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三洋港挡潮闸是中国最大单体沿海挡潮闸,守护和改变一座城!

2025-01-20    

苍海茫茫,大河汤汤。


摊开中国版图,连云港市如硕大的鹏鸟,翱翔在祖国万里海疆的脐部,三洋港挡潮闸宛如鹏鸟之冠,醒目耀眼。俯瞰之下,三洋港挡潮闸又似苍龙横卧,一边挽着奔腾的河流,一边抵挡着澎湃的海潮。


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三洋港挡潮闸位于江苏省连云港市新沭河入海口处,东濒黄海,距海岸仅1.32公里,是治淮19项骨干工程中最后一项单体最大的工程,也是沂沭泗水系洪水东调入海关键性控制工程。2008年10月动工兴建,2013年12月投入运行。工程全长576.92米,闸门33孔,闸室总净长495米,设计流量6400立方米每秒,设计挡潮标准为100年一遇高潮位。三洋港挡潮闸具有防洪挡潮、蓄淡、排涝等综合功能,是国内目前距离海岸最近、淤泥质土上建造的最大单体沿海挡潮闸。


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三洋港挡潮闸


三洋港挡潮闸工程建设背景


虽然说,三洋港挡潮闸座落在新沭河上,是新沭河洪水入海的重要控制性工程,而新沭河又是中国共产党领导下进行系统治理的第一个水利工程——“导沭整沂”重要组成部分。说起“导沭整沂”工程,就不能不提沂沭泗水系。


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沂沭泗水系位于黄河、淮河下游的中间地带,一个相对独立的水系,北起沂蒙山,东临黄海,西至黄河右堤,南以废黄河与淮河为界,流域面积约8万平方公里,包括江苏、山东、河南、安徽4省15个地级市,人口约5300万。沂沭泗河上游均为山区性河道,源短坡陡,每逢暴雨,山洪下泄,短时间即可进入下游地区。但下游地区地势平坦,行洪缓慢,加之黄河长时间夺淮入海,造成沂沭泗河尾闾紊乱,洪水入海不畅,致使流域内大雨大灾,小雨小灾,无雨旱灾。据《沂沭泗河道志》记载,自1368年至1948年的580年间,沂沭泗流域发生水灾340余次。已故水利泰斗钱正英对沂沭泗水系的评价是:“沂沭泗原是淮河下游的三条支流,流域面积不过8万平方公里,但是其河道变化的复杂情况,不但在全国、恐怕在世界上也是少有的。在某种意义上,沂沭泗河道变化的历史也是中国江河治理历史的一个缩影。”可见沂沭泗水系治理难度之大、复杂程度之高,非一般江河所能比拟的。


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钱正英为《沂沭泗河道志》作序


为解决沂沭泗河洪水出路问题,1949年4月21日,山东省政府动工实施了“导沭整沂”工程,1949年11月,苏北行署实施“导沂整沭”工程。先后开挖了新沭河、新沂河等工程,上游7.96万平方公里的洪水有了顺畅行洪通道。尤其是新沭河的建成,将沭河原入海路线整整缩短了130公里,随后又进行了“分沂入沭水道”、新沭河20年一遇等工程建设,沂、沭河80%的洪水可直接从新沭河东调入海,最大限度地缩短沂河、沭河上游地区洪水下排时间和涝渍时间,确保了沿河两岸的苏北鲁南地区人民群众的生命财产安全。新沭河的开挖和整治,虽然解决了沂、沭河洪水入海,但新沭河运行中又出现新的问题,主要是河道入海口淤积严重,水位壅高,一定程度上消减了新沭河行洪能力。因此,三洋港挡潮闸就其工程建设意义上来说,又关乎整个沂沭泗水系洪水出路问题。


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早在1957年的《沂沭泗流域规划报告初稿》里就提出,“海口建挡潮闸,……沂沭下游通海港口应建闸挡潮……”。那时,在沂、沭河下游入海处建设挡潮闸已经成为共识。2011年10月出版的《治淮》杂志“沂沭泗流域规划实施历程和思考”一文中也有记述,“1971年淮河流域规划报告”中《治淮战略性骨干工程说明》将“东调南下”工程作为处理沂沭泗河洪水的战略性工程。重点扩大沂沭河洪水东调和南四湖洪水南下的出路,通过河道扩大和建闸控制等方式,使沂沭河上游大部分洪水通过新沭河直接东调入海。规划后经过不断的修改与完善,最终三洋港挡潮闸被作为治淮19项骨干工程中最后一项工程,正式提上建设议程。


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沂沭泗水系与东调南下工程部分示意图


建在淤泥质土上的挡潮闸


在入海河口建设挡潮闸的主要目的就是挡潮、蓄淡、泄洪、排涝。涨潮时关闸,防止海水倒灌,退潮时开闸泄水,具有双向挡水的特点。三洋港挡潮闸建设地点位于新沭河的入海口处,该处又被当地人称为“临洪河口”,属于淤泥质淤长型河口。尤其是黄河1128年首次南侵及后来的“夺淮入海”后,临洪河口成为沂、沭河洪水入海口门之一,上游洪水挟带大量泥沙,对临洪河口变迁带来重大影响。特殊的地理环境,造成了临洪河出海口处于不断动态变化之中,老的出海口不断被淤积,并不断向东北方向延伸。据文献记载,1851年云台山并陆、现代海州湾基本格局形成后,临洪河口的外淤速度明显加快。在1855-1957年间,外淤达10 公里,每年淤积速度约100米左右。


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三洋港挡潮闸位置图


从全国范围来看,我国海岸线上分布着1800余个入海河口,目前已修建挡潮闸的入海河口超过300个,但大多数是中小型挡潮闸。三洋港挡潮闸为I等大(1)型工程,建设规模是我国沿海岸一线所少有的。在海岸线附近10多米深的淤泥质土上建设大型挡潮闸,其难度可想而知。


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俯瞰三洋港挡潮闸及入海口


三洋港挡潮闸的闸室主体为两孔一联的沉井地基,共17只沉井。单井面积达到700平方米,单井面积、群井数量及施工难度均创当年江苏水利工程建设之最。上游护坦、下游消力池、岸翼墙等部位基础处理,采用灌注桩、预制方桩等基础方式,打下各类桩基1.4余万根。挡潮闸闸墩中墩厚2.2米、缝墩边墩厚1.45米,高7米,长19米,为大体积混凝土,施工质量控制要求高,难度大。


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三洋港挡潮闸大流量行洪


沉井就是在确定的基础位置,用钢筋混凝土按照设计的规格浇筑一个井筒状的结构物,再从井底部挖去土方,依靠沉井自身重力并克服井壁摩阻力后,下沉到设计标高,然后采用水下混凝土封底并填塞井孔,使其成为闸室基础。沉井基础的特点是埋置深、整体性强、稳定性好,有较大的承载面积,能承受较大的垂直荷载和水平荷载。沉井基础建设是三洋港挡潮闸工程施工的第一道难关,沉井下沉前,施工单位在每只沉井的四角分别设立高度观察指针,沉井群的两端设立观测装置,用于观测沉井下沉和水平位移情况。


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三洋港挡潮闸内部启闭机房


沉井内土方开挖是确保沉井下沉到位的关键。为此,施工单位根据沉井内不同土质情况,采用不同的挖土顺序,分层开挖,对称均匀挖土,使刃脚均匀受力,沉井均匀、竖直平稳下沉。同时,因为挡潮闸地处沿海,混凝土受氯离子和硫酸根离子等侵蚀,为保证工程建设质量,三洋港挡潮闸还实施了五项技术攻关与创新。一是提出了一种新型灌注桩-粉喷桩混合式桩基技术,应用于海淤土地基基础处理,采用水泥土粉喷桩加固海淤土,显著提高了灌注桩水平承载力,解决了在高潮差、深厚海淤土建造大型挡潮闸水平位移大等难题。二是首次应用整体串联、半封底超大沉井群基础处理技术,通过沉井内不对称填土控制,调整地基应力,解决了大孔口软基水闸地基承载力、防渗及变形协调等难题。三是提出快速制定温度控制措施,应用于闸墩大体积混凝土泵送施工,有效解决了沉井基础强约束条件下大流态高性能混凝土防裂;研制了多功能型聚羧酸系减水剂,结合大掺量矿渣粉部分取代水泥,提高了沿海建闸混凝土耐久性。四是研制了低速同步闭式启闭机,提高了设备运行安全性和可维护性。五是研制了耐海水腐蚀的稀土合金铸铁材料,解决了海水环境下闸门埋件防腐蚀问题,提高了材料的机械加工性能。


一座大闸改变一座城


洪流滚滚,海浪滔滔。


新沭河入海口上的一座大闸,让河流与海洋,既隔断又连接。这一断一接,使闸内外的一种生态向另一种生态转变,实现了生态的多样性。三洋港挡潮闸,不但改善了河口生态,也提升了城市发展格局。


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远眺三洋港挡潮闸


在挡潮防洪防淤上,三洋港挡潮闸未建之前,海水沿河口逆流而上,直抵新沭河中游的太平庄闸和蔷薇河汇流处的临洪闸,海水内侵达15多公里,海潮夹带泥沙涌入河槽,造成河槽淤积,水位壅高。三洋港挡潮闸建成后,拒海潮于闸外,河槽淤积程度大幅减轻。新沭河下段河道也不再受潮水位影响,上游的蔷薇河等河道自排能力增大,减少强排时间。并改变了临洪水利枢纽各强排站直接挡潮的状况,大大减轻了由于潮水造成的泵站拍门、叶轮、壳体等金属结构部件的锈蚀,延长了设备使用寿命。


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在水土资源利用上,三洋港挡潮闸建成后,太平庄闸至三洋港闸段滩地不再受潮涨潮落影响,大浦闸以下的右侧滩地建立3平方公里的自由流式人工湿地,改善新沭河沿线水环境,使大浦河水质到达入海口之前就达到排放标准。三洋港挡潮闸的建成,还在闸上游形成一个水面面积达490万平方米,蓄水量超过1560万立方米的河川型水库,一次性可用水量超过1350万立方米,为连云港这个严重缺水的城市提供弥足珍贵的淡水资源。


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冬日的三洋港挡潮闸


在河口沿线生态上,从太平庄闸至入海口,形成了全长约15公里,宽约500米-2000米的临洪河口湿地,面积约3.7万亩,被喻为连云港市城区的“绿肺”。三洋港挡潮闸建成后,为湿地生态创造了更加优越的生存条件。湿地内河流贯穿,湾汊众多、水渚密布,清波涟漪,波光摇曳。据统计,临洪河口湿地有木本类植物9科10种,草本类植物共26科76种。临洪河口湿地动植物资源丰富,水鸟云集,鱼翔浅底。有野生动物41科116种,主要以鸟类为主,有海鸥、黄鹂、云雀、白鹭、绣眼、军舰鸟、野鸭等;海洋鱼虾33种、淡水鱼类7种、两栖的蟹类7种、贝类11种。临洪河口湿地是我国重要鸟类栖息地之一,也是东亚-澳大利亚迁飞路线上的多种水鸟迁徙中停地和越冬地。闸下游的河口成为淡咸水交汇之地,鱼虾等资源丰富,每当涨退潮之际,吸引无数的飞鸟前来觅食。秋冬季节,闸下游连绵起伏、殷红欲滴的海英草,展翅翱翔的鸥鸟,“落霞与孤鹜齐飞,秋水共长天一色”,是临洪河口湿地特有的生态景观之一。临洪河口湿地和三洋港挡潮闸下游湿地上的栈道,成为远近闻名的网红打卡地,吸引众多游客前来赏鸟观光看大闸。


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湿地暮色



作者:李军

江苏连云港人,副研究员、高级经济师,现就职于连云港市水利部门。