王 姝，鞠 飛，王 鵬

（1.遼寧省盤錦水文局，遼寧 盤錦 124010；2.盤錦市水利工程質(zhì)量與安全監(jiān)督站，遼寧 盤錦 124010）

雙臺子河閘設(shè)計洪水及潮汐分析

王 姝1，鞠 飛1，王 鵬2

（1.遼寧省盤錦水文局，遼寧 盤錦 124010；2.盤錦市水利工程質(zhì)量與安全監(jiān)督站，遼寧 盤錦 124010）

對遼河干流暴雨洪水特性進行詳細剖析，對上游樞紐工程石佛寺水庫設(shè)計洪水進行梳理，對石佛寺放流與雙臺子河閘組合設(shè)計流量進行演算、推求，并對遼河口和河閘閘下兩個區(qū)域潮汐水位進行分析。為今后防汛決策及工程調(diào)度提供數(shù)據(jù)支撐和技術(shù)參考。

雙臺子河閘；設(shè)計洪水；分析

1 工程概況

雙臺子河閘樞紐工程位于遼河干流下游盤錦市雙臺子區(qū)東郊，距遼河入海口57.3km，是遼河干流上一座大型水利樞紐工程。該閘于1966年6月動工興建，1968年11月竣工，1969年投入運行。

雙臺子河閘樞紐工程的主要作用是抬高閘上水位，防止海潮倒灌，改善水質(zhì)，調(diào)蓄水量，保證盤錦地區(qū)遼河兩岸水田和盤錦市西部蘆葦灌溉用水及盤錦市的部分工業(yè)用水和城市居民用水，工程投入運行以來，年均供水量8億m3，為盤錦市的開發(fā)建設(shè)發(fā)揮了重要作用。

2 設(shè)計洪水分析

2.1 暴雨洪水特性

流域洪水主要由暴雨產(chǎn)生，洪水多發(fā)生在7、8兩月。尤以7月下旬～8月中旬為最多。一次暴雨常集中在3d。造成大暴雨的天氣系統(tǒng)為臺風(fēng)、高空槽、華北氣旋、低壓冷峰、靜止峰、冷渦、江淮氣旋等，一般情況下，幾個天氣系統(tǒng)連續(xù)出現(xiàn)。遼河干流區(qū)域發(fā)生的特大暴雨年份有：1951，1953，1995年。

遼河干流一次洪水歷時7d，主要集中在3d。雙峰歷時13d，兩峰間隔3～4d。遼河中下游石佛寺以上洪水，主要來源于左側(cè)的清河、柴河、凡河等河流，該洪水與東、西遼河洪水基本不遭遇，遼河石佛寺以下至雙臺子河閘河段右側(cè)有3條較大支流（秀水河、養(yǎng)息牧河、柳河）相繼匯入，經(jīng)統(tǒng)計分析，秀水河和養(yǎng)息牧河洪水較小，一般先于干流洪水下泄。柳河鬧德海水庫以上雖然也發(fā)生過特大洪水，但與清河、柴河、范河地區(qū)洪水均未同時發(fā)生，經(jīng)鬧德海水庫調(diào)蓄后與干流不遭遇。根據(jù)實測資料統(tǒng)計，石佛寺以下遼河干流同次洪水具有洪峰沿程遞減關(guān)系。經(jīng)統(tǒng)計分析各段折減系數(shù)分別為石佛寺—巨流河1∶1、巨流河—卡力馬1∶0.95、卡力馬—雙臺子河閘1∶0.95。

2.2 石佛寺設(shè)計洪水

1992年在 《石佛寺水庫可行性研究——水文分析》階段，洪峰系列采用至1986年，并從較長的歷史文獻期對石佛寺站1951，1953年洪水重現(xiàn)期進一步考證。分析認(rèn)為：

（1）歷史文獻中曾有“昌圖大雨水，諸河橫流，失故道”，“清寇兩河合流，失故道，墜堤堰”等水情描述。而像1951，1953兩年洪水，從石佛寺至馬虎山之間，通過沈山線鐵路裕國車站進入蒲河的類似水情描述，歷史文獻尚無記載，故可認(rèn)為1951，1953兩年洪水是歷史上較為罕見的。

（2）從對鐵嶺至珠爾山段20多個村屯進行洪水調(diào)查訪問，大多村屯建屯于康熙和乾隆年間，其中苗臺子、北臺子兩村，建于乾隆年間（1736～1795年），兩村均毀于1951年洪水。如計算到1995年則為260～201年。

（3）1750～1856年，歷史文獻資料完善，無欠缺資料年份，各年的水情、災(zāi)情描述無大于1951，1953兩年洪水情況，可與苗臺子、北臺子兩村的建屯及被洪水沖毀情況相互印證。

綜上所述，將1951，1953年洪水按200年第1，2位重現(xiàn)期處理。

根據(jù)重現(xiàn)期分析，對遼河干流石佛寺站的洪峰、3d、7d和13d洪量按繪線讀點法進行了頻率計算，并根據(jù)適線情況和綜合平衡確定選用參數(shù)。該成果于1993年經(jīng)水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計總院審查通過并被采用。

2000年在 《遼河石佛寺水庫樞紐一期工程可行性研究》階段，洪峰系列延長至1995年，石佛寺站1951，1953年洪峰的重現(xiàn)期仍按1992年《石佛寺水庫可行性研究——水文分析》報告中處理，即200年的第1位和第2位，由于其他年份的歷史洪水無實際數(shù)值，無法同1995年洪峰比較，因此1995年洪峰按小于1886年考慮，其重現(xiàn)期定為200年第4位。

經(jīng)頻率計算的成果與1992年 《石佛寺可研——水文分析報告》成果對比，石佛寺站峰、量設(shè)計值，略有增大，增大值均在5%以下，故仍采用原成果。2000年10月水利部水利水電規(guī)劃總院和國家計劃委員會組織專家組分別對 《遼河石佛寺水庫樞紐一期工程可行性研究報告》進行了審查和評估，并同意該報告的水文分析成果。

本次分析對遼河干流設(shè)計洪水沒有再進行資料延長計算，原因是1995年以后遼河干流沒有發(fā)生較大洪水，因此各主要站的設(shè)計洪水成果不會大于原成果，而且相差不會大，為了保持設(shè)計洪水成果的一致性，故將《遼河石佛寺水庫樞紐一期工程可行性研究報告》中最后采用的水文成果作為本次設(shè)計洪水成果。

2.3 石佛寺設(shè)計洪水地區(qū)組成與組合流量

石佛寺處設(shè)計洪水地區(qū)組成將石佛寺以上劃分5個分區(qū)，即南城子、清河、柴河及榛子嶺4個水庫和水庫以下至石佛寺的南清柴榛—石區(qū)間。典型年選擇1951，1953，1964，1995等年份進行了分析。組成方案選擇了典型年法、同頻率法等進行分析。通過分析以1953年為典型的同頻率法的下游區(qū)間設(shè)計、上游水庫相應(yīng)的方案對水庫防洪不利，故選定該方案作為石佛寺設(shè)計洪水地區(qū)組成成果。

按《遼寧省國營水庫特性表》中南城子、清河、柴河及榛子嶺4個水庫各自的洪水調(diào)度運行方案進行調(diào)洪演算，水庫放流與區(qū)間設(shè)計洪水相疊加即為石佛寺處的組合設(shè)計流量成果，如表1。

表1 石佛寺組合流量成果 單位：m3/s

2.4 石佛寺放流與雙臺子河閘組合設(shè)計流量

石佛寺水庫樞紐一期工程防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年設(shè)計、300年校核，其設(shè)計調(diào)度原則為：當(dāng)上游來水小于5500m3/s時，水庫開閘敞泄；當(dāng)上游來水超過5500m3/s時，水庫關(guān)閘調(diào)節(jié)，控制下泄流量不超過5500m3/s；當(dāng)水庫水位超過100年設(shè)計水位時，閘門全部開啟不再控制下泄流量。石佛寺水庫各頻率放流量為《遼河石佛寺水庫樞紐一期工程可行性研究報告》的計算成果，如表2。

石佛寺放流與下游各大支流洪水均不遭遇，且石佛寺以下遼河干流同次洪水具有洪峰沿程遞減關(guān)系，因此雙臺子河閘設(shè)計洪水由石佛寺水庫經(jīng)洪水調(diào)節(jié)后的放流量按石佛寺—雙臺子河閘段沿程洪峰折減系數(shù)推求，折減系數(shù)分別為：石佛寺—巨流河1∶1、巨流河—卡力馬1∶0.95、卡力馬—雙臺子河閘1∶0.95。雙臺子河閘處設(shè)計洪水成果亦如表2。

表2 雙臺子河閘設(shè)計洪水成果 單位：m3/s

3 潮汐分析

3.1 河口潮汐分析

由于雙臺子河口無固定潮位站，其中接近河口的北屁崗站于1964，1965，1980年測過3次潮，共有不連續(xù)的8個月潮位資料，系列太短。雙臺子河口與大遼河口相距35km，同屬遼東灣，潮型一致，同屬于不正規(guī)半日潮。大遼河口的營口站有1954～2008年共計55年的潮位觀測資料，其中1954～1987年有全年的潮位觀測資料，1988～2008年的4～11月較全的潮水位觀測資料，故采用營口站與北屁崗站的潮位關(guān)系進行分析。

營口站1954～2008年55年潮位觀測資料中，1956年9月4日出現(xiàn)最高潮位，最高潮位3.2m，設(shè)計10年一遇最高潮位3.02m。根據(jù)兩站多年同步潮位觀測資料情況，北屁崗站歷史最高潮位采用3.60m，10年一遇設(shè)計最高潮位采用3.40m，代表雙臺子河口潮位。

3.2 閘下潮汐分析

雙臺子河閘建在感潮河段末端，閘下約2.6km處設(shè)有盤山潮位站，雙臺子河閘建成后，潮汐現(xiàn)象已呈逐年減弱的態(tài)勢，每月除大潮汛來時有潮汐現(xiàn)象其他時間已基本失潮，潮位數(shù)據(jù)按清水河水位整編，1991年該站被撤銷。發(fā)生長時間失潮的原因除氣象因素影響外，主要是由于雙臺子河閘汛期的放流和下游河道逐年淤積抬高所致。

盤山站實測到的最高潮位往往出現(xiàn)在8月份，此時正值汛期，雙臺子河閘泄洪可能使潮水受阻不能雍高發(fā)生失潮，故整編時采用了清水河的最高最低水位。根據(jù)該站1968～1990年實測潮位資料統(tǒng)計，其潮汐特征值如表3。

表3 盤山站多年潮汐特征值（黃海基面） 單位：m

在雙臺子河閘運行期間遭遇了3次大洪水分別發(fā)生在1985，1986，1995年，均采取了破堤分洪。盤山站實測到最高水位6.08m，發(fā)生在1985年8月23日21:00，實測洪峰流量達1880m3/s，炸開雙臺子河閘南分洪堤進行破堤分洪，如將洪水還原到主槽內(nèi)水位約可達到6.18m，此時潮水受洪水影響已經(jīng)發(fā)生了長時間的失潮，故實測潮位為當(dāng)時的最高洪水位。

4 結(jié)語

潮汐分析中考慮到雙臺子河閘除洪水較大時開閘泄洪外，其他時間長期處于閉閘擋潮狀態(tài)，因此為了明確潮汐受洪水影響較小時的最高潮位，統(tǒng)計了5，6月份的歷史最高潮位，5月最高潮位為3.05m，6月最高潮位為3.39m。

［1］王洋，田金鳳.本溪市水資源開發(fā)利用分析［A］.遼寧水文110周年科技論文選編［C］.2012:327-331.

［2］張嫣然.水利工程影響下雙臺子河上溯潮水分流比的研究［J］.中國海洋大學(xué)學(xué)報，2012（10）.

［3］遼寧省水利廳.防洪調(diào)度新方法及應(yīng)用［M］.北京：中國水利水電出版社，2007.

［4］周志業(yè).山湖水庫大壩除險加固防滲設(shè)計［J］.廣西水利水電，2014（3）:15-17.

［5］王瑩.雙臺子河閘改建工程技術(shù)措施及分析［J］.東北水利水電，1999（12）.

（責(zé)任編輯：姜彤宇）

Analysis of design flood and tide of Shuangtaizi Dam

WANG Shu1，JV Fei1，WANG Peng2
（1.Panjin Hydrology Bureau of Liaoning Province,Panjin 124010,China；2.Panjin water conservancy engineering quality and safety surveillance,Panjin 124010,China）

The characters of Liao River heavy rains flood is detailed analyzed，the design flood of Shifosi Reservoir in the upstream is analyzed too.The design flow of the combination of Shifosi Reservoir and Shuangtaizi dam is calculated，and the water level of tide in the Liao River mouth and under the gate is analyzed，it provides a data support and technical reference for the future flood control decision-making and project scheduling.

Shuangtaizi dam；design flood；analysis

TV122+.3

B

1672-9900（2017）01-0032-03

2016-12-30

王 姝（1973-），女（漢族），遼寧遼陽人，高級工程師，主要從事水文預(yù)報測報工作，（Tel）13942736388。