泗陽閘除險加固工程施工導(dǎo)流方案研究

劉煒 李小紅 周霞 陸明春

摘要：為順應(yīng)泗陽縣經(jīng)濟建設(shè)需要，泗陽閘除險加固工程緊急上馬，水下工程工期由原計劃10月～翌年5月，安排至1月～5月，工期短，任務(wù)重，加上泗陽閘周邊水系復(fù)雜，且施工期間徐洪河（睢寧段）航道工程同時斷流施工影響，增加了工程施工導(dǎo)流的難度。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)流標準；施工導(dǎo)流；頻率分析；

1、概況

1.1 基本情況

泗陽節(jié)制閘位于泗陽縣眾興鎮(zhèn)南約2.5km處的京杭運河上，是駱南中運河上梯級控制之一，與泗陽第一抽水站、第二抽水站及其它附屬建筑物組成泗陽水利樞紐，該閘具有防洪、灌溉、發(fā)電等綜合功能。泗陽閘設(shè)計流量1000m3/s，主要承泄駱馬湖及其以西地區(qū)、皂河閘以下中運河兩岸的部分澇水，非汛期攔蓄水便于上游的灌溉、航運及工業(yè)、生活用水。

1.2 工程施工計劃

工程擬定于2013年1月中旬開工，2013年12月31日完工，總工期12個月，其中2013年5月31日前完成水下工程，具備放水條件。

1.3 影響施工導(dǎo)流的相關(guān)在建工程

徐洪河（徐沙河～民便河段）河道擴挖工程為航道“五改三”工程，工程全長33.8km，工程計劃2013年3月完工。該段還實施了南水北調(diào)東線一期影響工程（護坡工程），并計劃2013年4月底前具備通水驗收條件。

2、水文分析

2.1 施工導(dǎo)流標準

根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2000）、《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》（SL303-2004）， 泗陽閘為Ⅱ級建筑物，相應(yīng)的施工導(dǎo)流建筑物級別為Ⅳ級，施工期設(shè)計洪水為10～20年一遇，按施工圍堰的使用年限和高度，施工導(dǎo)流設(shè)計標準取10年一遇。

2.2 施工期水位分析

由于駱南中運河具有行洪、排澇、供水、航運等綜合功能，泗陽閘施工期設(shè)計擋洪水位結(jié)合實測系列資料頻率計算成果、依據(jù)施工期泗陽站發(fā)電流量推求成果、通航水位、南水北調(diào)送水水位、灌溉水位等綜合分析確定，施工期10年一遇閘上水位16.9m、閘下13.5m。

2.3 施工期導(dǎo)流流量分析

駱南中運河來水主要由兩部分組成，一是運西黃墩湖及上游地區(qū)內(nèi)澇；二是皂河閘、洋河灘閘分泄的駱馬湖洪水。

2.3.1黃墩湖及上游地區(qū)澇水

邳洪河閘以上總集水面積為740.1km2，因邳洪河閘無實測資料，區(qū)域內(nèi)澇的計算采用宿遷閘逐日平均流量減去皂河閘同日平均流量。根據(jù)1980～2011年系列資料，選取年最大日均流量進行頻率分析，經(jīng)計算黃墩湖地區(qū)1～5月份10年一遇流量為123m3/s。

2.3.2區(qū)域澇水與外來洪水遭遇分析

（1）施工期流量

根據(jù)施工安排，泗陽閘加固工程擬在1～5月底前完成水下部分。由于泗陽閘施工導(dǎo)流涉及徐洪河，而徐洪河睢寧段航道及護坡工程的實施導(dǎo)致施工導(dǎo)流需分階段進行分析，分別為為1～3月、4月、5月、6月（6月15日前）。

（2）劉老澗至泗陽閘區(qū)間流量

根據(jù)泗陽閘站2002～2011年計10年的降水資料分析，從多年的實際情況看，1～5月該區(qū)間基本沒有較大澇水流量匯入，因此該區(qū)間流量不納入泗陽閘加固工程的導(dǎo)流流量。

（3）受徐洪河施工影響的新增流量

一般1～3月徐洪河分泄駱馬湖洪水的流量不超過50 m3/s，故受徐洪河施工的影響，1～4月中運河新增加導(dǎo)流流量50m3/s。

（4）泗陽段用水分析

泗陽縣自來水公司及泗陽閘上游地區(qū)的工農(nóng)業(yè)用水大都從中運河取水，根據(jù)多年資料分析泗陽上游段自然損耗加上區(qū)間用水，日均流量約30m3/s，本次導(dǎo)流流量考慮泗陽段用水取用水量最小值20 m3/s。

2.3.3設(shè)計導(dǎo)流流量

綜上分析，泗陽閘施工期10年一遇導(dǎo)流流量見下表2.3。

3 施工導(dǎo)流

3.1 導(dǎo)流出路分析

1.線路一：利用泗陽站導(dǎo)流

運西黃墩湖地區(qū)部分澇水及區(qū)間段來水，可通過泗陽站反向發(fā)電排至中運河，流量150～160m3/s，本次按最小流量150 m3/s分流。

2.線路二：利用洋河灘閘導(dǎo)流

該線路可分泄上游洪水約80m3/s。一是經(jīng)六運涵洞分泄60m3/s入中運河；二是經(jīng)二干渠入新沂河，分泄約15～20m3/s。

3.線路三：利用徐洪河導(dǎo)流

駱馬湖來水亦可通過徐洪河排泄。其導(dǎo)流流量受劉集地涵規(guī)模的限制，地涵設(shè)計流量200 m3/s，根據(jù)實際調(diào)度資料，控制地涵下泄流量不超過150 m3/s。此條線路根據(jù)徐洪河在建工程進度分階段運用。

4.線路四：利用皂河站抽排澇水。

皂河抽水站設(shè)計流量 200 m3/s，當黃墩湖及上游地區(qū)發(fā)生超標準內(nèi)澇時，可開啟機組抽水入駱馬湖。

3.2 導(dǎo)流工程啟用

3.2.1 僅考慮黃墩湖及上游地區(qū)內(nèi)澇

1～5月份，10年一遇導(dǎo)流流量103 m3/s，開啟泗陽抽水站反轉(zhuǎn)泄水。

3.2.2 考慮區(qū)域澇水與外來洪水遭遇

1～3月、4月，導(dǎo)流線路開啟順序分別為泗陽抽水站反轉(zhuǎn)泄水、二干渠分流、駱馬湖調(diào)蓄；5月份開啟順序為泗陽抽水站反轉(zhuǎn)泄水、啟用劉集地涵入徐洪河、二干渠分流、駱馬湖調(diào)蓄。

4 超標準洪水導(dǎo)流預(yù)案

4.1 超標準區(qū)間內(nèi)澇

黃墩湖地區(qū)20年一遇流量159 m3/s，劉老澗與泗陽閘區(qū)間排澇根據(jù)沿線建筑物規(guī)模合計為42.6m3/s，故20年一遇內(nèi)澇流量為202m3/s?？刂沏絷栭l抽水站導(dǎo)流流量約150 m3/s，其余部分可利用皂河抽水站抽排入駱馬湖，由駱馬湖調(diào)蓄或通過嶂山閘排泄入新沂河。

4.2 超標準駱馬湖洪水

在發(fā)生超標準洪水時，在用足中運河、徐洪河等導(dǎo)流線路的情況下，導(dǎo)流出路仍不足時，需商請淮委沂沭泗管理局：一是采用東調(diào)工程，分泄洪水入海；二是開啟嶂山閘入新沂河。

5 利用駱馬湖調(diào)蓄風險分析

5.1 設(shè)計典型洪水的選取

根據(jù)頻率計算的成果，從實測資料中選取與設(shè)計洪峰流量標準相近、洪水過程水量較大的三個年份，采用同倍比放大法，分別計算得到相應(yīng)時段年最大日均流量和最大洪量，依據(jù)峰高量大、峰型集中及對駱馬湖防洪最不利原則選取洪水過程作為設(shè)計洪水，分別進行調(diào)蓄計算。

5.2 駱馬湖調(diào)蓄分析

（1）設(shè)計標準洪水

根據(jù)施工導(dǎo)流方案，10年一遇設(shè)計洪水水下工程施工期的各階段，均需利用駱馬湖進行調(diào)蓄，根據(jù)選用的典型年進行分析，需駱馬湖調(diào)蓄的最大洪水總量為0.37億m3，如將駱馬湖正常蓄水位23.0m作為起調(diào)水位計算，調(diào)蓄后的駱馬湖水位為23.13m，根據(jù)駱馬湖及周邊工程的非汛期防洪標準分析，是安全、可行的。

（2）超標準洪水

選擇20年一遇設(shè)計標準進行超標準洪水分析，經(jīng)計算需駱馬湖調(diào)蓄的最大洪水總量為1.22億m3。

根據(jù)連云港及沭陽縣水利局多年來對其供水水源污染事故應(yīng)急處理情況，在水源受到污染情況下，各市縣所屬河道可維持供水1周左右。若嶂山閘泄量200～300 m3/s下泄，需排泄時間約為4.7～7.0天，根據(jù)上游來水情況，控制駱馬湖水位不超過23.2m，經(jīng)嶂山閘下泄同時考慮區(qū)間來水影響。嶂山閘準備泄洪時，應(yīng)及時通知沿線涉及供水水源的沭陽、連云港、灌云等縣市，采取必要措施，保證供水安全。

6 結(jié)語

施工期間駱馬非汛期來水通過其它出路安排下泄，增加了相關(guān)工程的運行費用，建議實施階段由建設(shè)單位根據(jù)有關(guān)工程運行情況予以補償。工程實施前，建設(shè)單位應(yīng)根據(jù)具體實施方案時段編制施工導(dǎo)流方案及度汛預(yù)案，報省防辦審批。