三五、胶莱海运河工程对地表水系和地下水的影响分析

来源:李福林   发布时间:2015-05-21 03:33:40 

胶莱海运河工程对地表水系和地下水的影响分析

李福林

(山东省水利科学研究院)

1胶莱河现状

胶莱河位于胶东半岛泰沂山脉与昆俞山脉之间,干流全长130公里,总流域面积5478.6平方公里,流域内平均降水量730mm,其中降水的70%集中在汛期。胶莱河分南、北胶莱河。北胶莱河自平度的宅科,经高密、昌邑,至莱州市海仓口汇入莱州湾,全长100公里,流域面积3978.6平方公里,多年平均径流量2.53亿m3,多年平均含沙量0.24kg/m3。南胶莱沿平度边界从宅科经亭兰乡于胶州市前店口东南入大沽河,汇入胶州湾,河长30公里,流域面积1500平方公里。

北胶莱河河口附近平均海平面1.0m,平均大潮差138cm,小潮差66cm。大沽河口的胶州湾平均海平面2.39米,为典型的半日潮,最高潮位5.36米,最低潮位-0.62米,平均高潮位3.77米,平均低潮位1.00米,潮差为1.93.5米。

2运河工程对地表水系的影响

目前对运河工程开挖有多种方案,但目的只有一个,使南北两湾的海水贯通。无论哪种方案,均会对现在的地表淡水水系产生影响。

南北胶莱河由干流和众多支流组成一个完整的水系。入北胶莱河的支流主要有泽河,淄阳河、双山河、龙王河、现河、昌平河、白沙河、三苗家沟;入南胶莱河的主要支流有清水河、小清河、助水河、胶河、墨水河、利民河、碧沟河。各支流均正交于干流,成羽状河系。现在的河流除了较大的支流如北胶莱河水系的泽河、现河,以及南胶莱河的胶水、墨水河,其余的基本为季节性河流,旱季枯水,只有工农业污水的排放。但是,一旦遇到洪水季节,支流洪水大量下泄。如南胶莱河支流胶河的红旗和王吴水库水文站,最大洪峰流量分别为692m3/s1040m3/s,大于干流闸子(吴家口)水文站的455m3/s1964-1985年统计数据)。因此,当南胶莱河的河水水位较高时,则流向北胶莱河,当北胶莱河水位较高时则流向南胶莱河,当两河同时涨水时,则水流比较混乱,往往因水泄滞缓,造成堤防漫溢,形成涝灾。

如果胶莱海运河利用海水全线贯通,传统的河流功能将丧失。最为直接的影响是,全河道的淡水将会被咸化,沿途130Km河道两侧的农田将无法引水灌溉。在旱季,运河充满潮水,潮水还会沿小型支流河口上溯,继而影响胶莱河支流的水流和水质。在雨季,河道内的海水会遇到支流宣泄的洪水顶托,极易造成洪灾。

而且,不仅象征河流水文特性的激流、缓滩消失,现有的河底、河岸生态系统也将遭到彻底破坏,淡水生态系统将会被咸水生态系统取代。如果采取全河道衬砌的方式,不必说不可能,即使做到了,造价昂贵是一方面,而且河流变成纯粹的输水道和航道,咸水生态也不会存在,水质无法保证,河口大量泥沙也会涌入,运河变成沉沙渠。目前河底衬砌极不现实,河岸衬砌尚且可以,即便如此,把河岸变成海岸,固如金汤的刚性护岸也隔绝了胶莱运河与两岸的物质能量交换,不符合现代的河流理念和生态海岸的理念。

尤其重要的是对大沽河下游段的影响。南胶莱河入大沽河以下的河段,即从胶州市前店口至马头村入胶州湾的近20Km河段,现规划为大沽河的干流。大沽河发源于烟台市招远的阜山,干流全长179.9Km,流域面积4631.3Km2(不含南胶莱河1500Km2)。目前大沽河已经是青岛市的重要供水水源地,不仅有上游的产芝、尹府水库和直接从大沽河引水的地表水取水工程,还有从大沽河径潜流取水的地下水取水工程以及下游新建的地下水库工程。近年来大沽河水源地每年向青岛市供水8000m3左右。大沽河南村水文站多年平均径流量6.61亿m3,近年来径流量虽然偏少,但仍达1.43亿m3/a1989-1998)。如果胶莱海运河用大沽河下游河道,麻湾和东风两处拦河闸将失去拦蓄淡水功能,20Km的河道淡水将会被咸化,而且海潮涌入还会沿河道上溯影响,雨季还可能与下泄洪水遭遇,酿成涝灾。

3运河工程对沿岸地下水的影响

胶莱河流经一片低平的冲洪积平原,亦称胶莱河谷地,南、北、东三侧大致以海拔50m等高线与山地丘陵区为界。区内第四系分布广泛。河谷两侧主要分布着坡洪积及残坡积物,岩性主要由砂质粘土、粘质砂土为主,夹粗砾石,由于厚度较薄,一般小于12m,赋水较差;现代河床两侧的河谷地带则分布冲洪积层,组成河谷的一级阶地。岩性以中粗沙和砾石组成,厚度较大,一般10-15m,赋水性强,为该区的主要含水层。冲积层主要分布于近代河床,河床质地上部为淤泥,下部为中粗沙、细砂和粘土组成,北胶莱河河床下还分布有姜石和砂姜黑土。

胶莱河冲洪积平原,含水层由砂砾石、粗中砂组成,厚度较大的地区,单位涌水量一般1020m3/h.m,高者可达25-30 m3/h.m,地下水类型为潜水或微承压水,多辟为傍河水源地。含水层由中砂、细砂为主的地区,单位涌水量一般小于10m3/h.m,地下水类型为潜水。地下水除接受降雨补给外,还接受河水和地下径流的补给。地下水的流向基本与河水流向一致,排泄主要有人工开采和向海排泄以及部分潜水蒸发。枯水期地下水向河道排泄,汛期河水补给地下水。在地下水开采较多的地区,形成漏斗,河水常年径流补给,滨海地区像平度以及大沽河河口地区,海水向内陆淡水入侵。

如果胶莱河道充满海水,势必造成全线的海水入侵。以胶莱河谷平原干流河长130公里,最小宽度8公里计,地下水开采区1040Km2将遭到海水入侵的潜在影响,地下水遭到不同程度的咸化。目前山东省海、咸水入侵面积1653.3Km2,海运河的贯通相当于增加了260Km的海岸线,使海水入侵面积比原来扩大将近一倍。

特别突出的是对大沽河地下水库的影响。大沽河地下水库位于大沽河下游河谷平原,库区北起莱西市江家庄拦河闸和平度市龙虎山拦河坝,南至胶州市胶东镇大麻湾村,南北长51km,东西宽平均58km。最下游的麻湾截渗墙位于山东省胶州市的李哥庄镇,西起大沽河麻湾拦河闸,向东经大沽河左岸滩地,全长4350m,终点位于204国道以南约600m处。库区内第四系冲积层厚度达10-20m,含水砂层厚5-7m,地下水富存量3.42亿m3,可采量为2.4亿m3,是青岛市为扩大供水新建的地下水取水工程。海运河如果在大沽河口采取建设海水水库以抬高潮水位的话,大沽河地下水库将面临彻底报废。

4海运河的其他水文影响

海运河的贯通,将使大沽河的河口湿地随之消失。大沽河口以及北胶莱河河口地区现有的防潮工程要全面重新规划设计施工,这是运河工程需要考虑的额外费用。

5如何减少负面影响(略)

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