文 良

（浙江珊溪經(jīng)濟(jì)發(fā)展有限責(zé)任公司，浙江 溫州 325300）

1 概況

趙山渡水庫通過調(diào)蓄上游珊溪水庫（電站）下泄水量和攔引珊溪至趙山渡區(qū)間來水，經(jīng)水庫反調(diào)節(jié)，由輸水渠系向溫州、瑞安、平陽等市縣城鎮(zhèn)居民生活供水及工農(nóng)業(yè)供水，年供水量7.3億m3，其中生活及工業(yè)供水6.53億m3，農(nóng)業(yè)供水0.77億m3，改善了農(nóng)田灌溉98.63萬畝，經(jīng)濟(jì)林地16.54畝，并利用多余水量發(fā)電，以達(dá)到綜合利用水資源的目的。

本次設(shè)計(jì)主要對泄洪閘下游河道進(jìn)行整治處理，處理范圍為拋石防沖槽段及其下游部分河道：順?biāo)鞣较驑短枮?+152.500 m～0+187.500 m段；垂直水流方向樁號為閘左0+240.000 m～閘0+000.000 m。

2 設(shè)計(jì)方案

本次趙山渡引水樞紐下游河道加固整治的目標(biāo)是通過對下游河道（靠近主體工程部分）沖淤情況較為嚴(yán)重部位進(jìn)行加固整治，從而改善下游河道的沖淤現(xiàn)狀及下泄洪水的水流條件，確保主體工程的正常安全運(yùn)行。

根據(jù)趙山渡引水樞紐下游河道的沖淤現(xiàn)狀高程、河道整治范圍和對主體工程的保護(hù)要求，以及工程總體投資的綜合性經(jīng)濟(jì)比較分析，本次下游河道加固整治處理范圍為：

拋石防沖槽以及拋石防沖槽下游約100 m范圍，即樁號0+152.500 m～0+287.500 m（其中拋石防沖槽段樁號為 0+152.500 m～0+187.500 m）；尾水渠出口處下游100 m范圍，即樁號0+187.500 m～0+287.500 m。本次下游河道整治處理形式為對整治處理范圍內(nèi)的河道進(jìn)行清淤填坑處理：其中尾水渠下游河道部位，整治高程為8.00 m；泄洪閘下游河道樁號0+152.500 m～0+187.500 m段整治高程為5.50 m，樁號0+187.500 m～0+217.500 m段整治高程為 5.50～7.00 m，樁號 0+217.000 m～0+287.500 m 段整治高程為7.00 m。

考慮到拋石防沖槽段及其下游變坡段受下泄水流沖刷較為嚴(yán)重，本次設(shè)計(jì)對樁號0+152.500 m～0+237.500 m段下游河道整治后表面采用工程措施進(jìn)行加固保護(hù)。

本次設(shè)計(jì)對下游河道樁號0+152.500 m～0+237.500 m段進(jìn)行鋪設(shè)合金鋼網(wǎng)兜面層保護(hù)，鋪設(shè)厚度為1m，合金鋼網(wǎng)兜要求兜與兜之間進(jìn)行串并聯(lián)，增強(qiáng)抗沖性能，合金鋼網(wǎng)兜內(nèi)石料要求新鮮完整，單塊重不得小于50 kg，最小邊長度不得小于30 cm。

為了觀測和檢驗(yàn)合金鋼網(wǎng)兜塊石防沖保護(hù)層的具體效果，為下一步整個樞紐下游河道整治提供實(shí)際數(shù)據(jù)支持，建議對沖刷較嚴(yán)重的深槽區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)性保護(hù)處理。

合金鋼網(wǎng)兜塊石護(hù)面保護(hù)范圍為防沖槽起始部位（樁號0+152.500 m）及其下游30 m范圍（至樁號0+182.500 m）。

2.1 運(yùn)行期下泄洪水的流量過程線

趙山渡引水樞紐近年來最大泄洪流量統(tǒng)計(jì)成果見圖1。

圖1 趙山渡引水樞紐最大泄洪流量統(tǒng)計(jì)成果圖

由圖1可知，每次遭遇強(qiáng)臺風(fēng)，趙山渡引水樞紐泄洪閘的泄洪流量就明顯增大，特別是近年來的2011年和2013年，最大泄洪流量分別為1542 m3/s和2450 m3/s，明顯大于運(yùn)行期前幾年的最大泄洪流量（均不到1000 m3/s），從而對下游河道造成較大的沖淤。

2.2 拋石防沖槽段近年的淤積和沖刷斷面圖

趙山渡引水樞紐拋石防沖槽近年來沖淤情況統(tǒng)計(jì)成果見圖2。

圖2 趙山渡引水樞紐拋石防沖槽沖淤情況統(tǒng)計(jì)圖

由圖2可知，趙山渡引水樞紐泄洪閘每次進(jìn)行大流量泄洪后，拋石防沖槽段均有較為明顯的沖淤情況，2011年的拋石防沖槽高程與2010年相比，明顯沖刷情況更嚴(yán)重，最深處沖刷深了1.40 m左右；2012年和2013年上半年，運(yùn)行管理單位分別對下游河道沖淤較為嚴(yán)重的部位進(jìn)行了簡單的挖填平整處理（平整高度為6.00 m左右），2013年泄洪后，拋石防沖槽部位同樣出現(xiàn)了全斷面的沖淤現(xiàn)象，沖刷最深處高程為4.90 m左右（沖刷深了1.10 m左右）。這種現(xiàn)象一方面說明拋石防沖槽在防沖方面起到了一定的作用，一方面說明在大流量的下泄洪水沖刷下，拋石防沖槽的防沖性能正在減弱。

2.3 泄洪閘的過流能力和消能防沖設(shè)計(jì)

根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL265-2001）的相關(guān)規(guī)定，對泄洪閘泄流能力進(jìn)行復(fù)核，計(jì)算公式如下：

式中：

Q——下泄流量，m3/s；

Bo——閘孔總凈寬，m；

Ho——計(jì)入行近流速水頭的堰上水深，m；

H——堰上水深，m；

Vo——行近流速，m/s；

g——重力加速度，取9.81 m2/s；

m——堰流流量系數(shù)，取0.385；

ε——堰流側(cè)收縮系數(shù)；

bo——閘孔凈寬，m；

N——閘孔數(shù)；

εZ——中閘孔側(cè)收縮系數(shù)；

dZ——中閘墩厚度，m；

εb——邊閘孔側(cè)收縮系數(shù)；

bb——邊閘墩順?biāo)飨蜻吘壘€至上游河道水邊線之間的距離，m；

σ——堰流淹沒系數(shù)；

hs——由堰頂算起的下游水深，m。

經(jīng)過計(jì)算可知，校核洪水位工況下（上游水位為23.37 m，下游水位為21.13 m），泄洪閘過流能力為15 914 m3/s；設(shè)計(jì)洪水位工況下（上游水位為22.00 m，下游水位為19.414 m），泄洪閘過流能力為13356 m3/s；均能滿足設(shè)計(jì)要求的下泄流量，并具備一定的超泄能力。

根據(jù)類似工程相關(guān)水工試驗(yàn)成果可知，除了泄洪流量越大對下游河道影響越大外，閘門的開啟方式也對下游河道影響較大，如閘門開啟順序和開度科學(xué)合理（如分級開啟，先全體小開度開啟，再逐步加大開啟開度等），能很大程度上減輕或避免對下游河道的影響。

2.4 拋石方案對比分析

拋石指的是為防止河岸或構(gòu)造物受水流沖刷而拋填較大石塊的防護(hù)措施，在水利工程中較為常見。

本方案與合金鋼網(wǎng)兜塊石有類似之處，缺點(diǎn)是抗沖僅依靠單體石塊自身重量，抗沖性能較差，拋投后容易被沖走；優(yōu)點(diǎn)是工程投資較低。

考慮到本工程整體投資不大，且運(yùn)行管理單位以往采用過拋石表層保護(hù)進(jìn)行過處理，但大流量下泄時拋石被沖走的現(xiàn)象也比較明顯，故本方案現(xiàn)階段僅考慮作為應(yīng)急備用措施，不再另行進(jìn)行方案比較。

3 結(jié)束語

本次設(shè)計(jì)滿足了趙山渡引水樞紐下游河道的綜合功能要求，按標(biāo)準(zhǔn)完成設(shè)計(jì)工作并付諸實(shí)施，設(shè)計(jì)均按照國家和行業(yè)現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)文件進(jìn)行，設(shè)計(jì)文件滿足國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并滿足了《勘測設(shè)計(jì)合同》約定的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)施過程中不存在由于設(shè)計(jì)造成的返工或質(zhì)量問題。