劉繼磊

(臨沂市河?xùn)|區(qū)石拉淵灌區(qū)灌溉管理處，山東臨沂 276034)

近些年來，山東省臨沂市為了充分開發(fā)和利用沂河的洪水資源，在臨沂市城區(qū)段的沂河干流流域先后建造了數(shù)個(gè)橡膠壩，其中包括葛溝橡膠壩。這些橡膠壩能夠在汛期最大程度攔截過境洪水，不但補(bǔ)給了城區(qū)的地下用水，而且還為臨沂市的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及旅游景觀建造工程提供所需的水源，改變了當(dāng)?shù)氐乃鷳B(tài)環(huán)境。同時(shí)我們也必須認(rèn)識(shí)到，雖然這些橡膠壩攔截蓄水的能力很大，但是如果在洪水來臨時(shí)，不能合理地調(diào)度，那么將直接威脅到城區(qū)人民的生命安全。所以，制定一套科學(xué)合理的橡膠壩汛期調(diào)度方案的重要性就不言而喻了。

1 沂河葛溝橡膠壩的基本情況

沂河葛溝橡膠壩于2010年10月在沂河中泓樁號(hào)106+775處建成，與上游的葛溝水文站相距約180m，其主要功能是蓄水發(fā)電、灌溉農(nóng)作物，同時(shí)負(fù)責(zé)周邊地市的工業(yè)生產(chǎn)、旅游景觀以及生態(tài)建設(shè)用水，是一座中型規(guī)模的水利工程［1］。沂河葛溝橡膠壩的成功建立和順利運(yùn)營(yíng)，盡管保證了沂河以東地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)用水，但是由于沂河是行洪河道中的骨干河道，汛期到來時(shí)，洪水水流湍急、水量極大，如果調(diào)度不當(dāng)，將會(huì)造成洪水之間的疊加，使葛溝橡膠壩工程以及下游河道的安全都受到威脅。

葛溝橡膠壩由4節(jié)壩袋構(gòu)成，每節(jié)壩袋凈寬78m，中墩厚度1.2m，壩高5m，總寬度316m，壩底高程86m，采取20年一遇的設(shè)計(jì)和50年一遇校核的洪水標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)的洪峰流量分別是12000m3/s和9000m3/s。將正常的蓄水位設(shè)計(jì)為90.7m，一次的需水量設(shè)計(jì)為301萬(wàn)m3，回水長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為5.2km。作為葛溝灌溉區(qū)域渠首的葛溝橡膠壩，將其灌溉面積設(shè)計(jì)為2.1萬(wàn)hm2，渠首進(jìn)水閘的流量設(shè)計(jì)為35m3/s。

2 葛溝橡膠壩工程對(duì)葛溝水文站流量測(cè)驗(yàn)的影響

葛溝水文站是國(guó)家重要的水文測(cè)量站，建于1951年5月。目前，葛溝水文站的基本水尺斷面與葛溝橡膠壩的上游相距180m。當(dāng)對(duì)葛溝橡膠壩進(jìn)行蓄水以后，葛溝水文站的基本水尺斷面以及流速儀測(cè)流斷面將會(huì)被淹沒。當(dāng)葛溝橡膠壩的蓄水位處于89m以上的時(shí)候，基本水尺斷面的平均水深將超過3m，水深最大處將超過5.6m?；舅邤嗝娴牧魉儆捎谑艿搅讼鹉z壩回水的影響，整體流速偏低，而使用現(xiàn)有的檢測(cè)設(shè)備是無法對(duì)80m3/s以下的流量進(jìn)行測(cè)驗(yàn)的。對(duì)于壩下涉水的流量，也只能對(duì)30m3/s以下的流量進(jìn)行測(cè)量，這樣一來就不能測(cè)量到30～80m3/s之間的流量，從而直接影響到沂河徑流總量的控制。

3 制定防洪調(diào)度方案的原則

進(jìn)入汛期以后，在制定防洪調(diào)度方案時(shí)，應(yīng)將沂河橡膠壩防洪的安全性放在第1位，其次才應(yīng)考慮興修水利問題以及當(dāng)?shù)芈糜尉坝^建造的需要。通過分析葛溝橡膠壩在建成蓄水以后對(duì)當(dāng)前葛溝水文站流量的影響，結(jié)合當(dāng)前沂河葛溝橡膠壩的基本情況，在進(jìn)行橡膠壩防洪調(diào)度方案制定的時(shí)候應(yīng)以以下原則為基本出發(fā)點(diǎn):

3.1 限制蓄水原則

為了保證能夠安全度過汛期，并且起到蓄水和興修水利的目的，橡膠壩應(yīng)該在每次汛期，也就是每年的6～10月之間對(duì)蓄水進(jìn)行限制。葛溝灌溉引水渠流量設(shè)計(jì)為35m3/s，相對(duì)應(yīng)的蓄水位設(shè)計(jì)為89m;用來進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉的流量設(shè)計(jì)為20m3/s，相對(duì)應(yīng)的蓄水位設(shè)計(jì)為88m，這時(shí)壩袋的高度達(dá)到3m，蓄水量則達(dá)到150萬(wàn)m3。當(dāng)蓄水位達(dá)到88m的時(shí)候，葛溝水文站的基本水尺斷面的平均水深為3m，過水?dāng)嗝娴拿娣e為960m2，此時(shí)，可以針對(duì)沂河30m3/s以上的流量采用轉(zhuǎn)子式流速儀的方式進(jìn)行橋測(cè)，并對(duì)30m3/s以下的流量在基下500m的地方進(jìn)行涉水測(cè)流。綜上所述，建議葛溝橡膠壩在汛期應(yīng)將水位限制在88m，比正常的蓄水位低將近2m［2］。這樣一來，既可以灌溉，又可以減少調(diào)節(jié)灌渠進(jìn)水閘和壩袋的次數(shù)，能夠節(jié)約大量的工程運(yùn)行費(fèi)用。若在行洪的時(shí)候發(fā)生塌壩，也可以將落壩的時(shí)間節(jié)省到2h以上，不會(huì)對(duì)當(dāng)前葛溝水文站的流量測(cè)試造成很大的影響。

3.2 統(tǒng)一聯(lián)合調(diào)度原則

目前，臨沂城區(qū)段的沂河干支流包括葛溝橡膠壩在內(nèi)，已經(jīng)建成了8座橡膠壩，其余7座分別是葛莊橡膠壩、柳杭橡膠壩、花園橡膠壩、小埠東橡膠壩、桃園橡膠壩、角沂橡膠壩、三和橡膠壩。這8座橡膠壩工程的總蓄水量能達(dá)到9191萬(wàn)m3，擁有較大的蓄水能力，在實(shí)施組合充排水這一過程時(shí)所耗費(fèi)的時(shí)間也比較多，因此，如果不能在洪水來臨的時(shí)候進(jìn)行合理適當(dāng)?shù)姆篮檎{(diào)度，將會(huì)直接危害到周邊地區(qū)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)使臨沂市的安全受到洪水的威脅。所以，在每年的主汛期間，也就是每年的6月20日～8月20日之間，整個(gè)沂河葛溝壩的防洪調(diào)度必須遵循統(tǒng)一聯(lián)合調(diào)度的原則，嚴(yán)格按照當(dāng)?shù)胤篮椴块T的統(tǒng)一調(diào)度指揮來實(shí)施防洪措施。

3.3 提前泄洪原則

葛溝橡膠壩在上游洪水洪峰來臨之前應(yīng)該提前泄洪以防止洪峰的疊加。根據(jù)多年的實(shí)際測(cè)量所得的數(shù)據(jù)來看，葛溝水文站上游的洪水平均漲水時(shí)間是17h，洪水預(yù)報(bào)的平均預(yù)見期是6.5h，但是葛溝橡膠壩設(shè)計(jì)的排水時(shí)間卻是4h，如果在汛期將水位加以限制，那么排水的時(shí)間將被縮短2h。所以，只要進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆篮檎{(diào)度，那么人為加大的自然來水洪峰流量到來時(shí)所造成的損失就可以完全被避免，也可以將壩前的蓄水在自然來水洪峰流量來臨之前放空。在洪峰結(jié)束以后，再抓住有利時(shí)機(jī)對(duì)尾部洪水進(jìn)行攔蓄，有效利用洪水資源。

3.4 水情導(dǎo)向原則

要想既能把握蓄洪泄洪的時(shí)機(jī)，又能進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)度，就必須對(duì)上游來水的情況了如指掌。所以，對(duì)葛溝水文站的水情進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控以及對(duì)洪水進(jìn)行時(shí)刻的預(yù)報(bào)都關(guān)系到葛溝橡膠壩的調(diào)度成功與否。在發(fā)生降雨以后，水文部門要將葛溝水文站上游來水的洪峰流量大小以及出現(xiàn)洪峰的視角快速地預(yù)報(bào)出來，并據(jù)此來選擇葛溝橡膠壩的調(diào)度運(yùn)用方案。與此同時(shí)，葛溝水文站要時(shí)刻對(duì)斷面的過水流量進(jìn)行監(jiān)控，并且及時(shí)把握葛溝橡膠壩能夠開始進(jìn)行攔截洪水尾部的機(jī)會(huì)，避免在水大的時(shí)候不能蓄水，水小的時(shí)候不能蓄滿的現(xiàn)象出現(xiàn)。

4 制定防洪調(diào)度運(yùn)行的方案

葛溝橡膠壩在2011年7月開始試運(yùn)行，基本上將蓄水位保持在所建議的88m。當(dāng)月葛溝橡膠壩的行洪情況如下表所示。

葛溝橡膠壩2011年7月行洪情況表

由上表可以得出:當(dāng)葛溝橡膠壩的壩高在3m左右的時(shí)候，單位溢流的水深增加的平均過壩流量是384m3/s，可看似為400m3/s。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，我們可以來制定以下防洪調(diào)度的方案:

a.當(dāng)汛期限制水位為88m的時(shí)候，要比正常蓄水位90m降低2m。

b.當(dāng)葛溝水文站預(yù)報(bào)的上游來水流量小于400m3/s的時(shí)候，要采取壩頂溢流的方式來泄洪。

c.當(dāng)葛溝水文站預(yù)報(bào)的上游來水流量在400～800m3/s的時(shí)候，要將橡膠壩塌落到1～87.6m來進(jìn)行泄洪。

d.當(dāng)葛溝水文站預(yù)報(bào)的上游來水流量在800～1200m3/s的時(shí)候，要將橡膠壩塌落到2～86.9m來進(jìn)行泄洪。

e.當(dāng)葛溝水文站預(yù)報(bào)的上游來水流量大于1200m3/s的時(shí)候，要將橡膠壩以全部塌壩的方式來進(jìn)行泄洪。

5 結(jié)語(yǔ)

沂河葛溝橡膠壩的成功建立和運(yùn)行，緩解了當(dāng)?shù)氐叵滤a(bǔ)給的壓力，保證了當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及旅游景觀的持續(xù)供水，同時(shí)也改善了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，在民生、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境方面均創(chuàng)造了很大的效益，但是進(jìn)入汛期以后的防洪安全問題也成為了一個(gè)值得深思的問題［3］。本文對(duì)沂河葛溝壩防洪安全調(diào)度問題的相關(guān)分析，對(duì)防洪安全工程未來的運(yùn)行和管理將會(huì)起到很好的指導(dǎo)作用。

［1］徐新華.河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目防洪影響分析及技術(shù)審查要求探討［J］.水利發(fā)展研究，2006(7).

［2］徐智廷，等.沂河梯級(jí)橡膠壩汛期調(diào)度運(yùn)用原則探討［J］.防汛與抗旱，2008(19).

［3］王明安，等.關(guān)于沂河洪水資源開發(fā)利用的探討［J］.水利建設(shè)與管理，2007(6).