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启用黄墩湖滞洪区的问题探讨

2014-02-27王玉李勤张艳

治淮 2014年9期
关键词:骆马湖口门滞洪区

王玉 李勤 张艳

启用黄墩湖滞洪区的问题探讨

王玉 李勤 张艳

黄墩湖滞洪区位于骆马湖西侧,调整后的滞洪区范围为徐洪河以东的黄墩湖地区,涉及江苏省徐州、宿迁两市,分属邳州、睢宁、湖滨新区三市(县、区),总人口12.9万,总面积230km2,最大滞洪库容为11.1亿m3。1985年淮河流域规划提出近期骆马湖防洪标准为20~50年一遇,将黄墩湖作为骆马湖非常洪水的滞洪区。随着沂沭泗洪水东调南下续建工程的实施,尽管下游防洪能力有所提高,但沂沭泗流域洪水的特点是峰高量大、调蓄余地小,遭遇不利状况时,骆马湖防洪压力仍很大。且洪水的地区组成也很复杂,影响因素较多。因此,为保障沂沭泗河流域防洪安全,特对启用黄墩湖滞洪区的有关问题进行探讨。

一、黄墩湖滞洪区启用标准的研究

根据国家《防洪标准》,骆马湖属大型平原水库,防洪设计标准为100~300年一遇。沂沭泗东调南下50年一遇续建工程完成后,骆马湖防洪标准仅50年一遇,当骆马湖以上洪水超过50年一遇设计洪水时,为确保流域防洪安全,必须考虑超标准洪水的出路,仍然需要黄墩湖作为骆马湖的滞洪区。国汛〔2012〕8号《关于沂沭泗河洪水调度方案的批复》中黄墩湖滞洪区的启用标准为:如预报骆马湖水位超过26.0m,当骆马湖水位达到25.5m时,启用黄墩湖滞洪区滞洪,确保宿迁安全。

黄墩湖滞洪区进洪量、滞洪水位与骆马湖上游来水及工情息息相关,骆马湖主要承担南四湖、沂沭河和邳苍地区的来水,洪水组合采用沂沭河发生与骆马湖同频率洪水,南四湖和邳苍为相应洪水的地区组成。按照入湖设计洪水、出湖能力,现状工情下,遭遇沂沭河为主100年、200年一遇洪水进行骆马湖调洪演算,详见表1。

由表可知,现状工情下遇50年一遇入骆马湖洪水时,骆马湖最高水位为24.89m,不需滞洪;遇100年一遇洪水时,则骆马湖最高水位为26.44m(不滞洪时水位),需启用黄墩湖滞洪区。经初步分析,黄墩湖滞洪区启用标准为超标准

洪水(超50年一遇以上标准)。

二、滞洪区进洪方式及进洪口门处理

黄墩湖滞洪区进洪采用进洪闸与爆破口门相结合的方式,在滞洪闸无法满足分洪要求的情况下,需要启用爆破口门分洪。

1.黄墩湖滞洪闸

黄墩湖滞洪闸是黄墩湖滞洪区唯一可控制的滞洪口门,位于徐州、宿迁两市交界处的中运河西堤,设计滞洪流量2000m3/s,设计闸孔净宽10m,共12孔,总净宽120m,闸顶高程28.0m,闸底板面高程20.5m。根据调洪演算,100年一遇洪水可通过黄墩湖滞洪区滞洪,无需启用爆破口门。当骆马湖水位达24.5m时退守宿迁大控制;当湖水位达25.5m,且预报上游来量大,湖水位将超过26.0m时,黄墩湖滞洪闸开闸泄洪。

2.启用爆破口门的影响

滞洪区爆破口门2处:黄墩湖滞洪闸南侧曹甸子爆破口门(42对爆炸井)和黄墩湖北侧的双河桥爆破口门(爆破孔167个),2个爆破口门长各300m。

黄墩湖滞洪区地面高程20m左右,骆马湖在26m左右泄洪,水头差高达6m,启用爆破口门后,水流对下游(滞洪区)的冲击很大,水流冲击对徐洪河东堤、房亭河南堤、废黄河北堤、邳洪闸、民便河套闸影响大小需要建立模型进一步定量分析。

启用爆破口门爆破后,泥沙将靠近爆破口门的邳洪河淤积甚至堵死,使其丧失退水功能。因此,启用爆破口门滞洪,区内的大多数河道会受到不同程度的淤积。现状滞洪区内是人类活动密切区域,不同于河道或湖泊。人类活动密切区域有大量生活垃圾、工业垃圾、医疗垃圾等,滞洪后这些垃圾受水流冲击,可能会淤塞滞洪区内河道,特别是有可能部分淤塞于退水口门,严重削弱退水口门退水能力。因此,有必要建立模型,进一步定量分析启用爆破口门对滞洪区内河道的影响以及垃圾对退水口门的影响。

3.爆破口门封堵

封堵方案涉及爆破口门的最终尺寸,需请爆破专家确定爆破口门初始尺寸,在此基础上建立模型确定爆破口门尺寸。为解决爆破口门分洪时口门大小的不可控制性,使影响降至最低,可在爆破口门下部做消能、防冲设施。根据爆破专家提供的爆破初始边界条件,确定断面裹头位置,不同的爆破当量其初始爆破边界条件是不同的。通过数模分析,确定不同频率的洪水下,裹头的下限、爆破口门的初始宽度(为满足滞洪要求必须达到的宽度和深度)等。

三、滞洪区退水问题研究

目前,有关规划提出的黄墩湖唯一退水口门是邳洪闸。经初步调研分析,调整后的黄墩湖滞洪区退水口门可有4个:邳洪闸、民便河套闸、黄墩湖滞洪闸、皂河泵站,此外,当骆马湖水位高于24.5m时,还可通过黄墩湖滞洪闸退水。邳洪闸、民便河套闸、黄墩湖滞洪闸等3个口门现状均没有考虑滞洪区退水的工况。

1.利用邳洪闸退水

邳洪闸建成于1986年,位于邳洪河与黄墩小河交汇处,8孔,每孔净宽6.6m,闸总宽62.75m,设计流量310m3/s。该闸承担黄墩湖地区150km2和邳洪河上游600km2的排涝任务,并承担该地区引水灌溉和向皂河站送水的任务,未考虑退水和黄墩湖滞洪时挡水26m的工况。利用泄洪闸退水时,应考虑该闸的除险加固,以保证退水安全。

2.利用民便河套闸退水

民便河套闸位于徐洪河与民便河口交汇口东侧,原为节制闸,南水北调徐洪河影响处理工程中将其改为民便河套闸,该套闸目前正在施工。根据复核,当滞洪区水位为26.0m时,套闸可泄洪150m3/s。

表1 骆马湖调洪演算成果表

3.利用黄墩湖滞洪闸退水

黄墩湖滞洪闸建于1998年,由黄墩湖的控制运用可知,黄墩湖滞洪闸的设计只考虑了泄洪工况,没有考虑退水工况。利用黄墩湖滞洪闸并通过嶂山闸退水,速度很快(只能退22.5m水位以上的洪水)。根据1974年资料,骆马湖达到最高水位25.35m后,6d时间就降至22.5m,而嶂山闸的泄流只有4000~5350m3/s。目前,东调南下二期工程实施后,新沂河行洪标准达50年一遇,嶂山闸设计流量8000m3/s,黄墩湖的退水时间则要更短。黄墩湖滞洪闸若要参与退水,需加固处理。

4.退水效果分析

针对黄墩湖滞洪闸和邳洪闸需要加固方能用于滞洪区退水的情况,对其退水效果进行了分析,主要考虑了以下几个退水方案,分析其退水时长见表2。

表2 不同退水方案滞洪区退水时长分析表

四、滞洪区人员撤退时间问题

滞洪区人员撤退时限与入骆马湖的洪水过程(涉及骆马湖上游河道泄流能力、入湖洪水的频率、骆马湖下泄能力)密切相关,非常复杂。从目前有关资料看,骆马湖的下泄能力为现状下泄能力、入湖过程只有100年一遇。因此撤退时

限要求只能在上述条件下提出。

根据100年一遇入骆马湖洪水过程和调洪演算过程,7月20日20时,骆马湖水位24.81m,18h后的7月21 日14时,黄墩湖开始滞洪。因此,骆马湖水位达到24.5m时,群众就要开始转移。如果洪水过程不是100年一遇,情况则不同。

五、结语

综上分析,黄墩湖滞洪区遇超50年一遇以上洪水标准时需启用。为保障沂沭泗河流域防洪安全,尽可能利用黄墩湖滞洪闸进洪,有必要建立模型,定量分析启用爆破口门对滞洪区内退水口门的影响,并重视研究不用爆破口门进洪、扩建黄墩湖滞洪闸可行性及扩大沂沭泗河流域洪水东调的必要性;黄墩湖滞洪区退水尽可能利用现有水工建筑物,并结合区域排涝,按10年一遇排涝流量625m3/s加固改建邳洪闸退水效果显著,经济可行■

(作者单位:江苏省水利勘测设计研究院有限公司 225127)

(专栏编辑:王 适)

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