泗陽閘除險加固工程施工導流方案研究

劉煒 李小紅 周霞 陸明春

摘要：為順應泗陽縣經濟建設需要，泗陽閘除險加固工程緊急上馬，水下工程工期由原計劃10月～翌年5月，安排至1月～5月，工期短，任務重，加上泗陽閘周邊水系復雜，且施工期間徐洪河（睢寧段）航道工程同時斷流施工影響，增加了工程施工導流的難度。

關鍵詞：導流標準；施工導流；頻率分析；

1、概況

1.1 基本情況

泗陽節制閘位于泗陽縣眾興鎮南約2.5km處的京杭運河上，是駱南中運河上梯級控制之一，與泗陽第一抽水站、第二抽水站及其它附屬建筑物組成泗陽水利樞紐，該閘具有防洪、灌溉、發電等綜合功能。泗陽閘設計流量1000m3/s，主要承泄駱馬湖及其以西地區、皂河閘以下中運河兩岸的部分澇水，非汛期攔蓄水便于上游的灌溉、航運及工業、生活用水。

1.2 工程施工計劃

工程擬定于2013年1月中旬開工，2013年12月31日完工，總工期12個月，其中2013年5月31日前完成水下工程，具備放水條件。

1.3 影響施工導流的相關在建工程

徐洪河（徐沙河～民便河段）河道擴挖工程為航道“五改三”工程，工程全長33.8km，工程計劃2013年3月完工。該段還實施了南水北調東線一期影響工程（護坡工程），并計劃2013年4月底前具備通水驗收條件。

2、水文分析

2.1 施工導流標準

根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2000）、《水利水電工程施工組織設計規范》（SL303-2004）， 泗陽閘為Ⅱ級建筑物，相應的施工導流建筑物級別為Ⅳ級，施工期設計洪水為10～20年一遇，按施工圍堰的使用年限和高度，施工導流設計標準取10年一遇。

2.2 施工期水位分析

由于駱南中運河具有行洪、排澇、供水、航運等綜合功能，泗陽閘施工期設計擋洪水位結合實測系列資料頻率計算成果、依據施工期泗陽站發電流量推求成果、通航水位、南水北調送水水位、灌溉水位等綜合分析確定，施工期10年一遇閘上水位16.9m、閘下13.5m。

2.3 施工期導流流量分析

駱南中運河來水主要由兩部分組成，一是運西黃墩湖及上游地區內澇；二是皂河閘、洋河灘閘分泄的駱馬湖洪水。

2.3.1黃墩湖及上游地區澇水

邳洪河閘以上總集水面積為740.1km2，因邳洪河閘無實測資料，區域內澇的計算采用宿遷閘逐日平均流量減去皂河閘同日平均流量。根據1980～2011年系列資料，選取年最大日均流量進行頻率分析，經計算黃墩湖地區1～5月份10年一遇流量為123m3/s。

2.3.2區域澇水與外來洪水遭遇分析

（1）施工期流量

根據施工安排，泗陽閘加固工程擬在1～5月底前完成水下部分。由于泗陽閘施工導流涉及徐洪河，而徐洪河睢寧段航道及護坡工程的實施導致施工導流需分階段進行分析，分別為為1～3月、4月、5月、6月（6月15日前）。

（2）劉老澗至泗陽閘區間流量

根據泗陽閘站2002～2011年計10年的降水資料分析，從多年的實際情況看，1～5月該區間基本沒有較大澇水流量匯入，因此該區間流量不納入泗陽閘加固工程的導流流量。

（3）受徐洪河施工影響的新增流量

一般1～3月徐洪河分泄駱馬湖洪水的流量不超過50 m3/s，故受徐洪河施工的影響，1～4月中運河新增加導流流量50m3/s。

（4）泗陽段用水分析

泗陽縣自來水公司及泗陽閘上游地區的工農業用水大都從中運河取水，根據多年資料分析泗陽上游段自然損耗加上區間用水，日均流量約30m3/s，本次導流流量考慮泗陽段用水取用水量最小值20 m3/s。

2.3.3設計導流流量

綜上分析，泗陽閘施工期10年一遇導流流量見下表2.3。

3 施工導流

3.1 導流出路分析

1.線路一：利用泗陽站導流

運西黃墩湖地區部分澇水及區間段來水，可通過泗陽站反向發電排至中運河，流量150～160m3/s，本次按最小流量150 m3/s分流。

2.線路二：利用洋河灘閘導流

該線路可分泄上游洪水約80m3/s。一是經六運涵洞分泄60m3/s入中運河；二是經二干渠入新沂河，分泄約15～20m3/s。

3.線路三：利用徐洪河導流

駱馬湖來水亦可通過徐洪河排泄。其導流流量受劉集地涵規模的限制，地涵設計流量200 m3/s，根據實際調度資料，控制地涵下泄流量不超過150 m3/s。此條線路根據徐洪河在建工程進度分階段運用。

4.線路四：利用皂河站抽排澇水。

皂河抽水站設計流量 200 m3/s，當黃墩湖及上游地區發生超標準內澇時，可開啟機組抽水入駱馬湖。

3.2 導流工程啟用

3.2.1 僅考慮黃墩湖及上游地區內澇

1～5月份，10年一遇導流流量103 m3/s，開啟泗陽抽水站反轉泄水。

3.2.2 考慮區域澇水與外來洪水遭遇

1～3月、4月，導流線路開啟順序分別為泗陽抽水站反轉泄水、二干渠分流、駱馬湖調蓄；5月份開啟順序為泗陽抽水站反轉泄水、啟用劉集地涵入徐洪河、二干渠分流、駱馬湖調蓄。

4 超標準洪水導流預案

4.1 超標準區間內澇

黃墩湖地區20年一遇流量159 m3/s，劉老澗與泗陽閘區間排澇根據沿線建筑物規模合計為42.6m3/s，故20年一遇內澇流量為202m3/s。控制泗陽閘抽水站導流流量約150 m3/s，其余部分可利用皂河抽水站抽排入駱馬湖，由駱馬湖調蓄或通過嶂山閘排泄入新沂河。

4.2 超標準駱馬湖洪水

在發生超標準洪水時，在用足中運河、徐洪河等導流線路的情況下，導流出路仍不足時，需商請淮委沂沭泗管理局：一是采用東調工程，分泄洪水入海；二是開啟嶂山閘入新沂河。

5 利用駱馬湖調蓄風險分析

5.1 設計典型洪水的選取

根據頻率計算的成果，從實測資料中選取與設計洪峰流量標準相近、洪水過程水量較大的三個年份，采用同倍比放大法，分別計算得到相應時段年最大日均流量和最大洪量，依據峰高量大、峰型集中及對駱馬湖防洪最不利原則選取洪水過程作為設計洪水，分別進行調蓄計算。

5.2 駱馬湖調蓄分析

（1）設計標準洪水

根據施工導流方案，10年一遇設計洪水水下工程施工期的各階段，均需利用駱馬湖進行調蓄，根據選用的典型年進行分析，需駱馬湖調蓄的最大洪水總量為0.37億m3，如將駱馬湖正常蓄水位23.0m作為起調水位計算，調蓄后的駱馬湖水位為23.13m，根據駱馬湖及周邊工程的非汛期防洪標準分析，是安全、可行的。

（2）超標準洪水

選擇20年一遇設計標準進行超標準洪水分析，經計算需駱馬湖調蓄的最大洪水總量為1.22億m3。

根據連云港及沭陽縣水利局多年來對其供水水源污染事故應急處理情況，在水源受到污染情況下，各市縣所屬河道可維持供水1周左右。若嶂山閘泄量200～300 m3/s下泄，需排泄時間約為4.7～7.0天，根據上游來水情況，控制駱馬湖水位不超過23.2m，經嶂山閘下泄同時考慮區間來水影響。嶂山閘準備泄洪時，應及時通知沿線涉及供水水源的沭陽、連云港、灌云等縣市，采取必要措施，保證供水安全。

6 結語

施工期間駱馬非汛期來水通過其它出路安排下泄，增加了相關工程的運行費用，建議實施階段由建設單位根據有關工程運行情況予以補償。工程實施前，建設單位應根據具體實施方案時段編制施工導流方案及度汛預案，報省防辦審批。