,之后洪水便順利通过。
(二)分洪后賈口洼水位继續上涨,南运河左堤在十一堡上游改道舳閘处决口,洪水幷向右堤漫溢,严重处已达堤頂中部。經搶修子埝,才阻隹了洪水。
(三)津浦鉄路以东洪水,經良王庄旧路基豁口、灌溉渠道,窜流入鉄路西側。路边水沟猛涨,倒灌南运河旧道,又发生了险情。經三天三夜筑成大垻一处和小垻四处后,才将洪水截住。 (四)洪水水位在25孔桥以西超过了原估計水位1米以上,使南运河右堤及导流堤堤身安全受到严重威胁,于是又在此7公里全綫搶修了后戧。同时又由于洩洪道流速高达2.5—3.0米/秒,造成冲刷十分严重,因此又在南北导流堤全面作了拋石防护。
(五)口門被洪水冲刷不断扩大,流量不断增加,导致下游水位过高。此时便对尚未作防护的口門进行了固定工作,使口門不再扩大,从而控制了流量。
(六)洪水水位高,持續时間长,洼內水面寬、风浪大,是一个很大的威胁。因此,在高水位持久期間,对南运河左右堤采取了防风浪的措施。这些措施,包括在南运河右堤陡坎处打桩幷加寬了堤頂;在背水坡渗漏处作了导渗工程做对过堤的涵閘等建筑物作了必要的防护;在片石护坡残缺处亦作了塡补。
在25孔桥洩洪道全部工程及南运河堤防(25孔桥至十一堡船閘段)防护加固工程中,共完成土方211,028立米,拋石及石籠5,987.5立米,长短桩4,008根,防风桩3,701根,草袋护坡10,729平米,挂蓆挂柳1,960米,导渗設施820米,共使用人工201,544工日。
三、分洪效果
为了对分洪效果进行周密的覌察,临时組織了水文覌測站,进行水位覌測、流速流量測定和冲刷情况的覌測。又在分洪前設置水尺4处,幷測量了桥下断面。分洪后每小时覌測水位一次。在开始时因漂浮物过多,測流速历时不能太长,采用30秒。以后逐漸增加至60秒,一直到符合規范規定的100秒。开始时只測0.6水深处的一点流速,以后改为0.2、0.6、0.8水深三点法測定。測流位置以25孔桥为基本施測断面,做利用第3、8、13、18、25各孔中間的鉄路安全台施測。
根据实測,开始放流流量即达2,040秒立米。8月31日測得流量高达3,131秒立米。(是用流速仪一点法实測得数值,与报汛改正数值有出入)随后流量稳定在2,300至2,800秒立米之間,当賈口洼水位下降到8.0米以下时,流量减少到2,000秒立米以下。25孔桥口門8月份共洩出洪水20.5亿立米,9月份共洩出42.8亿立米,共63.3亿立米(見图4—2、桥下冲刷的覌測在放水过程中每天进行1~2次,覌測方法采用鉛魚測深錘測深。桥下滩地随放水冲刷而加深,放水前桥下滩地高程在4.5~6.5米之間,冲刷后平均高程約降为4米,平均刷深0.5~2米,口門冲刷特別显著,一般刷深4~5米(見图4—5)。
分洪开始时桥下最大流速达3.23米/秒,以后逐漸稳定在2.0~2.5米/秒。9月8日以后流速逐漸减低,分洪口門由于水流湍急,限于条件无法施測。根据电信工人搶险时在洩洪道激流中三分钟漂流800米的情况估計,洩洪道平均流速在4~5米/秒,口門主流流速估計在6米/秒以上。25孔桥下流速分布亦不一致,北端几孔流速最高,南端流速較低,其中第10孔最低(見图4—6、图4—7)。
四、几項技术問題
(一)改变流向 根据对1939年洪水情况的调查,在25孔桥对岸的王家营村中間有一口門,王家营村以南的苟家营中間有一口門,南运河东岸两导堤間有两条水坑,上端西岸的两处口門,下端相交于25孔桥的北桥台处。看来这大致是1939年行洪道的主流位置。此外洩洪道正处南运河道中心幷靠近桥的北側。因此今年在扒口时,如洪水仍沿1939年旧道,就会直冲桥台,危及津浦鉄路安全,甚至冲毀路基,造成更加严重的損失。为了改变洪水流向,考虑了三个方案:第一方案計划把东西两对开口門放正,使口門中心綫垂直桥樑,而不垂直河道。爆破口門时尽量炸深,挖通浅滩,形成50米长的导流墙,以减少河道对流向的影响。第二方案是爭取通过更大流量,为后期低水位排水創造条件,計划将口門位置选择在北側地形低洼处(王家营中間的洼地及运河西岸的大坑)。这一段堤身比較单薄易于炸开,但口門寬度仅30米,还須在村南扩大70米口門。但这样东堤口門将受大坑影响位置固定不易变动,使村南水流通过口門时将向北偏斜,从而冲刷桥台。因此,尚須在村北选择备用口門一处增加一股水流向南頂托,使水流的合力方向維持正溜。第三方案是将王家营村中与村南两口門靠攏在一起,以减小村南水流的影响。最后决定采用第三方案。
放流后村南流量較大,但村北水流虽小,却具有很大的偏角,結果水流方向仍能調正,垂直穿过25孔桥。看来,第三方案是合理的,亦是有效的(見图4~8)。
(二)分洪流量 原計划东西口門对开,寬度各为250米,底高程5.5米。当賈口洼水位7.8米,团泊洼水位6米时,根据堰流公式估算过流量为1,280秒立米。但实际分洪时,賈口洼水位已达8.7米,团泊洼及洩洪道中尚无水,地面高程約3~4米。因此,开始分洪肘,形成很大的水头差,出現很高流速。在25孔桥下流速为3米/秒以上,口門处則达6米/秒以上。于是,东堤口門被迅速刷深,流量不断增大,西堤口門因未作保护,进口寬度亦迅速扩大到360米,王家营后原堵口的月堤亦被刷通,形成了三条共100米寬的深槽,大大增加了流量。(見图4—9)
現将桥下实測流量与东堤、西堤二处口門的計算流量比較如下:
1. 25孔桥測流結果:
时間 8月27日~9月30日
水位 賈口洼8.4米 南运河7.95米
流量 2,560~3,080秒立米(用流速仪一点測定,未作校正,与报汛資料有出入)
2.西堤口門处用水工公式核算流量,将口門分成三部分:
(1)堰流部分根据水流情况分析属于淹沒堰,計算結果流量为1,760秒立米;
(2)深槽部分,由于河槽較窄、水深較大,按三角形河槽計算,流量为1,290秒立米;
(3)南运河来水按一般梯形渠道公式計算流量为62秒立米。則西堤口門总进水流量为3,112秒立米。
3.东堤口門計算方法与西堤相仿,計算結果流量为2,730秒立米。
以上推算結果可見,当賈口洼水位为8.4米时,西堤和南运河总进水量为3,112秒立米,东堤过流2,730秒立米,桥下測流在2,560至3,080之間,三者相差都在10%左右,說明推算与实測結果大致相符。由此証明了流量所以增大是西堤口門扩大,东堤刷深的緣故。
(三)口門控制 分洪前根据口門設計寬度250米的要求,在东堤打桩鋪石籠构筑了临时性裹头,西堤未設裹头,只用爆破口控制。口門寬度是按垂直桥樑的水流寬度計算。8月20日分洪时东堤先爆开90米,随后又爆开30米,共120米。西堤于王家营中間爆开90米,当夜又将村北备用口門爆开60米,共計150米。爆破次序是先用松散爆破方法爆破河滩,随后炸开东堤,最后爆破西堤放流。西堤口門因未作保护設施,被迅速刷寬,流量继續增加。于是在东堤口門拋石籠,将口門寬度固定在182米不再扩大,才使流量稳定下来,但是該处刷深則始終未能控制。
根据以上情况分析,为严格控制口門流量,对口門两側均須构筑裹头保护,幷应考虑口門中間分段作临时裹头,才能調整流量。欲控制刷深,可在放洪过程中拋石籠作护底,但傚起来有很大困难。
(四)导流堤保护 洩洪道导流堤长700多米,有小半堤身是新塡土。由于水中取土,土壤含水量很大(見表4—1),施工时用人工踩夯,曾发現回弹及反浆現象。为此便在迎水坡鋪草袋和塡草袋土,然后拋石保护。分洪后期經潜水員勘查,只有两处2~3平米范围,因冲刷的結果在拋石后面有20厘米小坑,他处幷无严重冲刷,全部导流堤未发生較大渗漏現象。
第三节,独流減河洩洪
一、独流減河原規划設計簡介
独流减河工程为大淸河流域規划的一个組成部份。独流减河的开辟不仅旨在减輕大淸河流域的水患,更重要的是为了减輕洪水对天津地区的威胁,及保障津浦鉄路交通安全。設計根据1924年洪水,在永定河不分洪的条件下,按大淸河上游蓄洪、中游整理及下游暢流的原則,拟定了独流减河工程計划。进洪閘的設計流量为1,020秒立米。通过水工模型試驗,在洪水期間排洪不受潮水的影响。独流减河由第六堡大淸河口起至万家碼头与馬厂减河相交处,全长43.644公里。独流减河洪水越过馬厂减河之后,洩入北大港漫流入海。
独流减河自第六堡进洪閘起至8+000系利用敌伪时期已成之一部份堤埝土方,該段河寬400米。自8+000以下仍依已成的减河北岸堤埝修筑成直綫段至17+000。自17公里起稍向南折,河寬由400米逐漸展寬至1,020米,做挖順堤河两道排洩积水。河床地面只略加平整,未予挖深。
减河在进洪閘处河床高程为3.7米,由进洪閘至17公里一段河底纵坡为1/16,140,自17公里以下均利用原有地面,相当平坦。17公里至28公里段地面高程約2.4米。自28公里至43.9公里地面逐漸升高,下口与馬厂减河左堤相交处高程为4.3米。馬厂减河右堤附近北大港的地面高程为4.0至4.5米。洩洪效能即按此高程作为計算依据。由于减河的河底纵坡是两端高中間低,設計时将减河分为上下两段,自进洪閘至17公里为上段,由17公里至河口为下段。下段河槽系倒坡,采用迴水曲綫水位試算法,求出不同流量时河口及17公里两处的水位关系。上段仍用一般河渠水力学原理計算,求出不同流量时,17公里及进洪閘下两处的水位关不。根据上下两段計算結果,得出减河进洪閘下水位与河口水位之关系曲綫(見图4—10、图4—11)。根据图4—10、4—11两曲綫求出在第六堡不同水位条件下河口水位及流量关系曲綫。将此曲綫与“北大港洩量及河口水位关系曲綫”(不由水工模型試驗得来)合併,两曲綫的交点,即为减河及北大港之平衡洩量,亦即减河之計划洩量(見图4-12)。
1954年汛后在北大港修筑了东围堤,1959年又加高了自四道沟至馬棚口一段做在馬棚口建防潮閘。設計水位是根据万家碼头水位按原水工試驗水位不变,当减河流量为1,020秒立米时,万家碼头水位为6.06米。潮水位是根据1920至1942年大沽北炮台汛期潮水位記录(其中缺少1945~1949及1951年),以1939年为最大,高达4.48米,其次为1950年之4.18米,其余年份均在3.8米以下。因最高潮位未必恰与北大港最高水位同时出現。
故本工程采用3.8米作为設計之潮水位較为合适。計算結果东围堤上端水位为4.66米,采用4.7米,下端水位为4.01米,采用4.0米。綜合独流减河的有关設計数据見表4—2及表4-3。
二、1953、1954、1956年減河洩洪情况
独流减河在1953年建成后于当年汛期第一次分洪,最大分洪流量約为600秒立米。独流减河的洪水因系經过东淀沉淀,含沙量較小,而馬厂减河分洩南运河的洪水,含沙量較大。两股水流在万家碼头口門交汇后,淸浊界限分明。在汛期独流减河的流量大、水位高,使馬厂减河的浊流被阻,大部水流从南小埝口門的西端入北大港。汛后独流减河水位降低,馬厂减河的浊流即逐漸前伸至北小埝的中部及南小埝的东头。这两股水流相汇时相互頂托,加以漫流水流断面扩大,流速降低,因此在减河口門附近产生淤积沉淀。1953年10月在南小埝外能够施測的范围內进行实測,結果在1,263,940平米的面积內共淤积土方528,850立米,淤积最深的为馬厂减河右側南小埝之外部分,計淤高1.2米,一般淤高0.4米。减河口門的淤积問題設計时早已估計到,在設計报告书中曾提及“独流减河特別是下口有被淤积之可能”。
1954年出現特大洪水时,独流减河进洪閘上最高水位8.28米,最大分洪流量1,370秒立米,8月份的平均洩洪量为989秒立米。1956年又一次出現大洪水,独流减河在7月11日开始分洪,当日的进洪閘下水位为5.86米,分洪时間至10月10日止长达92天,洩出的水量为56.90亿立米。当年9月17日进洪閘上最高水位7.49米,独流减河的最大洩量为1,190秒立米。
三、1963年洩洪情况
1963年独流减河的洩洪情况比較复杂,在洩洪期間多次启閉进洪閘調度洪水,同时又在独流减河右堤扒口分洪入团泊洼。因此,1963年的洩洪过程与原設計不一样。按照对进洪閘的运用,大致可分为四个阶段:第一阶段为8月14日23时减河右堤口門扒开之前这一阶段进洪閘閘門全部开启,閘下水位在14日18时創历史最高記录而达到8.32米,14日23时的流量为760秒立米,当日万家碼头水位不超过5.2~5.4米。但此阶段独流减河的流量沒有达到設計要求。第二阶段为8月16日至8月28日,其間16日至21日进洪閘沒有全部提出水面,22日至27日进洪閘流量虽然超过了1,000秒立米,但絕大部分流量从独流减河右堤注入团泊洼,洩入北大港的流量幷不多。第三阶段为8月28日至9月17日,进洪閘时启时閉,或者是部分开启,因此流量和水面坡降綫都不正常。第四阶段为9月17日至9月底,进洪閘基本上是全开的,9月25日进洪閘下水位为6.68米,流量700秒立米,万家碼头水位6.24米,实測流量500秒立米。此时团泊洼內水位与独流减河水位基本相平。
独流减河右堤的口門自8月15日扒开,从9月1日至9月24日才获得部分的口門实測流量資料极不齐全。粗略估計,在此期間水从独流减河流入团泊洼的有15天,从团泊洼流入独流减河的为8天(其中一天缺記录)。比較其进出流量,則从团泊洼多流入独流减河0.34亿立米。但在9月1日以前,独流减河水全是流入团泊洼的,估測約为5.5亿立米。右堤口門这种出流入流,影响了独流减河的水面坡降綫,特別是中游水位因受团泊洼水位的影响而抬高了,对今年洩洪亦有所影响。总起来說,1963年独流减河洩洪做未达到設計要求,現从有关的資料分析如下:
(一)从水面坡降分析,1963年独流减河的水面坡降綫变动很大。又因为水流情况与設計意图不符,自然坡降綫也沒有規律。只是在减河右堤口門扒开以前,减河洩洪才比較正常。茲选择8月14日23时的水面坡降綫来与設計限制洪水位坡降綫相对比,这两条水面坡降綫应該是基本平行的,但是实測的結果幷不如此。在两条坡降綫之两端相距不一样。即下游水位相差0.15米,而上游相差0.5米。这个情况表明当独流减河的洩洪能力在700~800秒立米时,如1963的洩洪情况,实际的水头降落要比原設計增加0.35米。(見图4—13)。
(二)从河床淤积分析,独流减河从1953年投入使用以来,至今已十年。根据1963年回声測深仪实測資料与1953年竣工資料对比,从进洪閘至17公里处河寬为400米之上游段,河床基本稳定。17公里至19公里之河寬漸变段,沉淤比較严重。在19公里处河中心淤高了0.903米,取20公里处的河床橫断面比較,十年来順堤河已淤平了。20公里以下沉淤約0.2米。在42公里处順堤河亦淤高了1米。这是由于在河床漸变段水面扩展,流速降低,使河床落淤的緣故。同时,这也是使水面坡降綫起变化原因之一。
独流减河的河口淤塞在1953年已有調查記录,将1963年与其比較,十年来口門上游淤高0.7~0.8米,口門下游高0.5~0.6米。另外,目前减河下口葦草丛生,无疑也会影响其洩量。
(三)从北大港水流分析,1963年4月上旬作了北大港导洪的实地勘測,使用水上毓行覌測仪器:罗盘仪、六分仪,測距仪、定向仪等。航測路綫是以万家碼头为起点,分三路作幅射形前进。左路沿北围堤过上古林向南至馬棚口;中路向东南方向前进,經小白洋淀,大江至馬棚口;右路沿西南围堤轉至沙井子,然后也集中馬棚口。勘測項目是在航路上每一个轉折点施測流速、流向、水深和图解測点的大地位置等。此外在每两个轉折点之間的直綫航行段上每隔500米施測水深一处。航測路綫总长約300公里,左路測得流向流速点共15个測站,中路17个測站,右路16个測站,共計48个測站。覌測結果表明港內水流的主要流程是:
1.从万家碼头起的水流,不能直綫穿过北大港流向东围堤口門,而是分为两股水流,其中一股水流經大江,然后漫散流向各口門,另一股水流是順着北围堤流至上古林口門。
2.黑閘口門的水流亦分成两股,其中一股由馬厂减河方向流到独流减河口与独流减河的水流相汇合,另一股順北大港西南围堤流至馬棚口。
3.馬厂减河其他两处口門的主流沿唐家洼及北大港的周边入岐口及馬棚口的一段口門出海。
北大港內主流的最大流速为1.22米/秒,一般是0.4~0.5米/秒,大江及水面較寬的地方为0.1~0.3米/秒。芦葦丛中流速等于零,因此港內芦葦已是洩洪的主要障碍。从測得的地图分析,港內芦葦生长面积很大,使港內水流繞道,增长了洪水流程,使港內水位壅高,影晌上游洩洪。且港內洪水亦不能順利暢流至东围堤的各口門出海。
綜合此次水上航測的資料与原順直水利委員会測繪图对比,发現平行于馬厂减河、独流减河口以南地区,港底淤高0.6~0.8米;馬圈引河南北两側淤高0.4~0.6米;大江中及周边則有淤有冲,約在±0.1~0.2米之間;馬棚口閘以西大片无芦葦的水面地区一般淤高0.1米;北围堤拐弯处刷深0.8米,其他經常有水流地段均刷深0.2~0.4米不等。流速等于零的葦地內一般相差±0.1~±0.2米之間。上述水上航測成果,估計平面位置的精确度为±0.5厘米。
根据上述各項資料分析认为,独流减河1963年的洩洪量未能符合設計要求,其主要原因是北大港內水流障碍,造成港內水位壅高,第二个原因是河口淤塞,第三个原因是中游河床淤高了約1米,此外,进洪閘受南堤扒口影响,时开时閉,不能正常洩洪。洪水年汛期水文特征值見表4~5。
第四节 团洎洼滞洪、导洪
一、現状
25孔桥于8月20日开始向团泊洼分洪,将賈口洼的洪水导入团泊洼,当时的流量为2,040秒立米。在此以前独流减河右堤已扒口三处,向团泊洼分洪。这两股洪水先后洩入团泊洼后,团泊洼发揮了滯洪和导洪入海的作用。
团泊洼面积47万亩,地势由西南向东北傾斜,一般地面高程为2.6米,最低为2.0米,最高为4.5米,洼边为2.9米到3.2米之間。沿馬厂减河及新津盐公路一带地势較高。地面纵坡在1/2000至1/5000之間。
团泊洼內的主要水工建筑物有:馬厂减河左堤小王庄附近进水閘一座;大型排灌揚水站3座(良王庄、团泊洼,及新生农場揚水站);以及若干引水涵閘、过河管等。
二、疏导工程
团泊洼的滯洪能力据团泊洼水位容积曲綫推断,当水位为3米时,相应庫容为0.3887亿立米,当水位为4米、5米、6米时,相应庫容分别为3.71、9.58、16.44亿立米(見图4-14)。
为使团泊洼內的洪水經过馬厂减河及北大港、唐家洼入海,在馬厂减河堤上黑閘、錢圈及小王庄三处扒口。黑閘口門位于馬厂减河与北大港西围堤联接处以东20米,錢圈口門位于北大港公社仓庫以西50米。小王庄口門位于錢圈口門以上。此外,还淸除了团泊洼內的公路、渠道等行洪障碍。
自8月20日25孔桥开始向团泊洼分洪后,洼內水位便急剧上升,25日22时赵連庄水位涨至5.88米。26日黑閘口門开始过流,初时洩量不大,但至9月7日馬厂减河上段口門的总洩洪量增达3,105秒立米。团泊洼水位在8月29日最高达6.81米,由于下游口門洩量增大,使团泊洼最高水位持續时間不长即轉趋下降。以后洼內下游水位微有上涨,上游水位下降,口門的最大洩量亦下降。从馬厂减河口門的流量过程綫分析,(見图4—15)高峰以前的曲綫段坡度很陡,亦即流量增加很快,高峰出現以后曲綫下降坡度很緩。其原因是25孔桥的分洪量持續时間很长,虽然口門的洩量略大于25孔桥来量,但因出超不多,所以下降緩慢。据估計,馬厂减河各口門从8月27日至9月30日共洩水56.31亿立米,对于宣洩上游洪水和加速洼內积水排出起了应有的作用。1963年团泊洼滞洪导洪主要数据見表4—6。
第五节 北大港、唐家洼滞洪、导洪
一、現状
团泊洼和独流减河流出的洪水都汇入北大港和唐家洼,然后入海。北大港和唐家洼的入流分为三路:(一)从独流减河万家碼头来洪入北大港;(二)从团泊洼黑閘口門来洪入北大港,(三)从团泊洼錢圈及小王庄口門經唐家洼,穿过北大港的西南围堤口門洼入北大港。这三股来洪的位置不同,距离入海口門的路程也不一样,因而使水流过程比較复杂。为便于分析水流过程,現把北大港和唐家洼作为一体来考虑。
北大港位于天津市东南隅,系一块滨海洼地。1953年建独流减河分洪工程时,沿北大港修筑了南北围堤,作为独流减河入海尾閭。1954年曾培高北大港东围堤北段(上古林至四道沟子)。1955年黃驊县利用北大港蓄水,灌溉稻田。1959年于东围堤南端建馬棚口閘后,控制了北大港蓄水与洩洪。
北大港蓄水面积約66万亩(440平方公里)。建港时港底高程一般在2.5至3.0米之間。西部較高,东南部較低。周边围堤全长88公里,其中北围堤頂高程7.0至7.5米,頂寬7米,南围堤頂高程6.2至6.5米,东围堤堤頂高程6.0米。
北大港周边的耕地面积約27万亩,水稻田占18.7万亩,此外尚有未垦荒地約10万亩。港內葦蒲生长面积約18万亩。北大港規划蓄水水位4.8米,最低蓄水位为3.7米。
北大港周边現有农田水利电力工程建筑物45座(不包括各灌区內部的建筑物),其中大型閘涵3座,中小型閘涵22座,揚水站13座,高压变电站3座,立交渡槽4座。
唐家洼位于北大港西南,南至捷地减河北側的滄浪渠,洼內有靑靜黄排水河和娘娘河橫貫东西,地面高程約在3.0~3.5米,常年可种值旱田作物和水稻。今年該洼作临时滞洪区,当沙井子水位为5.88米时,相应面积为507.8平方公里,滞洪能力約8.4 5亿立米。
二、疏导工程
北大港1963年的导洪工程計有:(一)西南围堤口門工程;(二)东围堤口門工程;(三)唐家洼內渠道口門工程;(四)北大港港內淸除葦子疏通水道工程;(五)北围堤加筑子埝工程;(六)淸除盐滩內13条大土埂,另将塘沽盐場三分之一的盐池剷平(各口門情况見表4—7)。
(一)馬厂减河堤上扒开了三处口門,口門的上游是团泊洼,口門的下游是北大港和唐家洼(口門洩洪效果見表4—8,图4—16)。
(二)东围堤上的口門共分成15組,編号的排列是从岐口开始为1号,至上古林口門为15号。口門的上游为北大港,口門的下游經滩地入海,因此口門的水头差受着潮汐影响(东围堤口門洩洪效果見表4—9,图4—16)
从上述統計資料来分析,各口門洩洪的效果不同,其影响洩洪量的主要因素在于位置的选择,其次是过水深度,上述各口門过流比較好的是东围堤的1号口門,这个口門位置在原来的水流道上。过水情况不好的是12号口門。其他口門效果中等。这些口門上下游水头差不大,水深在1至1.5米时,每米寬度的过水流量約为0.5秒立米,最好的可达1秒立米。东围堤上的口門作用主要表現在加速上游各洼区洪水下洩,达到导洪出海目的。北大港、唐家洼汛期主要水文特征值見表4~10。
总上所述,尾閭分洪工程的实現,宣洩了75亿立米的洪水量,占1963年排洪量172.92亿立米的40%,为天津市抗洪斗爭的胜利提供了根本的保証,从而說明分洪的治水方針是正确的。在分洪过程中,由于行洪道的下游障碍物很多,发現水流不暢,于是作了很多导水工程,才順利地将洪水导流出海。同时也体会到导洪口門数量虽多,有些过水很好,但其中有一部份效果不够理想,原因是掌握口門与放流效果的規律还沒有經驗。
独流减河今年未起到应有的排洪作用,从8月15日起至9月底止这一阶段一共才排出洪水25~26亿立米,降低了洩洪效果。
分洪牵涉面很广,所以今后应事先作好規划,做固定分洪区以縮小被淹面积,减少損失。同时,严密对分洪区域加以防守,防止灾害扩大,亦A重要。此次25孔桥分洪之后,分別加固和防守了唐官屯至十一堡船閘的南运河左右堤,独流减河南堤及津浦鉄路,还在分洪区南部搶修了靑黄围堤防守綫长达200余公里,收到了控制分洪区不使其扩大的效果。此外应堵塞一切可能发生潰决漫溢的通道,才能使洪水从計划的流道通过,收到分洪效果。
本章参考資料
1.独流减河工程遺留問題硏究
2.独流减河工程水工模型試驗报告
3.1954年海河流域水文年鑑
4.1956年海河流域水文年鑑
5.1956年独流减河进洪閘运用总結
6.天津专区低洼地区改造
7.团泊洼揚水站設計案卷
8.市水电局北大港規划資料
9.独流减河工程計划概述
10.1953年独流减河工程分洪后的調查报告
11.1954年海大道新堤工程技术設計
12.独流减河下段变更技术設計
13.独流减河工程下段变更設計計算书
14.独流减河工程竣工資料