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吴刘节制闸改址重建对颍河防洪的影响

2020-04-08张玉杰

河南水利与南水北调 2020年2期
关键词:翻板水闸防洪

张玉杰

(河南省水利勘测设计研究有限公司)

1 项目背景

吴刘节制闸位于河南省漯河市和许昌市的交界处—漯河市临颍县繁城镇吴刘村附近,是颍河中下游的重要控制性工程。颍河属于淮河水系沙颍河支流,发源于伏牛山脉东麓登封市申坡村,自西向东流经河南省的禹州、许昌、襄城、临颍、扶沟、西华等县市,于周口市附近的孙咀汇入沙河,河道全长约350 km,流域面积7 230 km2,是沙颍河左岸一条重要防洪河道。根据颍河河道防御超标准洪水方案,当颍河出现超标准洪水时,蜈蚣渠入口以上河段许昌、临颍、郾城三县(区)要全力抢护左岸堤防,利用左堤一般比右堤高的工程条件,确保左堤安全,使洪水从右岸漫溢分洪入颍河、蜈蚣渠夹河套地区分滞洪水。由于颍河裁弯取直开挖的繁城~蜈蚣渠口段河道设计防洪流量为500 m3/s,因此节制闸的主要功能之一是防洪控泄洪水,控制流量是500 m3/s。

吴刘节制闸建于1957年,距今有50多年,水闸整体结构破损严重,期间虽有过两次小的维修,但因经费困难,造成目前该闸积弊甚多,基本不能正常运行,2008年10月河南华北水利水电勘察设计有限公司完成了《漯河市临颍县吴刘闸安全评价报告》,同月,由漯河市水利局主持,有关专家组成专家组,对水闸进行了安全鉴定,鉴定结果为四类水闸,根据相关规范,四类水闸运用指标无法达到设计标准,工程存在严重安全问题,需拆除重建。因此吴刘节制闸需要重建。由于自动翻板闸不能人为操控,防洪作用不甚理想,重建结构型式为常规水闸。

根据相关工程地质勘探资料,原闸址处地基承载能力为80~100 kPa,承载能力不理想,并且原闸址处于河南省许昌市和漯河市两市交界处,交通闭塞,只有生产道路或堤防可作为施工道路,且距临颍县城约10 km,建筑物施工时,物资运输不便且运距较远,工程投资较大;水闸重建后结构型式为常规水闸,原闸址位于漯河临颍县境内,由临颍县水利局负责管理,在遇到超标准洪水时,洪水自上游许昌段堤防漫溢分洪,同时需要淹没许昌县部分村庄和耕地,容易产生两市(县)间水事纠纷,为社会和谐发展,因此改址重建是必要的。

2 工程基本情况

吴刘节制闸设计标准为2 a一遇除涝,10 a一遇防洪,相应流量分别为184 m3/s、500 m3/s。水闸型式为自动翻板闸,共分12 孔,单孔净宽5 m。另有2 孔调节闸,1 孔为可控翻板闸,尺寸为2 m×5 m,另1孔为常规闸,尺寸为2 m×5 m。

改址后吴刘节制闸位于省道S329(逍襄公路)下游200 m,距原闸址9.40 km,由于离河南省漯河市临颍县杜曲镇较近,改称为杜曲节制闸。改址后节制闸主要作用及功能不变,结构型式改为常规水闸,水闸型式为钢混凝土开敞式,共5 孔,尺寸(宽×高)为9 m×5.90 m。

闸址位置改迁示意图见图1。

图1 吴刘节制闸闸址改迁示意图

3 节制闸改址重建后对颍河防洪的影响

吴刘节制闸为颍河中下游的一座重要控制性工程,其控制运用对颍河的防洪具有重要影响,因此此水闸的改址重建对颍河的防洪影响分析具有重要意义。

3.1 河道及城市防洪方面

重建后节制闸结构型式由自动翻板闸改为常规节制闸,有利于下游河道及城市防洪。吴刘节制闸主要功能之一为防洪控泄功能,原吴刘节制闸为自动翻板闸,无法人为操控,其防洪控泄效果并不理想。水闸结构型式由自动翻板闸改为常规闸后,可以更好地实现水闸控制运用,利于下游河道及城市防洪。

3.2 淹没损失方面

从吴刘节制闸原闸址至新闸址区间9.40 km河段右岸2 km范围内为临颍县繁城镇的9个村庄,人口约2万人,改址后新闸址以下为颍吴洼地滞洪区,河道右岸2 km范围无村庄,因此重建闸址下移,发生较小洪水时,减少了分滞洪水时淹没的村庄数量,有利于减少淹没损失,并且逍襄公路路基较高,路下桥涵较少,改址后洪水减少了在逍襄公路上游的滞蓄时间,损失减少。根据流域内三日降雨量频率曲线及所绘制的雨量~洪涝灾面积关系曲线,闸址改址重建后多年平均减灾面积180 hm2,减少受灾人口1.50万人,多年平均防洪效益为173万元。

3.3 水事纠纷方面

吴刘节制闸位于许昌和漯河市交界处,结构型式为自动翻板闸问题不大,但是若改为常规水闸,增加了控制运用,容易产生水事纠纷,节制闸改址后,闸址及分洪位置均位于临颍县境内,有利于水闸的控制运用,减少水事纠纷,也便于颍河防洪预案的实施。

3.4 分洪机遇和分洪灾害损失方面

改址后,颍河河道20 a一遇设计洪水以节制闸为界分为上下两段,节制闸以上河道20 a一遇过流能力采用繁城和蜈蚣渠上口流量插值1 050 m3/s,杜曲闸以下仍采用防洪预案控泄流量500 m3/s。新老闸址区间9.40 km 河段过流能力由原来的500 m3/s 增大到1 050 m3/s,节制闸以上河段实施河道工程治理,加高堤防0.50~1.00 m,扩宽河槽,河道开挖土方21.70万m3,填筑土方18.82万m3,土方基本挖填平衡,投资增加不大,而两闸址间槽蓄能力将增加800 万m3。因此,闸址下移重建,河道投资增加不大,但增大了新老闸址之间河道的槽蓄能力,有利于减少分洪机遇,从而减少分洪灾害损失。

从以上分析可以看出,吴刘节制闸的改址重建有利于河道及城市的防洪,有利于减少淹没损失,有利于减少分洪机遇及分洪灾害损失,因此吴刘节制闸的改址重建对颍河的防洪是有利的。

4 结论

吴刘节制闸是颍河中下游的重要控制性工程,其结构型式由自动翻板闸改为常规水闸,实现水闸更好地控制运用,有利河道及城市防洪;重建闸址下移,减少了分滞洪水时淹没的村庄数量和耕地面积,有利于减少淹没损失;闸址由许昌和漯河两市的交界处改为漯河市临颍县杜曲镇附近,有利有减少水事纠纷;改址后,新旧闸址之间9.40 km河道经过河道治理后,增大了河道槽蓄能力,减少了分洪机遇和分洪灾害损失,因此,吴刘节制闸的改址重建,对颍河河道的防洪影响是有利的。

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