常州市鐘樓區鄒區集鎮片區防洪除澇研究

丁明華

摘 要：通過對鄒區集鎮片區河道疏浚，在河口新建節制閘、泵站工程，大大緩解了片區的洪澇災害，為類似受澇片區的防洪除澇治理提供成功建設經驗；通過水動力學模型模擬計算，提前對新建節制閘、泵站規模合理性做出分析預測，分析表明，鄒區集鎮片區防洪除澇工程總體布置可以滿足區域防洪除澇需求。

關鍵詞：防洪除澇 水動力模型 總體布置

常州市鄒區鎮位于常州市西部，鎮區臨近大運河扁擔河，區域水位受外河影響明顯，大運河水位對鎮區的防洪排澇有著重要的影響。鄒區鎮過去排澇運行遵循“自排為主，抽排為輔”的原則，雨水經產匯流后，經小河道自排進入大運河或扁擔河等骨干河道，再通過河口閘門控制搶排至長江。2015年以后，大運河鄒區段下游鐘樓閘參與流域防洪調度，位于鐘樓閘上游的鄒區段大運河水位上升，高于鄒區鎮北部地區地坪標高。鄒區鎮原有的自排模式不再適用，排澇能力將不能滿足要求，必須提高鎮區在外河高水位條件下的強排能力。本文即是針對鄒區鎮新形勢下的防洪排澇進行研究分析。

1.工程任務和內容

目前，鎮區的排洪除澇的突出問題為汛期利用內外和水位差搶排區內澇水，但遇大運河持續高水位時，區內澇水無法自排，需通過泵站強排，而區域泵站抽排能力還遠沒達到要求。本次在鎮區外河大運河扁擔河河口設置5座閘站，增強鎮區河道的強排能力，完善了鎮區的排澇體系。

主要工程任務和內容有以下三點：

（1）健全河網水系布局。對鎮區的骨干河道鶴溪河以及鎮區內的堵點進行疏浚，通過疏通河道增強河網水系布局。

（2）完善排澇體系。在鎮區河口設置5座閘站，完善鎮區排澇體系。規模如下：

鶴溪河東泵閘和鶴溪河西泵閘，節制閘口門凈寬8m，排澇泵站流量20m3/s。

官瀆河水閘，節制閘口門凈寬6m。

塘夏支河泵閘和錢家浜泵閘，節制閘口門凈寬2m，排澇泵站流量2m3/s。

2.工程總體布置

鄒區鎮集鎮片區范圍與外部連通水系通路主要有東、西、北三個方向：

本方案主要對東西兩側的排水通路設計方案進行控制。排澇路徑為：

（1）鶴溪河作為區域排澇主干河道，當發生5年一遇設計暴雨時，主要向東側排入大運河，再行北排進入長江；當發生20年一遇設計暴雨時，則同時向東側大運河和西側扁擔河排放澇水；

（2）區域其它支河，鶴溪河以北湯家浜、官瀆河、蔣泗塘等河道內澇水均向南排入鶴溪河，鶴溪河以南岳津河等河道內澇水小部分經塘夏支河排入大運河，大部分向北排入鶴溪河，經鶴溪河排入外河；

（3）錢家浜匯水區域較為獨立，設計其直接排入大運河。對于鄒區鎮排澇規模以及相關平面布置，采用先根據區域排澇模數初步估算，后利用水動力模型進行復核優化的方法。

3.總體布置規模論證

3.1 泵站排澇規模論證

本方案采用城鎮排澇模數為 2.9m3/s/km2。

鄒區鎮集鎮匯水分區范圍為14.77km2，根據城鎮排澇模數和匯水面積，估算其排澇規模為42.83m3/s。

3.2水閘規模論證

（1）清淤通航要求。為方便清淤船只通航，閘門寬度不宜小于6m。

（2）單寬流量。在我國一般采用的水閘單寬流量為5～30m3/s，表1為江蘇省對不同閘基土壤選用的單寬流量的經驗值。在砂礫石低級上可以取更大的單寬流量。

鶴溪河東閘工程和鶴溪河西閘工程閘基土壤均為②4層粉質粘土，單寬流量取5m3/s，經模型計算，水閘最大過閘流量15m3/s，閘寬不宜小于3m。

官瀆河閘閘工程閘基土壤為③2層粘土，單寬流量取12m3/s，經模型計算，水閘最大過閘流量15m3/s，閘寬不宜小于1.5m。

錢家浜工程閘基土壤為③2層粘土，單寬流量取12m3/s，經模型計算，水閘過閘流量5m3/s，閘寬不宜小于0.5m。

3.3泵站控制水位論證

選擇啟泵水位和停泵水位組合所采用方法和原則如下：

選用啟泵水位和停泵水位組合，應保證河道排澇最高水位不超過排澇控制水位5.40m（上表加粗部分數據）；

為防止排澇過程中內河水位波動較大對河道產生沖刷，啟泵水位和停泵水位不宜相差太大；

綜上所述，本方案以50cm作為啟泵水位和停泵水位的水位差參照（上表陰影部分數據）；

規劃河道調蓄能力條件下，根據不同調度方案，滿足上述要求的調度規則為：

方案一：避免頻繁啟閉泵站方案。該調度規則下當外河水位超過警戒水位4.30m時，關閉閘門，當同時內河水位超過啟泵水位4.50m時，開啟泵組，降低內河水位至4.0m關閉泵站，最高排澇水位為5.27m。

方案二：控制水位優先方案。該調度規則下：當外河水位超過警戒水位4.30m時，關閉閘門，當同時內河水位超過啟泵水位4.50m時，開啟部分或全部泵組，維持內河水位為4.4～4.5m，內河最高排澇水位為5.27m。

3.4排澇泵站布局

針對鶴溪河閘泵工程規模配置，為確定最為經濟有效的排澇方案，在規劃河道調蓄能力條件下，分別設計以下兩種配置布局方案，通過水動力模型計算其沿程水位和流速分布情況后進行對比。

“20-20”排澇泵站布局采用的工程布置為：鶴溪河東泵閘泵站和鶴溪河西泵閘泵站規模均為20m3/ s，閘寬均為8.0m；官瀆河擋水閘閘寬6.0m；塘夏支河泵站規模為2m3/ s；錢家浜泵閘規模為2m3/s，閘寬2.0m；“15-25”排澇泵站布局采用的工程布置為：鶴溪河東泵閘泵站規模為25m3/s，閘寬8.0m；鶴溪河西泵閘泵站規模為15m3/s，閘寬8.0m；官瀆河擋水閘閘寬6.0m塘夏支河泵站規模為2m3/s；錢家浜泵閘規模為2m3/ s，閘寬2.0m。

3.5泵站布局及調度方案選擇

鄒區鎮鎮區遭遇20年一遇24小時暴雨條件下，模擬計算排澇過程的內河最高水位見下表2。

兩種方案中，排澇過程內河最高水位都不超過內河控制水位，滿足排澇標準要求。

4.結論

鄒區鎮泵閘工程采用“20-20”排澇布局配合“控制水位優先”的調度方案二，作為推薦方案組合。結論如下：

（1）工程規模。鄒區鎮鎮區區域除澇及水環境整治工程規模為：鶴溪河東泵閘泵站和鶴溪河西泵閘泵站規模均為20m3/s，閘寬均為8.0m；官瀆河擋水閘閘寬6.0m；塘夏支河泵站規模為2m3/s；錢家浜泵閘規模為2m3/ s，閘寬2.0m。

（2）建議調度方案。在鄒區鎮河道按規劃整治拓寬后，調度規則為：當外河水位超過警戒水位4.30m時，關閉閘門，當同時內河水位超過啟泵水位4.50m時，開啟泵組，維持內河水位在4.4～4.5m之間，直至外河水位回落。

在鄒區鎮河道尚未整治時，調度規則為：當外河水位超過警戒水位4.30m時，關閉閘門，開啟泵組，降低內河水位至4.0m關閉部分泵組，此后維持內河水位在3.9～4.0m之間，直至外河水位回落，期間鶴溪河東、西泵閘可開啟全部泵組共44m3/s排澇。該調度方案下可以滿足排澇標準要求。

參考文獻：

[1]鄭寶強，竇明。水閘調度對河流水質變化的影響分析[J].環境科學與技術，2012. 35（2）：14-18.