原賀軍 孫曙光

【摘 要】 為優(yōu)化洪汝河治理工程方案設(shè)計(jì)，介紹綜合性水利整治工程對(duì)航道通航條件影響的評(píng)價(jià)方法，并針對(duì)評(píng)價(jià)過(guò)程中的關(guān)鍵點(diǎn)提出應(yīng)對(duì)措施，實(shí)現(xiàn)水資源綜合利用，給同類工程開(kāi)展航道通航條件影響評(píng)價(jià)工作提供參考。

【關(guān)鍵詞】 洪汝河;河道治理;航道;通航條件;橫向流速

1 工程概況

洪汝河是淮河一級(jí)支流，是淮河北岸跨豫、皖兩省的骨干排水河道。根據(jù)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的《淮河流域防洪規(guī)劃》《淮河流域綜合規(guī)劃（2012―2030年）》，洪汝河治理工程為上述規(guī)劃的近期實(shí)施項(xiàng)目。洪汝河治理工程共涉及汝河、大洪河、洪河分洪道等3條河流，主要任務(wù)是：通過(guò)整治河道和加固堤防，提高洪汝河流域的防洪除澇能力，形成較完善的防洪除澇減災(zāi)體系，使汝河宿鴨湖以下干流、大洪河及洪河分洪道防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到20年一遇，除澇標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到5年一遇。

洪汝河治理工程主要建設(shè)項(xiàng)目有：

（1）河道疏浚工程。按5年一遇除澇標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)挖河道，疏浚河道總長(zhǎng)度為97.9 km，其中大洪河74.64 km，汝河23.26 km。

（2）護(hù)岸工程。河道險(xiǎn)工處理35處，長(zhǎng)11 452 m，其中：大洪河4處，長(zhǎng)1 700 m;洪河分洪道13處，長(zhǎng)5 012 m;汝河18處，長(zhǎng)4 740 m。

（3）堤防工程。按20年一遇標(biāo)準(zhǔn)整治堤防，退建局部堤距較窄段堤防，對(duì)未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的堤防進(jìn)行加高加固。

（4）涵閘、泵站工程。新建、重建、加固、拆除各類建筑物共108座，其中排澇涵閘79座（大洪河15座、洪河分洪道26座、汝河38座），灌排泵站29座（大洪河灌排站2座、洪河分洪道排澇站17座、汝河排澇站10座）。

2 評(píng)價(jià)方法及過(guò)程

在洪汝河治理工程涉及的3條河流中，汝河航道規(guī)劃等級(jí)為Ⅴ級(jí)，洪河航道規(guī)劃等級(jí)為Ⅳ級(jí)。評(píng)價(jià)擬建河道疏浚工程97.9 km，擬建護(hù)岸工程22處，擬建堤防工程12處，重建和新建44座涵閘、12座泵站等涉航工程對(duì)航道通航條件的影響。

需重點(diǎn)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)流量較大且距航道較近的涵閘及對(duì)航道通航條件影響較大的新建護(hù)岸工程，并結(jié)合航運(yùn)需求，對(duì)設(shè)計(jì)方案提出優(yōu)化建議。對(duì)航道通航條件影響較小或?qū)降劳ê接欣墓こ?，以及不在航道保護(hù)范圍內(nèi)的其他工程，僅作簡(jiǎn)要評(píng)價(jià)。

2.1 涵閘及泵站

設(shè)計(jì)流量大于50 m3/s且距航道較近的涵閘工程有汝河重建肖劉河閘、重建李樓閘，大洪河新建西湖港閘。重點(diǎn)評(píng)價(jià)這3座涵閘，并構(gòu)建二維水流數(shù)學(xué)模型，計(jì)算橫向流速分布情況，分析涵閘運(yùn)行對(duì)通航水流條件的影響。

對(duì)于其余涵閘及泵站，其橫向流速計(jì)算式為

式中： v為橫向流速，m/s;Q為設(shè)計(jì)除澇流量，m3/s;S為計(jì)算斷面過(guò)水面積，m2。

計(jì)算橫向流速時(shí)，斷面取設(shè)計(jì)航道中心線偏50 m處斷面，橫向流速取值采用涵閘、泵站的排澇流量與5年一遇水位情況下計(jì)算斷面過(guò)水面積的比值。參考《航道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》中第4.2.5.2條“取水工程的進(jìn)口和排水工程的出口處，航道橫向流速不宜超過(guò)0.3 m/s，回流流速不宜超過(guò)0.4 m/s”的規(guī)定，計(jì)算橫向流速時(shí)以不超過(guò)0.3 m/s作為分析要求。

根據(jù)計(jì)算分析，在除澇、灌溉期間，汝河、大洪河上重建和新建的涵閘及泵站工程一側(cè)的設(shè)計(jì)航道中心線偏50 m處斷面的橫向流速均小于0.3 m/s，滿足規(guī)范要求。

2.2 護(hù) 岸

根據(jù)新建護(hù)岸與航道的相對(duì)關(guān)系，將護(hù)岸工程分為兩類進(jìn)行分析。

（1）汝河河塢新莊等16處護(hù)岸、大洪河西小灣等4處護(hù)岸平面范圍不占用航道，護(hù)岸工程斷面均位于設(shè)計(jì)航道斷面以外，對(duì)船舶通航無(wú)影響。

（2）汝河任莊等2處護(hù)岸與航道底寬范圍存在部分重疊，護(hù)岸平面范圍占用部分航道，但由于護(hù)岸處現(xiàn)狀河底高程均低于設(shè)計(jì)航道底高程，護(hù)岸工程斷面均位于設(shè)計(jì)航道斷面以外，對(duì)船舶通航無(wú)影響。

2.3 河道疏浚工程

汝河蛟停湖―西洋譚、曹埠―李大湖河道較為窄深，無(wú)法滿足5年一遇除澇標(biāo)準(zhǔn)。全線擴(kuò)挖班臺(tái)以下大洪河，使大洪河除澇標(biāo)準(zhǔn)達(dá)5年一遇。

河道疏浚工程主要是對(duì)兩岸進(jìn)行切灘，工程建成后河道加寬，過(guò)水?dāng)嗝婕哟?，能夠滿足5年一遇除澇標(biāo)準(zhǔn)。

汝河航道和洪河航道設(shè)計(jì)底寬40 m、水深2.5 m、邊坡1∶3 ～ 1∶4，在河道疏浚部分，設(shè)計(jì)航道中心線基本沿河道疏浚中心線布置，局部進(jìn)行裁彎取直或者切灘;設(shè)計(jì)航道寬度范圍大部分在此次河道疏浚寬度范圍內(nèi)。此次河道疏浚減少了未來(lái)航道整治的工程量，明顯改善了航道通航條件。

2.4 堤防退建及加固工程

堤防退建及加固工程均位于堤防背水側(cè)，最大退距20 ～ 140 m。退建堤防堤頂距設(shè)計(jì)航道底邊線80 ～ 230 m，距離航道較遠(yuǎn)，對(duì)船舶通航無(wú)影響。

3 評(píng)價(jià)的關(guān)鍵點(diǎn)和相關(guān)措施

3.1 對(duì)航道進(jìn)行初步規(guī)劃，梯級(jí)開(kāi)發(fā)，保護(hù)航道資源

洪汝河治理工程共涉及航道164.64 km，其中：汝河航道（汝南夏屯―班臺(tái)）長(zhǎng)約90 km，目前不通航;洪河航道74.64 km，季節(jié)性通航。位于該工程范圍內(nèi)或與該工程聯(lián)系較為緊密的攔蓄工程有宿鴨湖水庫(kù)、蛟停湖滯洪區(qū)、河塢閘、班臺(tái)閘，以及擬建的鄭寨樞紐。

河塢閘上河底高程25.23 ～ 27.45 m，河塢閘上死水位29.0 m，而宿鴨湖水庫(kù)泄洪閘下河底高程36.94 ～ 39.99 m，河底高程落差較大。在宿鴨湖水庫(kù)不放水的情況下，汝河上中游河道內(nèi)常年缺水，難以保障通航水流條件。

汝河航道雖納入《河南省內(nèi)河航道與港口布局規(guī)劃（2014―2030年）》中，但未開(kāi)展深入研究，均未對(duì)沿線通航水位、航道及樞紐布置等進(jìn)行規(guī)劃。為保障通航水深，本研究對(duì)洪汝河航道全段進(jìn)行了初步的規(guī)劃設(shè)計(jì)，經(jīng)與水利部門(mén)、港航部門(mén)溝通，綜合選定在汝河中游蛟停湖滯洪區(qū)進(jìn)洪閘下順直河段規(guī)劃航運(yùn)樞紐。在不影響汝河行洪的前提下，通過(guò)與上游宿鴨湖水庫(kù)泄洪閘、下游河塢閘聯(lián)合調(diào)度，使得上中下游航道水位平順銜接，滿足未來(lái)船舶通航要求，有效保護(hù)了航道資源。

3.2 構(gòu)建二維水流數(shù)學(xué)模型，對(duì)涵閘工程提出 設(shè)計(jì)優(yōu)化建議

根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的李樓閘原設(shè)計(jì)方案（見(jiàn)圖1），經(jīng)構(gòu)建二維水流數(shù)學(xué)模型分析計(jì)算，該方案航道中心線左側(cè)50 m位置處橫向流速為0.544 ，大于0.3 m/s。

經(jīng)與設(shè)計(jì)單位多次溝通后調(diào)整方案，最終確定李樓閘優(yōu)化后的設(shè)計(jì)方案（見(jiàn)圖2）：閘門(mén)向大堤背水側(cè)后退約90 m，出水渠與河道水流流向交角從80凹跣〉？0埃頁(yè)鏊掠尾嗌杓莆廈嬤鸞ダ┐蟮睦瓤諦問(wèn)劍緩降樂(lè)行南咦蟛？0 m位置處橫向流速為0.27 m/s，小于規(guī)范要求的0.3 m/s，不會(huì)造成不利的礙航水流，工程實(shí)施對(duì)航道條件基本無(wú)影響，滿足未來(lái)航運(yùn)需求。

4 結(jié) 語(yǔ)

（1）洪汝河河道天然彎曲，邊灘高而陡、河槽窄而深，攔河建筑物未設(shè)通航設(shè)施，航道條件無(wú)法滿足船舶通航要求。在評(píng)價(jià)航道通航條件影響過(guò)程中，從滿足航運(yùn)需求角度出發(fā)，建議治理工程優(yōu)化部分河道疏浚斷面設(shè)計(jì)，在不減小行洪斷面和不增加土方量的情況下，增大航道水深。堤防退建等工程的實(shí)施，將明顯改善航道通航條件，實(shí)現(xiàn)水利工程兼顧航運(yùn)，促進(jìn)水利、水運(yùn)協(xié)調(diào)發(fā)展。

（2）大型水利工程具有涉航建筑物數(shù)量大、種類多、涉及行業(yè)廣等特點(diǎn)，部分水利工程河道雖已規(guī)劃有航道技術(shù)等級(jí)，但尚未對(duì)前期航道進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。本研究根據(jù)涉航工程特點(diǎn)分類評(píng)價(jià)、各有側(cè)重，對(duì)僅有航道等級(jí)而無(wú)前期設(shè)計(jì)的航道進(jìn)行同步規(guī)劃、初步設(shè)計(jì)，不僅對(duì)涉航工程作出可信的評(píng)價(jià)，也為未來(lái)航道復(fù)航開(kāi)發(fā)預(yù)留了空間。本次航道通航條件影響評(píng)價(jià)研究工作對(duì)同類大型水利工程具有一定借鑒意義。