□周鹏程 王志军

献县枢纽进洪闸及溢流堰水位流量关系计算分析

□周鹏程 王志军

献县枢纽初建于1967年，2012年实施除险加固工程。随着工农业用水量的增加，河流沿线地下水超采、油田开采等多方面的原因造成地面不均匀沉降。通过分析献县枢纽进洪闸、溢流堰水位泄量关系，据此进行献县泛区洪水调节计算，为滹沱河干流综合治理提供依据。

水位泄量关系；水力计算；地面沉降

献县枢纽位于献县城西北，是献县泛区泄洪的重要控制工程，主要由子牙河节制闸、子牙新河主槽进洪闸、滩地进洪堰3座建筑物组成。工程初建于1967年3月，于1967年8月竣工，2000年进行了应急处理，2009年3月经省水利厅组织的专家组鉴定枢纽水闸安全类别评定为Ⅲ类，2012实施除险加固工程。此次针对滹沱河干流综合治理工程进行了大量勘察测绘工作，由于地面沉降的不均匀对滹沱河水位有一定影响，因此对献县枢纽从新进行了水利计算，从而为滹沱河治理水面线推算提供基础依据是十分必要的。

1.地面沉降影响分析

河北东部平原地面不均匀沉降是长久以来的现象，特别是近些年来，随着工农业用水量的增加，河流沿线地下水超采、油田开采等多方面原因造成了地面不均匀沉降。地下水超采是大面积地面沉降的主要原因;工程项目区主要涉及衡水市漏斗区，其范围和地下水位沉降均是最大的，从而对滹沱河下游区域地面沉降影响巨大。

针对滹沱河干流综合治理工程通过资料收集整理共获得两组数据，滹沱河周边区域内各不同时期高等级水准网成果和滹沱河各期规划数据和实测水文断面。由于两期断面成果时间间隔过长，近30年的时间里，滹沱河经历了“96·8”特大洪水和多次整修，河道内挖沙取土及垃圾倾倒等人为因素造成的高程变动占有相当大的比例，有些地段甚至是绝对因素。若要完全掌握滹沱河干流石家庄市区以下地面沉降情况，仍需进行大量分析比较工作方可得出精确结论。然而由于1988至2016这28年的累计沉降量也相当可观，特别是在地下水漏斗区，所以通过两期成果数值变化仍然可以反映出大面积地面沉降的趋势。石家庄市区以下滹沱河主河槽高程变化大且没有明显规律，人为挖沙取土及垃圾填埋等因素占绝对优势，人为因素不特别显著的区域仍符合地面沉降规律，石家庄以下滹沱河干流区域地面沉降是不均匀的，东西向，南北向均为不均匀沉降。

献县枢纽进洪闸原设计闸底板高程7.0m，此次实测闸底板高程6.0m，近年来沉降为1m。进洪堰原设计堰顶高程13.50m，此次实测堰顶高程12.60m，近年来沉降0.9m。

2.水位流量关系计算分析

2.1 计算分析方法

献县枢纽由子牙河节制闸、子牙新河主槽进洪闸、滩地进洪堰3座建筑物组成。行洪时由主槽进洪闸和滩地进洪闸进行分洪，因此水力计算与一般普通水工建筑物不同,需初步拟定进洪闸和溢流堰的分流比，根据下游水位及流量，分别计算进洪闸和溢流堰上游堰上水深，直到两者上游水深一致，得出合理分流比。确定两者分洪流量后，分别按进洪闸和溢流堰泄流能力计算。

2.2 进洪闸水位泄量关系计算

对于平底闸，当其处于高淹没度时，闸孔总净宽按以下公式计算。

进洪闸段6孔，每孔净宽8m，总净宽48m，原设计闸底板高程7.0m，此次实测闸底板高程6.0m。上、下游设计深槽底高程5.1m。按子牙新河设计流量300m3/s情况下对应设计水位12.20m，设计流量300m3/s情况下对应设计水位12.20m，设计流量600m3/s情况下对应设计水位13.14m，设计流量5500m3/s情况下对应设计水位15.66m，设计流量 8800m3/s情况下对应设计水位17.03m。

2.3 溢流堰水位泄量关系计算

溢流堰泄流能力按宽顶堰计算公式。

溢流堰段总净宽1000m，原设计堰顶高程 13.50m，此次实测堰顶高程12.60m。近年来沉降0.9m。上、下游原设计滩地高程12.5m，上游滩地此次实测平均高程11.6m，下游滩地无实测高程，按堰顶高程近年沉降情况取11.6m。

3.结论

此次计算下游水位300m3/s和600m3/s情况下为下游水位取值断面取值略靠上游，因此取值可能稍微偏高；而较大洪水设计流量5500m3/s和8800m3/s情况下采用水位断面为堰下500m处水位相应流量下的设计洪水位，此断面取值略靠下游，因此取值可能稍微偏低，但考虑溢流堰位于滩地上，宽度为1000m，下游水位不考虑横向流水位的影响，因此位置影响可以忽略不计。

2017-01-15

周鹏程，男，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，工程师。

王志军，男，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，正高级工程师。