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论闽江下游感潮河段桥梁功能与河道整治（杨家坦）

提要：鉴于闽江下游感潮河段河道问题的严重性,在寻找对策中,从北港两座古桥（万寿桥和洪山桥）的历史功能,引发了一个重要理念,提出在闽江下游感潮河段桥梁规划应进一步考虑有利于河道整治的总体布局,桥梁设计应根据现状闽江下游感潮河段水环境问题之所在,既要考虑防洪的雍水影响,又要考虑阻止咸潮上溯的影响,寻找其平衡点,充分发挥桥梁整体功能在河道整治理中的应有作用.期望进一步有助于改善闽江下游感潮河段生态环境和保障饮用水安全.建议闽江下游水口电站水库坝址以下至马尾港河段全面禁止采砂活动.
关键词：桥梁功能 河道整治 感潮河段
1前言
闽江下游感潮河段河道整治课题研究始于1993年,在承办福州城门水厂水资源评价专项工作中,研究发现：当闽江干流竹岐站流量小于600m3/s,流量全部汇入北港,而南港河道出现径流断流,断流历时占年径流总历时的18.7%（1993年）.研究成果表明,闽江北港分流水量增大及其变化呈现二个时期系统,第一时期是1978-1987年北港分流水量年均增大73亿m3,比北港原水量增大37%；第二时期是1988-1993年北港分流水量年均增大162亿m3,比北港原水量增大78%.在河流动力作用下,再加上在北港河道盲目采砂,造成北港河床严重下切,导致福州解放大桥（万寿桥古桥）桥墩出险倒塌（1994年9月）,陆续还发现数处岸边路堤出现险情.福建省人民政府关于禁止在闽江下游北港河道采砂的通告（1997年5月）,及时制止了在该河道采砂活动,对稳定北港河道起到良好作用.
1995年5月,在福州市委市政府的高度重视下,在福州市水电局的组织下,展开了闽江下游福州段河道整治研究一系列的工作,于1998年12月完成了《闽江下游（福州段）河道整治研究成果汇编》,为河道整治提供了丰富的基础资料.
近几年来,有关专业技术人员继续研究闽江下游感潮河段动态变化,专业论文提供了重要信息,难能可贵.
本文侧重于讨论桥梁功能与河道整治的关系,期望进一步有助于改善闽江下游感潮河段生态环境和保障饮用水安全.
2河道问题的严重性
2.1来沙量远小于采砂量
在流域天然状态下,闽江干流竹岐站多年平均悬移质输沙量748万t,1962年最大悬移质输沙量2000万t,1971年最小悬移质输沙量272万t.悬移质输沙量集中在汛期,其中4-9月占全年悬移质输沙量的89.4%.随着闽江沙溪安砂电站水库（1976年）,闽江金溪池潭电站水库（1981年）、闽江干流水口电站水库（1993年）等大型水库蓄水运行后,它们拦截了水库坝址以上流域的推移质输沙量和部分悬移质输沙量停留在库区.在水口电站水库建后,根据闽江干流竹岐站实测的1994-2004年平均年悬移质输沙量只有233万t,只相当于流域天然状态下悬移质输沙量的31.1%.
据有关资料统计,在水口电站水库建后,至今十几年间,在闽江下游感潮河段每年采砂量竟达500万t至1000万t之多,造成河段砂量严重失去平衡状态.
2.2河床下切、水位下降
闽江干流水口电站水库建后,原来上游下来的推移质输沙量和约一半的悬移质输沙量拦截在坝内,近似为清水下泄,从而增加了坝下水流的冲刷能力,使坝下河道冲刷加剧.根据坝下嵩滩浦站于1998年观测资料,河床平均刷深1.92m,同流量水位下降1.01m,现状情况还会大于这个数值.
根据闽江干流竹岐站水位与河道断面面积关系曲线,分析计算得2004年比1992年河床平均刷深达8.25m,其主要刷深期在近几年,正是该河段盲目大量采砂量的高峰期,与其有直接影响的效应.该站2005年6月洪峰流量与1992年7月洪峰流量相近,但相应的洪峰水位降低了2.46m.同一枯水流量,水位降低达3.50m.近二年竹岐站最低水位已退至与北港文山里站最低水位相近.
闽江北港文山里站自1977年后同水位的河道断面面积都趋增大,1993年和2004年求得河床平均刷深分别为2.80m和4.60m,水位下降分别为1.70m和3.40m.
2.3 咸潮上溯,污水回潮
闽江下游感潮河段,据水文长期观测资料表明,在1976年前的潮流界和潮区界分别在洪山桥（古桥）和侯官附近.随着人类活动的影响,上游水口电站水库拦沙,下游河道大量采砂,改变了河道水量与沙量的平衡状态.在河流动力作用下,造成闽江干流及北港河床严重下切,水位下降,引起了潮流界和潮区界向上游延伸.现场观测和资料分析表明,在枯水期的潮流界已从洪山桥（古桥）上延6km到侯官以上,潮区界已从侯官上移12km到竹岐以上.
闽江下游水源地的取水口,沿河自上而下分布有：闽江干流的闽清水厂和闽侯水厂；闽江北港的西区水厂、北区水厂和东南区水厂；闽江南港的义序水厂、城门水厂和福清峡南调水工程；马尾港的马尾水厂、筹东电厂和明达电厂等12个重要取水口.其中供水规模最大的是福州西区水厂,供给福州市区大部分的生活用水和生产用水,取水口位于北港文山里下游附近河段.在潮流界和潮区界向上游延伸,除闽清水厂取水口外,其余11个取水口都处在其范围内,位于越下游河段则受到咸潮上溯的影响越严重.据监测资料,2003年枯水期咸潮影响上界已到达义序水厂取水口河段.东南区水厂取水口河段受到污水回潮的影响、水质多项超标.供水规模最大的福州市西区水厂取水口河段,则处于咸潮上溯和污水回潮影响的边缘状态.
珠江下游感潮河段水源地,由于咸潮上溯的影响,连续二年枯水期都采取了调水压咸补淡措施,付出了很大代价.闽江下游感潮河段水源地,咸潮影响程度虽未达到其严重性,但应采取对策防患于未然,当是一件大事.
3 桥梁功能的历史回顾
据福建公路史记载,北港的万寿桥（后称解放大桥）建造始于公元1303年,北港的洪山桥建造始于公元1475年,表明两座古桥历史悠久,在很长历史时期里成为跨江的重要通道.
福州南台岛把闽江下游分为南港和北港,闽江流量在南北港的分流水量则随着不同流量而变化,它们受到淮安头口门地形的制约,天然形成了南北港水量分配规律.
两座古桥的功能,既控制了桥上游河段水面比降对南北港水量分配的作用,又控制了桥下游的纳潮量的作用,使之保持其河道相对稳定,潮流界和潮区界基本稳定在洪山桥和侯官附近,枯水期沿河的水位和流量具有压咸功能,从而保护了闽江下游水源地河段的水质.
4桥梁规划设计与河道整治
鉴于闽江下游咸潮河段河道问题的严重性,在寻找对策中,从北港两座古桥的历史功能,引发了一个重要理念,提出在闽江下游感潮河段桥梁规划应进一步考虑有利于河道整治的总体布局,桥梁设计应根据现状闽江下游感潮河段水环境问题之所在,既要考虑防洪的雍水影响,又要考虑阻止咸潮上溯的影响,寻找其平衡点,充分发挥桥梁整体功能在河道整治中的应有作用.
随着经济社会快速发展,北港已建有洪山大桥（新桥）、金山大桥、尤溪洲大桥、三县洲大桥、解放大桥（新桥）、闽江大桥（闽江二桥）和鳌峰大桥（闽江三桥）等七座.北港拟建有淮安大桥、鼓山大桥和魁岐大桥等三座.北港桥梁总共可达十座.南港已建在建的有洪塘大桥,桔园洲大桥、浦上大桥、湾边大桥和乌龙江大桥等五座.见附图.进一步研究桥梁功能在河道整治中的作用,当是非常重要的课题,这里需要桥梁专业技术人员与河道整治专业技术人员的通力合作才能完成其蓝图.
5建议
根据上述闽江下游感潮河段河道问题的严重性,建议水口电站水库坝址以下至马尾港河段全面禁止采砂活动.组织力量跟踪观测河道演变和潮流变化规律,在维持河床冲淤总体平衡和河道相对稳定的条件下,解禁允许开采砂量的河段限量开采砂量.
参考文献
[1]杨家坦 江传捷 闽江下游南北港河床演变及治理的研究[J] 水利部《水利水电技术》1996,（2）
[2]江传捷 再论闽江下游河床演变其水力条件的变化 福建省《水利科技》2006,（2）
[3]程永隆 闽江下游河床下切对水资源利用的影响 福建省《水利科技》2005（1）
[4]陈兴伟等 闽江下游河道水动力水质动态模拟 2006年
[5]郑鸣芳 闽江水口—分流口河段水流动力特性分析省科协第六届学术年会水利分会论文集 2006年.