東汶河橡膠壩群汛期防洪調(diào)度與運行管理

范長杰

（臨沂市水文中心，山東 臨沂 276000）

自1995年起，蒙陰縣先后修建了東汶河第一、第二、第三橡膠壩及銀麥河橡膠壩，4座橡膠壩壩袋高依次為2.3 m、2.6 m、2.5 m、2.0 m，蓄水量依次為160.0萬m3、248.8萬m3、126.0萬m3、18.0萬m3[1]?；谙鹉z壩的自身特性對河道防洪工作提出了更高要求，須做好汛期防洪聯(lián)合調(diào)度工作，以保證工程與河道兩岸群眾生命財產(chǎn)安全。

1 橡膠壩運行現(xiàn)狀

東汶河橡膠壩群包括東汶河第一橡膠壩、東汶河第二橡膠壩、東汶河第三橡膠壩、銀麥河橡膠壩，底板高程分別為179.64 m、176.80 m、182.10 m、192.73 m，設(shè)計正常蓄水位分別為181.94 m、179.40 m、184.60 m、194.73 m。當(dāng)上游預(yù)測到通過橡膠壩的洪峰流量＜200 m3/s時，東汶河3座橡膠壩均采用壩頂溢流的方式進行泄洪，無須進行壩袋塌落處理；當(dāng)上游預(yù)測到通過橡膠壩的洪峰流量＞200 m3/s時，均采用自由泄洪的方式進行泄洪，壩袋需全壩段塌落到底。

2 運行中出現(xiàn)的問題

橡膠壩工程雖具有投資少、建設(shè)快等優(yōu)點，但橡膠壩自身具有一定特性，給運行管理帶來了挑戰(zhàn)。

2.1 壩體自身缺陷

橡膠壩為柔性建筑物，當(dāng)壩上水頭過高時，泄洪時易形成V形流，極大減少了壩體在不塌落運行時的泄洪量。為避免出現(xiàn)V形流，壩上水頭一般設(shè)置為0.4～0.6 m[2]，當(dāng)壩上水頭超過0.6 m時，須進行壩袋塌落處理。受水流脈動壓力的影響易引起壩袋振動，使壩袋處于危險環(huán)境中，對壩體造成損壞。

2.2 運行缺陷

橡膠壩建立及塌落是通過向橡膠壩內(nèi)充、排水實現(xiàn)的，充水時間為2～3 h，排水時間為1～2 h[3]，因此，在洪水來臨前需預(yù)留足夠多的預(yù)警時間開展排水準備工作。東汶河屬于雨源型河流，河水流量變化規(guī)律與降雨變化規(guī)律一致。河道處于山區(qū)丘陵地帶，河道短，縱降比大，洪水流量大，行洪過程中洪水陡漲、陡落。水文資料顯示，行洪時間一般為24 h左右，處于連續(xù)復(fù)峰時，行洪時間將延長，可達2～3 d，需提前做好防洪準備，并做好長時間行洪準備。

2.3 管理缺陷

1）目前，東汶河第一、二、三橡膠壩已進行聯(lián)合調(diào)度，但銀麥河橡膠壩尚未進行。根據(jù)東汶河分段洪水流量成果表計算得銀麥河20年一遇的洪水量可達545 m3/s，當(dāng)上游降雨日凈雨量達150 mm時，下游流量將達200 m3/s，嚴重威脅下游東汶河第一、二橡膠壩安全。

2）現(xiàn)有聯(lián)合調(diào)度運行方案及流程不夠健全，調(diào)度運行方案未考慮采取半立袋方式的泄洪措施，當(dāng)流量＞200 m3/s時，直接實施完全塌壩運行。塌壩過程中未實時觀測壩袋運行情況，易忽略壩袋振動情況。

3 橡膠壩群汛期防洪調(diào)度與運行建議

3.1 建立健全預(yù)警調(diào)度機制，統(tǒng)一協(xié)調(diào)調(diào)度

建立健全預(yù)警調(diào)度機制，做到提前預(yù)警、提前處理、提前泄洪。汛期時，應(yīng)將防洪作為第一要務(wù)，統(tǒng)籌兼顧城市景觀效益，采取限蓄措施，降低橡膠壩水位。安排專人24 h值守，實時監(jiān)測水情，及時掌握水文情況，及時預(yù)警。建立健全應(yīng)急搶險預(yù)案，遇見險情時及時報告相關(guān)單位，及時排除險情。

3.2 做好水情預(yù)報，科學(xué)實施調(diào)度

與市氣象局建立重要天氣及時報告制度[4]，當(dāng)東汶河流域有發(fā)生較大降雨時，提前2～3 d上報市防汛部門，并實時監(jiān)測流域衛(wèi)星云圖，分析雨情及可能發(fā)生的洪水等級。防汛部門應(yīng)及時通知橡膠壩管理單位做好防汛準備，橡膠壩管理人員24 h監(jiān)測水情，隨時做好排水泄洪準備。

3.3 堅持分級分類，多預(yù)案處理原則

根據(jù)當(dāng)?shù)貧v年洪峰流量及橡膠壩泄洪能力，建議將洪水分為小洪水、一般洪水、設(shè)計洪水3個等級。

1）當(dāng)洪水處于小洪水時，即洪峰流量小于壩上允許最大泄流量時，橡膠壩無須進行排水塌落處理，洪峰流量可完全通過壩上泄流，但應(yīng)做好壩體隨時排水塌落的準備。

2）當(dāng)洪水處于一般洪水時，即洪峰流量大于壩上允許最大泄流量但小于半塌落狀態(tài)允許的最大泄流量時，橡膠壩須進行半塌落處理，即排出一半的水，并做好完全塌落的準備，及時向防汛部門報告，向下游地區(qū)發(fā)送通告。

3）當(dāng)洪水處于設(shè)計洪水時，即洪峰流量大于半泄流狀態(tài)允許通過的最大洪峰流量時，橡膠壩須完全塌落到底，保證以最大的泄洪量運行。值班人員應(yīng)密切觀測水情及橡膠壩運行情況。

3.4 堅持聯(lián)合統(tǒng)一調(diào)度原則

4座橡膠壩進行聯(lián)合調(diào)度時應(yīng)遵循“峰小量大”的原則[5]，即將原“尖瘦型”洪水變成“肥胖型”洪水，塌壩時間間隔越短，塌壩歷時越短，因塌壩造成的洪峰流量越大，洪水越“尖瘦”；相反地，塌壩時間間隔越長，塌壩歷時越長，因塌壩造成的洪峰流量越小，洪水越“肥胖”。但受現(xiàn)實情況的限制，應(yīng)綜合考慮來洪量及洪峰到達時間，靈活確定塌壩時間間隔及塌壩歷時。

4 聯(lián)合調(diào)度具體措施

4.1 控制汛期來臨時橡膠壩水位

綜合考慮壩袋內(nèi)水壓情況及防洪要求，各橡膠壩均按設(shè)計壩高的60%進行蓄水[6]，且不得高于防洪限制水位，即東汶河第一、二、三橡膠壩蓄水位不得超過180.940 m、178.360 m、183.600 m，銀麥河橡膠壩蓄水位不得超過193.731 m。主汛期來臨時，各橡膠壩均不得進行充水立壩，以保證河道及時泄洪。

4.2 塌壩時遵循“先下游、后上游”的原則

優(yōu)先塌落東汶河第二橡膠壩，再塌落東汶河第一橡膠壩，最后塌落東汶河第三橡膠壩與銀麥河橡膠壩。其中，東汶河第三橡膠壩與銀麥河橡膠壩位于不同支流，具體塌落順序應(yīng)根據(jù)汛期2條河流來水量確定，但不得同時塌落。應(yīng)盡量延長塌壩時間，使壩中蓄水平緩?fù)ㄟ^下游。

在塌壩溢流過程中，管理人員應(yīng)實時觀測壩袋情況。溢流時可通過改變壩體高度避免壩體發(fā)生振動，塌壩過程中應(yīng)綜合考慮上下游水位、洪水量、壩袋高度等不利因素，靈活降低壩體高度。

完全塌壩后應(yīng)使壩袋完全平鋪于河道中，避免壩袋因空氣和水壓等形成“小壩”，對河道行洪造成阻攔，同時避免因上游漂浮物和壩體自身振動等原因?qū)未斐蓳p壞。