大型水閘控制運(yùn)用計(jì)劃編制探討

孟含威

(山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，山東 濟(jì)南 250013)

1 概況

后萬(wàn)第攔河閘工程始建于1993 年10 月，1994 年5 月建成并運(yùn)行。2013 年5 月水利部建設(shè)管理與質(zhì)量安全中心同意評(píng)定為三類閘。2019 年11 月12 日，后萬(wàn)第攔河閘除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)取得批復(fù)。此次除險(xiǎn)加固工程保留生產(chǎn)橋上游翼墻，原生產(chǎn)橋、翻板閘、沖沙閘、下游翼墻等拆除，新建橡膠壩、充排水泵房、生產(chǎn)橋、管理設(shè)施等。2021 年后萬(wàn)第攔河閘完成下閘蓄水驗(yàn)收。

后萬(wàn)第攔河閘位于萊陽(yáng)市萬(wàn)第鎮(zhèn)后萬(wàn)第村北0.3 km 的富水河中游，是以攔蓄地表水、回灌地下水、美化環(huán)境為主的建筑物，攔河閘以上流域面積778 km2。萬(wàn)第攔河閘設(shè)計(jì)蓄水位44.12 m，蓄水量41.1 萬(wàn)m3。

2 編制水閘控制運(yùn)用計(jì)劃的目的

萊陽(yáng)市后萬(wàn)第攔河閘經(jīng)過(guò)除險(xiǎn)加固后，水閘的興利調(diào)度運(yùn)用和防洪調(diào)度方式均相應(yīng)發(fā)生變化。為了對(duì)萊陽(yáng)市后萬(wàn)第攔河閘進(jìn)行科學(xué)管理，保障水閘安全運(yùn)行，規(guī)范水閘控制運(yùn)用，充分發(fā)揮工程綜合效益，依據(jù)《中華人民共和國(guó)水法》《中華人民共和國(guó)防洪法》《山東省水閘控制運(yùn)用計(jì)劃編制導(dǎo)則(試行)》等法律、規(guī)范，應(yīng)編制萊陽(yáng)市后萬(wàn)第攔河閘控制運(yùn)用計(jì)劃。

3 控制運(yùn)用指標(biāo)

3.1 正常蓄水位

根據(jù)《萊陽(yáng)市富水河后萬(wàn)第攔河閘除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》及批復(fù)文件，后萬(wàn)第攔河閘設(shè)計(jì)蓄水位44.12 m，相應(yīng)蓄水庫(kù)容41.1 萬(wàn)m3。

3.2 防洪排澇水位

根據(jù)《萊陽(yáng)市富水河后萬(wàn)第攔河閘除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》及批復(fù)文件，確定后萬(wàn)第攔河閘防洪排澇水位。

富水河規(guī)劃河道防洪標(biāo)準(zhǔn)為10 年一遇，設(shè)計(jì)洪峰流量為1120 m3/s，相應(yīng)壩上水位45.81 m，壩下水位45.71 m。

橡膠壩設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為20 年一遇，設(shè)計(jì)洪峰流量1480m3/s，相應(yīng)壩上水位46.40 m，壩下水位46.30 m。

校核防洪標(biāo)準(zhǔn)為50 年一遇，校核洪峰流量1966 m3/s，校核洪水已漫堤，以20 年一遇洪水位加0.7 m 安全超高作為校核條件。

后萬(wàn)第攔河閘無(wú)排澇任務(wù)，不涉及排澇水位。

3.3 汛限水位

汛期(6 月～9 月)最高蓄水位為汛限水位。由于批復(fù)的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)中未明確汛限水位，按照《山東省水閘控制運(yùn)用計(jì)劃編制導(dǎo)則(試行)》的要求確定汛限水位。

(1)汛中限制水位。汛中指6 月21 日至8 月31 日，根據(jù)《山東省水閘控制運(yùn)用計(jì)劃編制導(dǎo)則(試行)》，當(dāng)設(shè)計(jì)報(bào)告中無(wú)明確汛限水位的，汛中限制水位取閘上1/2 正常蓄水深對(duì)應(yīng)的水位，對(duì)于正常蓄水位高于設(shè)計(jì)洪水位的水閘，汛中限制水位取閘上1/2 設(shè)計(jì)洪水深對(duì)應(yīng)的水位。

后萬(wàn)第攔河閘閘底板高程為40.82 m，正常蓄水位44.12 m，閘上設(shè)計(jì)洪水位46.40 m，汛中限制水位取閘上1/2 正常蓄水深對(duì)應(yīng)的水位，即汛中限制水位為42.47 m。

(2)汛初和汛末限制水位。汛初指6 月1 日至6 月20 日，汛末指9 月1 日至9 月30 日，期間水閘控制運(yùn)用水位分別稱為汛初限制水位、汛末限制水位。根據(jù)《山東省水閘控制運(yùn)用計(jì)劃編制導(dǎo)則(試行)》，汛初和汛末限制水位可在汛中限制水位至正常蓄水位以下0.5 m 之間合理確定，對(duì)于正常蓄水位高于設(shè)計(jì)洪水位的水閘，宜略高于汛中限制水位。

接萊陽(yáng)市大中型攔河閘除險(xiǎn)加固工程水利工程建設(shè)處通知:根據(jù)山東省水利工程標(biāo)準(zhǔn)化要求，結(jié)合運(yùn)行管理單位及上級(jí)主管部門的管理意見，同時(shí)兼顧蓄水驗(yàn)收階段專家組意見，擋水高度≥3 m 的汛前按下落1 m 的水位進(jìn)行控制，擋水高度<3 m 的汛前按下落0.5 m 的水位進(jìn)行控制。

后萬(wàn)第攔河閘閘底板高程為40.82 m，正常蓄水位44.12 m，擋水高度3.3 m，大于3 m，汛前按照下落1m 的水位進(jìn)行控制，即汛初限制水位為43.12 m。

汛末限制水位可在汛中限制水位(42.47 m)至正常蓄水位(44.12 m)以下0.5 m 之間合理確定。本次汛末限制水位與汛初限制水位相同，即汛初、汛末限制水位均為43.12m，見表1。

4 防洪調(diào)度

汛初和汛末，視降雨和來(lái)水情況，控制閘上水位不超過(guò)汛初和汛末水位。汛中執(zhí)行汛中限制水位，汛中遇降雨，橡膠壩應(yīng)及時(shí)塌壩，保持河道行洪通暢，閘上水位達(dá)到設(shè)計(jì)洪水位時(shí)，應(yīng)同時(shí)落實(shí)水閘安全應(yīng)急處置措施。

5 興利調(diào)度

5.1 供水對(duì)象基本情況

后萬(wàn)第攔河閘的用水戶為農(nóng)業(yè)灌溉和下游河道生態(tài)補(bǔ)水。

后萬(wàn)第攔河閘灌溉面積0.55 萬(wàn)畝，灌區(qū)內(nèi)主要作物有小麥、玉米、其他經(jīng)濟(jì)作物等，其中冬小麥75%，夏玉米75%，其它25%，復(fù)種指數(shù)為1.75。根據(jù)灌區(qū)的灌溉制度計(jì)算灌區(qū)凈灌溉定額為153.7 m3/畝。灌溉水利用系數(shù)取0.6，年需水量140.9 萬(wàn)m3。灌區(qū)為旱作區(qū)，灌溉設(shè)計(jì)保證率取50%。

下游河道生態(tài)用水采用多年平均來(lái)水量的10%考慮。根據(jù)興利調(diào)節(jié)計(jì)算，多數(shù)月份有棄水，棄水量較大的月份不再考慮生態(tài)水量;無(wú)棄水或棄水量小于來(lái)水量10%的月份考慮下游生態(tài)水量。

損失水量包括蒸發(fā)損失量和滲漏損失量。蒸發(fā)損失量根據(jù)月平均水面面積乘以蒸發(fā)深計(jì)算，月滲漏量取月初與月末庫(kù)容平均值的1%計(jì)算。

5.2 興利調(diào)節(jié)計(jì)算

采用典型年調(diào)節(jié)計(jì)算方法，按p=50%現(xiàn)狀工程條件下徑流量作為來(lái)水量進(jìn)行興利調(diào)節(jié)計(jì)算，以月為計(jì)算單位，從7月份起調(diào)，以汛中限制水位42.47 m 為起調(diào)水位，按照汛期限制水位進(jìn)行控制，成果見表2。

表2 后萬(wàn)第攔河閘興利調(diào)算成果表 單位:萬(wàn)m3；m

從表2 中可以看出，以本次確定的汛期限制水位進(jìn)行控制，后萬(wàn)第攔河閘能滿足灌區(qū)灌溉面積0.55 萬(wàn)畝的用水需求。后萬(wàn)第攔河閘50%頻率下來(lái)水量為8948.3 萬(wàn)m3，灌溉供水量140.9 萬(wàn)m3，生態(tài)供水量和棄水量8788.6 萬(wàn)m3，蒸發(fā)、滲漏損失水利合計(jì)18.8 萬(wàn)m3。

6 橡膠壩調(diào)度運(yùn)用方式

橡膠壩壩袋不得超高壓運(yùn)用，充水壓力不得超過(guò)壩袋設(shè)計(jì)內(nèi)壓力。汛期應(yīng)與上游水利等管理部門聯(lián)系，根據(jù)氣象和水文預(yù)報(bào)掌握水情，提前采取安全保護(hù)措施。

寒冷地區(qū)的充水式橡膠壩冬季宜塌壩越冬;當(dāng)不能塌壩越冬時(shí)，應(yīng)在臨水面?zhèn)炔扇∑票胧?當(dāng)冰凌過(guò)壩時(shí)，對(duì)壩袋應(yīng)采取保護(hù)措施。

橡膠壩擋水期間，在高溫季節(jié)為降低壩袋表面溫度，可將壩高降低，在壩袋上面保持一段時(shí)間的溢流水深。

本工程橡膠壩共2 跨，根據(jù)排水設(shè)備的機(jī)組布置，塌壩時(shí)應(yīng)同時(shí)塌壩 、緩慢塌落，避免下游產(chǎn)生集中沖刷。

塌壩泄量前應(yīng)事先通知下游有關(guān)單位和部門，并應(yīng)以各種有效信號(hào)對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域發(fā)出警告。

7 結(jié)語(yǔ)

水閘的調(diào)度運(yùn)用應(yīng)遵循水庫(kù)年度控制運(yùn)用計(jì)劃，在保證工程、下游人民群眾和國(guó)家財(cái)產(chǎn)安全的前提下，最大程度發(fā)揮工程興利功能。本次根據(jù)省內(nèi)水閘控制運(yùn)用計(jì)劃編制導(dǎo)則，對(duì)山東省大型水閘編制控制運(yùn)用計(jì)劃，以指導(dǎo)實(shí)時(shí)調(diào)度。在實(shí)際應(yīng)用中，水庫(kù)技術(shù)人員要和當(dāng)?shù)厮臍庀蟛块T密切配合，做好洪水預(yù)報(bào)。如果在調(diào)度過(guò)程中出現(xiàn)異常情況，應(yīng)針對(duì)問(wèn)題積極采取相應(yīng)的措施，提高防洪調(diào)度的主動(dòng)性。