趙小明

（新絳縣水利局，山西 新絳 043100）

1 工程概況

南洋河屬海河流域永定河水系，發(fā)源于陽高縣下深井鄉(xiāng)豐稔山村，始稱張官屯河，出張官屯村后稱為白登河，繼續(xù)流經(jīng)大白登鎮(zhèn)、獅子屯鄉(xiāng)，于三十里鋪鄉(xiāng)玉蘭堡村進入天鎮(zhèn)縣境內(nèi)，至二十里鋪村后稱為南洋河。南洋河在天鎮(zhèn)縣境內(nèi)繼續(xù)流經(jīng)南河堡鄉(xiāng)、玉泉鎮(zhèn)、逯家灣鎮(zhèn)，于永嘉堡村東出境入河北省懷安縣，到懷安縣與西洋河匯合后注入洋河，河長134 km，流域面積3 904 km2。天鎮(zhèn)縣境內(nèi)，南洋河主要支流有黑水河和三沙河。

南洋河天鎮(zhèn)縣核心區(qū)生態(tài)修復工程，西起新洋河大橋上游約750 m，東至舊馬走路南洋河大橋向下游0.6 km，全長3.9 km。蓄水段采用北岸蓄水，南岸行洪的分槽蓄水方案包括4座壅水壩和一座管理站，4座蓄水壩蓄水總長度3.3 km，蓄水總量69萬m3，蓄水總面積46.2萬m2，防洪標準20年一遇。

2 蓄水壩工程及過流能力計算

2.1 蓄水壩工程

1號蓄水壩位于天走路南洋河大橋（新建洋河橋）上游470 m處，包括主壩和副壩兩部分，為液壓桿后支撐式鋼閘門壩，由單向可折疊鋼閘門壩、電源和控制系統(tǒng)組成。主壩設計壩高2.5 m，壩體面板數(shù)量為12扇，每扇長11.5 m，總長138 m，中間無隔墩，每扇閘門同時起落。1號副壩壩長69 m，設計壩高2.5 m，壩體面板數(shù)量為6扇，每扇長11.5 m，總長69 m，中間無隔墩，每扇閘門同時起落。蓄水面積約16萬m2，蓄水量約21萬m3。

2號蓄水壩位于1號壩下游1 045 m處，由擋水壩、電源、控制系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)和水源組成。擋水壩為雙錨固充水式橡膠壩，壩高2.5 m，壩長140 m，壩袋上設超壓溢流管。壩體充水容積1 330 m3，壩體充水壓力0.11 MPa。充水與排水共用一套管路系統(tǒng)，采用動力充排，蓄水面積約10萬m2，蓄水量約16萬m3。

3號蓄水壩位于2號壩下游1 097 m處，由擋水壩、電源、控制系統(tǒng)組成。3號蓄水壩為液壓鋼壩，設計壩高2.5 m，由3扇壩體面板組成，單扇門寬43.5 m，閘墩4 m，總寬138.5 m，凈寬130.5 m。采用底軸式鋼壩閘門，壩的液壓油缸，位于岸邊的閘室和中墩內(nèi)。蓄水面積約10萬m2，蓄水量約16萬m3。

4號蓄水壩位于3號壩下游1 140 m處，由擋水壩、電源、控制系統(tǒng)組成。4號蓄水擋水壩為重型“馬勒里式”活動液壓鋼壩閘門，設計壩高2.5 m，總長131 m，壩體面板共13扇，其中中間一扇長11 m，兩側(cè)各6扇，每扇長10 m。蓄水面積約10萬m2，蓄水量約16 萬 m3。

2.2 壅水閘壩過流能力

本段河道現(xiàn)有1座橡膠壩和新建3座液壓鋼壩，塌壩后底檻高0.2 m。蓄水壩在啟閉過程中，壩頂高程是變化的，壩前水位也是變化的，因此應計算不同壩高的堰上水深—泄量關系。鋼壩閘在開啟部分閘門情況下，側(cè)收縮系數(shù)小于1；當壩頂較低、流量較大時，因為下游水位較高，可能形成淹沒出流。計算中應考慮淹沒出流和側(cè)收縮系數(shù)的影響。壅水塌壩后的過流能力計算，采用堰流流量計算公式：

式中：σs——淹沒系數(shù)，自由出流，取1.0；

σc——側(cè)收縮系數(shù)，無收縮，取1.0；

m——自由溢流的流量系數(shù)，取0.385；

n——閘孔孔數(shù)；

b——每孔凈寬，m；

H0——包括行進流速水頭的堰前水頭，m。

計算結(jié)果表明，當實際堰高不低于1 m時，基本不會形成淹沒出流；1號主壩和4號壩在開啟孔數(shù)不大于2孔時，基本上可以看作是自由出流。

河道遭遇20年一遇設防標準洪水時，塌壩運行，最大壅水高度為0.09 m，滿足防洪要求。

3 壅水閘壩運行調(diào)度條件

3.1 設計調(diào)度方案

當正常蓄水時，4座壩均立壩運行；當蓄水池補換水時，清水渠液壓鋼壩單扇或多扇低壩或塌壩沖沙。當上游日常來水的水質(zhì)較差時，1號副壩低壩運行，由渾水渠下泄來水，避免污染清水渠。

與當?shù)厥姓芾聿块T建立聯(lián)系，及時了解縣城內(nèi)暴雨、污水排泄情況，在防汛調(diào)度過程中要充分考慮縣城排澇、排污壓力，在治理段壩址處設立水尺，并與當?shù)胤姥床块T建立聯(lián)系，汛期及時通報水位。

當上游河道的正常水深不大于0.8 m（即發(fā)生200 m3/s以下洪水）時，渾水渠1號副壩，塌壩泄洪、排沙，清水渠各壩立壩擋水；當上游河道的正常水深大于0.8 m、小于1.2 m時，4座壩均半塌壩運行；當上游河道的正常水深大于1.2 m時，4座壩均塌壩運行，全河道敞泄洪水，確保行洪安全，防止泥沙淤積。

冬季運行時，要求塌壩運行或者破冰運行，防止冰層對壩體形成破壞。破冰時先降低壩面高度0.5 m，再將壩面升起破碎冰層后，降壩排出冰凌，從而保護壩體不被冰層損壞。

在實際調(diào)度運行過程中，完善調(diào)度運行規(guī)程，編制防汛搶險應急預案，以應對超標準洪水。

3.2 蓄水壩泄空條件

2號橡膠壩以2.5 m壩高開始泄流，60 min完全塌壩的情況下，在30 min左右達到最大流量94.4 m3/s，相應最大堰上水深0.46 m；如果30 min完全塌壩，最大流量179 m3/s將出現(xiàn)在20 min時刻，相應堰上水深0.7 m。如果起始壩高為1.5 m，塌壩時長60 min，則最大流量40.5 m3/s，出現(xiàn)時間在22 min，堰上最大水深0.26m。為保證橡膠壩的安全運行，應以起始壩高1.5m，60 min完全塌壩運行。

其他蓄水壩起始壩高2.5 m，10 min操作完成啟閉時，最大泄量約470 m3/s，出現(xiàn)時間為蓄水壩全開之時，堰上最大水深約1.4 m；如果5 min操作完成，最大流量680 m3/s，堰上最大水深1.87 m。如果起始壩高1.5m，10min操作完成啟閉時，最大泄量190m3/s，出現(xiàn)時間為蓄水壩全開之時，堰上最大水深約0.75 m；如果5 min操作完成，最大流量308 m3/s，堰上最大水深約1.1 m。綜合考慮泄洪安全和4座壩泄空時間要求，推薦起始壩高1.5 m、5 min操作完成的調(diào)度方案。

3.3 預警系統(tǒng)

孤峰山水庫壩址位于1號壩上游15 km處，該河道中、小洪水的流速小于3.0 m，因此從水庫開始泄洪算起，達到1號壩位置1.3 h。水庫控制流域內(nèi)有3個雨量站可以預警。各蓄水壩之間相距約1 km，水流傳播時間 5～6 min。

4 壅水閘壩運行調(diào)度

4.1 基本調(diào)度方案

工程操作調(diào)度系統(tǒng)應與縣防汛報訊系統(tǒng)對接，及時接收上游水庫和流域內(nèi)雨量站的報訊信息。4座閘壩的調(diào)度運行方案，需要考慮沖沙及下游河道行洪要求。4座閘壩的開啟順序為自下游向上游依次開閘。

4.2 調(diào)度方案

汛期為每年6月1日—9月30日。南洋河天鎮(zhèn)縣核心區(qū)生態(tài)修復工程雍水閘壩汛期調(diào)度應與上游雨量站實測雨量相結(jié)合。汛期調(diào)度應與孤峰山水庫洪水調(diào)度為重要的預警措施。流域內(nèi)實時雨量滿足判別條件（見表1）中的任一指標，即觸發(fā)以雨量調(diào)度的條件，應進行開啟閘壩的操作。

表1 工程洪水標準判別條件表

當上游實時暴雨達到5年一遇標準時，南洋河天鎮(zhèn)縣核心區(qū)生態(tài)修復工程雍水閘壩工程進入警戒狀態(tài)，開閘泄洪，各壩段蓄水深度保持在設計值的1/2。

當上游實時暴雨達到10年一遇標準時，南洋河天鎮(zhèn)縣核心區(qū)生態(tài)修復工程雍水閘壩工程進入緊急狀態(tài)，開閘泄洪，各壩段蓄水深度保持在設計值的1/3。

當上游實時暴雨達到20年一遇標準時，達到核心區(qū)生態(tài)修復工程的設防標準，各壩段閘壩全部開啟。

當上游實時暴雨超過20年一遇標準時，工程進入緊急狀態(tài)，啟動應急預案。

4.3 預警調(diào)度

進入主汛期（7月1日—8月31日），4座蓄水壩，應降低1 m蓄水運行，保持壩高1.5 m。

當孤峰山水庫開始泄洪或上游預警時，開啟4號蓄水壩，所有13孔閘門同時、同步操作，完全啟閉時間按5 min計算，每15 s開啟5°。同時按同樣的方式開啟1號副壩。第6 min開啟3號蓄水壩，3孔閘門同時、同步操作，完全啟閉時間按5 min計算，每15 s開啟5°。第12 min，橡膠壩開始塌壩，按60 min完全塌放操作。第55 min，開啟1號主壩，12孔閘門同時、同步操作，完全啟閉時間按5 min計算，每15 s開啟5°。

5 結(jié)語

安全調(diào)度工作是建立在閘壩、河渠良性運行基礎上的。因此，一要加強河道清障工作，制定巡視和檢查制度，發(fā)現(xiàn)河道內(nèi)有阻礙行洪、危及河道安全的垃圾等障礙物時，由管理處組織人員依法排除，確保河道行洪通暢。二是日常檢查、定期檢查和特別檢查要有書面報告；針對檢查中發(fā)現(xiàn)的問題，應及時處理。三是當判斷設備需檢修時，或相關標準或設備說明書中規(guī)定了設備檢修的周期和內(nèi)容時，應及時向相關管理部門提出檢修申請。