□周鵬程 王志軍

獻縣樞紐進洪閘及溢流堰水位流量關系計算分析

□周鵬程 王志軍

獻縣樞紐初建于1967年，2012年實施除險加固工程。隨著工農業(yè)用水量的增加，河流沿線地下水超采、油田開采等多方面的原因造成地面不均勻沉降。通過分析獻縣樞紐進洪閘、溢流堰水位泄量關系，據此進行獻縣泛區(qū)洪水調節(jié)計算，為滹沱河干流綜合治理提供依據。

水位泄量關系；水力計算；地面沉降

獻縣樞紐位于獻縣城西北，是獻縣泛區(qū)泄洪的重要控制工程，主要由子牙河節(jié)制閘、子牙新河主槽進洪閘、灘地進洪堰3座建筑物組成。工程初建于1967年3月，于1967年8月竣工，2000年進行了應急處理，2009年3月經省水利廳組織的專家組鑒定樞紐水閘安全類別評定為Ⅲ類，2012實施除險加固工程。此次針對滹沱河干流綜合治理工程進行了大量勘察測繪工作，由于地面沉降的不均勻對滹沱河水位有一定影響，因此對獻縣樞紐從新進行了水利計算，從而為滹沱河治理水面線推算提供基礎依據是十分必要的。

1.地面沉降影響分析

河北東部平原地面不均勻沉降是長久以來的現象，特別是近些年來，隨著工農業(yè)用水量的增加，河流沿線地下水超采、油田開采等多方面原因造成了地面不均勻沉降。地下水超采是大面積地面沉降的主要原因;工程項目區(qū)主要涉及衡水市漏斗區(qū)，其范圍和地下水位沉降均是最大的，從而對滹沱河下游區(qū)域地面沉降影響巨大。

針對滹沱河干流綜合治理工程通過資料收集整理共獲得兩組數據，滹沱河周邊區(qū)域內各不同時期高等級水準網成果和滹沱河各期規(guī)劃數據和實測水文斷面。由于兩期斷面成果時間間隔過長，近30年的時間里，滹沱河經歷了“96·8”特大洪水和多次整修，河道內挖沙取土及垃圾傾倒等人為因素造成的高程變動占有相當大的比例，有些地段甚至是絕對因素。若要完全掌握滹沱河干流石家莊市區(qū)以下地面沉降情況，仍需進行大量分析比較工作方可得出精確結論。然而由于1988至2016這28年的累計沉降量也相當可觀，特別是在地下水漏斗區(qū)，所以通過兩期成果數值變化仍然可以反映出大面積地面沉降的趨勢。石家莊市區(qū)以下滹沱河主河槽高程變化大且沒有明顯規(guī)律，人為挖沙取土及垃圾填埋等因素占絕對優(yōu)勢，人為因素不特別顯著的區(qū)域仍符合地面沉降規(guī)律，石家莊以下滹沱河干流區(qū)域地面沉降是不均勻的，東西向，南北向均為不均勻沉降。

獻縣樞紐進洪閘原設計閘底板高程7.0m，此次實測閘底板高程6.0m，近年來沉降為1m。進洪堰原設計堰頂高程13.50m，此次實測堰頂高程12.60m，近年來沉降0.9m。

2.水位流量關系計算分析

2.1 計算分析方法

獻縣樞紐由子牙河節(jié)制閘、子牙新河主槽進洪閘、灘地進洪堰3座建筑物組成。行洪時由主槽進洪閘和灘地進洪閘進行分洪，因此水力計算與一般普通水工建筑物不同,需初步擬定進洪閘和溢流堰的分流比，根據下游水位及流量，分別計算進洪閘和溢流堰上游堰上水深，直到兩者上游水深一致，得出合理分流比。確定兩者分洪流量后，分別按進洪閘和溢流堰泄流能力計算。

2.2 進洪閘水位泄量關系計算

對于平底閘，當其處于高淹沒度時，閘孔總凈寬按以下公式計算。

進洪閘段6孔，每孔凈寬8m，總凈寬48m，原設計閘底板高程7.0m，此次實測閘底板高程6.0m。上、下游設計深槽底高程5.1m。按子牙新河設計流量300m3/s情況下對應設計水位12.20m，設計流量300m3/s情況下對應設計水位12.20m，設計流量600m3/s情況下對應設計水位13.14m，設計流量5500m3/s情況下對應設計水位15.66m，設計流量 8800m3/s情況下對應設計水位17.03m。

2.3 溢流堰水位泄量關系計算

溢流堰泄流能力按寬頂堰計算公式。

溢流堰段總凈寬1000m，原設計堰頂高程 13.50m，此次實測堰頂高程12.60m。近年來沉降0.9m。上、下游原設計灘地高程12.5m，上游灘地此次實測平均高程11.6m，下游灘地無實測高程，按堰頂高程近年沉降情況取11.6m。

3.結論

此次計算下游水位300m3/s和600m3/s情況下為下游水位取值斷面取值略靠上游，因此取值可能稍微偏高；而較大洪水設計流量5500m3/s和8800m3/s情況下采用水位斷面為堰下500m處水位相應流量下的設計洪水位，此斷面取值略靠下游，因此取值可能稍微偏低，但考慮溢流堰位于灘地上，寬度為1000m，下游水位不考慮橫向流水位的影響，因此位置影響可以忽略不計。

2017-01-15

周鵬程，男，漢族，河北省水利水電第二勘測設計研究院，工程師。

王志軍，男，漢族，河北省水利水電第二勘測設計研究院，正高級工程師。