渾河閘加固改建后對(duì)上下游河道的作用分析

郭彩銀

(遼寧省大伙房水庫管理局，遼寧 撫順 113000)

渾河閘加固改建后對(duì)上下游河道的作用分析

郭彩銀

(遼寧省大伙房水庫管理局，遼寧 撫順 113000)

摘要：本文主要介紹了渾河閘改建加固后對(duì)上下游河道及兩岸堤防行洪能力的作用，以及發(fā)揮的生態(tài)景觀效益。受渾河閘上、下游河道河底調(diào)整以及渾河閘加固改建的共同影響，渾河閘至上游第一個(gè)攔河壩砂山橡膠壩及此區(qū)域內(nèi)各橋之間不同頻率的設(shè)計(jì)水位出現(xiàn)了明顯的下降，可見由于渾河閘的改建，閘上河道的行洪能力有了很大提高。經(jīng)過汛期的驗(yàn)證，工程滿足了泄洪、灌溉要求，保證了工程的安全穩(wěn)定，為健全沈陽城市防洪體系做出了很大貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：渾河閘；加固；改建；行洪能力

1工程簡介

渾河閘始建于1958年，1959年建成。隨著沈陽市經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅猛發(fā)展，運(yùn)行50余年的渾河閘已滿足不了沈陽城市防洪、下游農(nóng)田灌溉、自身安全穩(wěn)定和城市生態(tài)景觀的需要。經(jīng)遼寧省發(fā)改委批復(fù)對(duì)渾河閘進(jìn)行拆除重建，工程從2008年開工，2012年部分工程投入使用。改建后的渾河閘工程主體為攔河閘維持22孔不變，兩側(cè)渾沙、渾蒲進(jìn)水閘均由原來的5孔變成3孔，攔河閘閘室段分別布置有水平鋪蓋、閘室段、一級(jí)消力池、一級(jí)消力池護(hù)坦、二級(jí)消力池、二級(jí)消力池護(hù)坦、三級(jí)消力池及拋石防沖槽，全長共計(jì)212.6 m、整個(gè)閘室寬258.10 m。在閘室段上設(shè)檢修橋、工作橋、排架、啟閉機(jī)房和交通橋等[1]。

2防洪標(biāo)準(zhǔn)

渾河閘原設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50 a一遇，設(shè)計(jì)流量為4174 m3/s，原校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為200 a一遇，校核過閘流量5176 m3/s。改建后的渾河閘設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100 a一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為300 a一遇，能通過500 a一遇的超標(biāo)準(zhǔn)洪水，最大泄流量為7341 m3/s。

3上下游河道加固改建工程方案

上游方案：考慮到渾河沈陽城區(qū)段為國家水利風(fēng)景區(qū)，上游河道渾河閘段加固方案充分考慮河道防護(hù)與景觀和生態(tài)建設(shè)結(jié)合。渾河閘上游河道改建工程包括渾河閘上游左右岸樁號(hào)0+100～0+400范圍內(nèi)左右岸堤防的土方填筑、上游護(hù)坡護(hù)岸的修筑以及堤頂路面鋪設(shè)等工程。上游護(hù)坡采用生態(tài)功能混凝土連鎖磚護(hù)坡結(jié)構(gòu)，坡面坡度為1∶2.7，正常蓄水位36 m以上坡面鋪設(shè)0.15 m厚腐殖土并種植草皮形成生態(tài)護(hù)坡。背水坡鋪砌預(yù)制六棱塊并種植草皮，堤頂為水穩(wěn)層路面。

下游方案：經(jīng)過幾次大洪水沖刷后，現(xiàn)狀上游干砌石護(hù)坡和膜袋混凝土破損嚴(yán)重，已經(jīng)不能滿足工程的防護(hù)要求。本次加固除現(xiàn)有兩岸部分膜袋混凝土護(hù)坡保留外，將原河道護(hù)坡全部拆除，對(duì)原河岸邊坡進(jìn)行清理、整平后重新進(jìn)行防護(hù)。此次防護(hù)采用混凝土面板護(hù)坡、格賓石籠和混凝土空心預(yù)制塊結(jié)合的護(hù)坡形式。格賓石籠和鋪設(shè)0.2 m厚腐殖土，并播撒草籽，形成生態(tài)護(hù)坡?；炷量招念A(yù)制塊內(nèi)鋪腐殖土并播撒草籽。消力池末端150 m齒墻采用1 m寬、10 m深鋼筋混凝土防淘齒墻，齒墻靠近河道側(cè)鋪設(shè)0.5 m厚、10 m寬格賓石籠。縱向河道進(jìn)行疏浚工程，范圍為消力池末端至渾河閘管理范圍結(jié)束，長度約460 m。清理后用大塊石填筑沖坑，防止沖坑進(jìn)一步發(fā)展。

4對(duì)上游河道作用分析

4.1對(duì)上游河道行洪能力的影響

渾河閘改建的任務(wù)是除需滿足其泄洪、灌溉、安全穩(wěn)定的要求外，還要減少對(duì)上游現(xiàn)有防洪工程的影響。閘底板較改造前降低了1.0 m，不同頻率洪水的渾河閘前起點(diǎn)水位出現(xiàn)了下降，閘底板降低對(duì)閘前水位的影響見表1。

表1　渾河閘改建前后閘上水位流量關(guān)系對(duì)比表

從表1可看出，改建后渾河閘底板高程下降1 m，不同頻率對(duì)應(yīng)閘上水位均下降，渾河閘行洪能力得到了很大提高。由于閘底板的降低，渾河閘上-砂山橡膠壩河段(砂山橡膠壩距渾河閘8190 m，是離渾河閘最近的攔河壩)的設(shè)計(jì)河底線亦隨之相應(yīng)調(diào)整。根據(jù)改建后閘上的水位流量關(guān)系以及渾河閘上-砂山橡膠壩河段重新調(diào)整的設(shè)計(jì)河底，分析計(jì)算閘上河段的設(shè)計(jì)行洪能力，其計(jì)算結(jié)果見表2[2]。

表2　渾河閘-砂山橡膠壩段改建后閘上河道行洪能力表　m

從表2可知，受渾河閘上、下游河道河底調(diào)整以及渾河閘加固改建的共同影響，渾河閘至上游第一個(gè)攔河壩砂山橡膠壩及此區(qū)域內(nèi)各橋之間不同頻率的設(shè)計(jì)水位出現(xiàn)了明顯的下降，可見由于渾河閘的改建，閘上河道的行洪能力有了很大提高[3]。

4.2對(duì)上游堤防防洪能力的影響

改建后的渾河閘上游修砌300 m生態(tài)功能混凝土連鎖磚護(hù)坡，其抗沖能力可滿足3 m/s的流速，經(jīng)過汛期的考驗(yàn)，可以滿足工程安全需要。閘底板由原來31.5 m降至30.5 m，底板降低可以使河底更接近實(shí)際，有利于河道穩(wěn)定，閘前河道進(jìn)行了清淤，正常運(yùn)用水位由原35.0 m提高到36.0 m，相應(yīng)的對(duì)上游河堤的堤頂高程也有了一定調(diào)整，防洪能力有了很大提高。改建后的堤頂高程及水位值與原規(guī)劃相比，沒有變化(見表3)。因此，改建后的渾河閘上游堤防堤頂高程可滿足300 a一遇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

表3　渾河閘改建后閘上堤防設(shè)計(jì)堤頂高程成果表　m

4.3對(duì)上游生態(tài)景觀的作用

本次加固改建，通過閘門改造使渾河閘具備長期蓄水功能，正常蓄水位由原來的35 m提高到36 m，主要有以下幾方面作用：

(1)保證了行船需要。據(jù)了解，計(jì)劃航行的觀光船最小吃水深度應(yīng)確保在1.5 m以上，回水末端砂山橡膠壩的底板高程34.5 m為本河段河底最高處，該位置的水位應(yīng)達(dá)到36.0 m以上，因此閘前的正常運(yùn)用水位提高到36.0 m可滿足區(qū)間通航需要。

(2)減少了工程建設(shè)。若考慮采用橡膠壩等其他工程措施蓄水到36.0 m高程來解決通航水深問題，此次加固方案投資少，且減少了工程建設(shè)帶來的環(huán)境影響。

(3)減少人員和設(shè)備投入。當(dāng)渾河閘落閘蓄水至36.0 m時(shí)，能保證閘上到砂山橡膠壩位區(qū)間形成連續(xù)水面，滿足城市景觀的水面要求。而在提高運(yùn)用水位的過程中，無需額外增加管理人員和設(shè)備管理。

(4)提升城市品位。渾河閘砂山橡膠壩之間形成連續(xù)水面，為渾河主城區(qū)段通航創(chuàng)造了條件，可利于旅游計(jì)劃的實(shí)施，同時(shí)為市民提供自然和諧的生態(tài)環(huán)境，提高沈陽城市的生活品位[4]。

5對(duì)下游河道作用分析

5.1對(duì)下游防洪能力的作用

原河道下切嚴(yán)重，閘上下游落差較大，沖砂閘下游無法形成一定水深，而原沖砂閘下無有效消能設(shè)施，在沒有形成一定的下游水深時(shí)開啟沖砂閘，極易引起沖砂閘下游近岸處較大沖刷。2010年汛期洪水將渾河閘下游兩側(cè)堤腳模袋混凝土局部沖毀、水流紊亂，造成閘下河道高低不平、河道嚴(yán)重淤積，中部形成兩座較大的沙石堆，影響正常行洪。此次改建，對(duì)下游河道進(jìn)行疏浚，使水流順暢，增加了行洪能力。利用疏浚開挖的大石塊，回填兩岸堤腳沖坑，保護(hù)堤腳，減小水流對(duì)閘下左右岸護(hù)坡護(hù)腳的局部沖刷。

5.2對(duì)下游生態(tài)景觀的作用

混凝土空心預(yù)制塊與草皮生態(tài)護(hù)坡的結(jié)合，混凝土預(yù)制塊可保證護(hù)坡穩(wěn)定堅(jiān)固、抗沖刷的作用，空心部位播撒草籽，隨著植草的生長，根莖對(duì)空心預(yù)制塊可起到潛在的加固作用，可提高混凝土預(yù)制塊的耐久性和穩(wěn)固性，孔隙部位還可起到排水作用，有利于護(hù)坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。格賓石籠護(hù)坡正常蓄水位以上種植草皮，提高護(hù)坡抗傾覆能力的同時(shí)，植草綠化，保護(hù)生態(tài)，提高水體生物生存能力[5]。

6結(jié)論

渾河閘本次加固改建，滿足了工程安全穩(wěn)定，提高了泄洪能力，保證了下游灌溉要求，滿足閘上沈陽城區(qū)的景觀水面需求。經(jīng)過汛期的驗(yàn)證，工程能夠安全運(yùn)行，保證了沈陽城市的防洪安全，同時(shí)為城區(qū)居民提供了休閑自然的生態(tài)環(huán)境，為健全沈陽城市防洪體系做出了很大貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.渾河閘應(yīng)急除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告[R].沈陽：遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2008.

[2]楊祎，陳柯明，孫成強(qiáng)，等.渾河謨家堡閘改建對(duì)沈陽城市防洪的影響[J].東北水利水電，2010(7)：10-11.

[3]畢元章.水閘除險(xiǎn)改建研究[J].海河水利，2003(5):26-27,69.

[4]江飛.鋼壩閘門在城市景觀河道中的應(yīng)用[J].中國農(nóng)村水利水電，2011(12):142-143.

[5]陳浩,辛小康,賈海燕,等.建閘工程對(duì)椒江干流水質(zhì)影響分析研究[J].水電能源科學(xué)，2015(12):40-44.

作者簡介：郭彩銀(1982-)，女，工程師，主要從事工程管理工作。

中圖分類號(hào)：P333;TV212.5+3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：2096-0506(2016)04-0062-03