李君廷

（安徽省临淮岗洪水控制工程管理局，安徽 合肥 230088）

1 研究背景

临淮岗洪水控制工程主要功能是控制淮河干流洪水，平常不蓄水，维持河道自然泄水。《淮河流域综合规划（2012—2030 年）》《国务院关于淮河防御洪水方案的批复》等重要规划及文件中，均对临淮岗工程提出了在确保防洪安全和不影响排涝的前提下，可兼顾洪水资源利用，发挥其综合效益的要求。随着淮河流域水资源需求不断增长，如何有效利用临淮岗工程蓄水保水，保障沿淮城乡供水和农业、生态用水，特别是干旱年份保障城乡供水和农业灌溉尤为迫切。为满足以上经济社会需求，研究在坝址流域突发大面积强降雨或上游洪峰来临之前，如何在高水位差情况下短时间内迅速腾空坝上河道存水，确保防洪安全十分必要。

1.1 工程概况

临淮岗洪水控制工程是国务院确定的治淮19 项骨干工程之一，是国家“十五”计划重点项目。2001年12 月2 日工程正式开工，2006 年11 月6 日工程建成，2007 年6 月20 日通过竣工验收。工程位于淮河干流中游正阳关以上28km 处，集水面积4.22 万km2，涉及河南固始、淮滨和安徽霍邱、颍上、阜南五县。临淮岗工程是Ⅰ等大（1）型工程，按100 年一遇洪水标准设计，坝上设计洪水位28.51m（废黄高程基准，下同），滞洪库容85.6 亿m3，相应控制下泄流量为7362m3/s；按1000 年一遇洪水标准校核，坝上校核洪水位29.59m，滞洪库容121.3 亿m3，相应控制下泄流量为17965m3/s。

1.2 工程标准内洪水防御调度启用原则

发生中小洪水，临淮岗坝上水位低于27.0m、正阳关水位低于26.50m 时，深孔闸、浅孔闸敞泄；当临淮岗坝上水位将超过27.00m 或正阳关水位将超过26.50m 时，启用姜唐湖蓄（行）洪区。

在沿淮行蓄洪区、分洪河道、上游水库等均已按规定充分运用后，正阳关水位仍将超过26.5m，鲁台子流量将超过10000m3/s，开始启用临淮岗工程。工程控泄总流量根据颍河、淠河来水量而定，确保正阳关不超过保证水位。

1.3 临淮岗工程试验性蓄水坝上水位控制原则

安徽省临淮岗工程管理局于2010 年汛末开始探索实施试验性蓄水，得到了安徽省水利厅肯定和支持，并获得2011 年度安徽省水利改革创新奖。2016年省水利厅向六安市、阜阳市和阜南、颍上、霍邱征求临淮岗工程试验性蓄水暂行方案意见，经反馈后临淮岗工程坝上水位按照以下原则进行控制：

（1）汛期：5 月1 日—9 月30 日，临淮岗坝上水位按20.5m 控制。

（2）非汛期：10 月1 日—4 月30 日，坝上水位按22.0m 控制。

（3）期间若发生洪水，则深孔闸、浅孔闸均及时敞泄；如遇特殊情况，根据省水利厅调度命令执行。

1.4 存在问题

非汛期如遇突发春汛、秋汛，或者汛期遭遇突发强降雨，上游来水量突然增大，工程调度工作如何在保证尽快腾空库容的同时，最大程度地减少因急速泄水造成坝上水位快速削落、坝下水位急速上涨而对上下游社会生产生活造成的影响。

2 临淮岗工程试验性蓄水期间典型泄水过程实例研究分析

通过查询研究临淮岗历年泄洪资料，并通过历年数据比对，选定2018 年和2019 年两次典型泄水过程进行分析。

2.1 历年典型高水位泄洪情况简述

2.1.1 2018 年7 月临淮岗工程泄水过程

2018 年7 月29 日临淮岗工程泄水，历时4个小时，临淮岗工程坝上水位由21.54m 下降至20.80m，闸门开度由12 孔1.0m（流量456m3/s）变成12 孔4.5m（流量858m3/s），具体见图1。

图1 2018 年7 月临淮岗工程泄水过程线图

2.1.2 2019 年6 月临淮岗工程泄水过程

2019 年6 月坝上水位降低过程分2 个阶段。第一阶段6 月17 日，临淮岗工程坝上水位由21.25m下降至20.3m，闸门开度由8 孔0.5m（流量160m3/s）变成12 孔1.0m（流量546m3/s）；第二阶段6 月23 日，临淮岗工程坝上水位由20.88m 下降至19.97m，闸门开度由12 孔0.5m（流量259m3/s）变成12 孔2.0m（流量808m3/s），具体见图2。

图2 2019 年6 月临淮岗工程泄水过程线图

2.2 泄水情况分析

2.2.1 2018 年7 月临淮岗工程泄水过程分析

通过急速开启闸门，坝上水位在4 个小时由21.50m 下降至20.80m，下降0.7m，坝上水位降速明显，但是下游水位由19.09m 上涨至20.42m，上涨1.33m。

原因分析：一是坝上库容并没有从21.50m 对应库容2.26 亿m3降至20.80m 对应库容1.86m3（库容差4000 万m3）。泄水前临淮岗工程有456m3/s 的来水流量，因此扣除来水，在4 小时内临淮岗工程下泄总量约770 万m3，远小于4000 万m3，因此坝上水位降低只是由于临近临淮岗工程水体被腾空，而工程下游水位上涨则是由于工程下泄库容壅高。

2.2.2 2019 年6 月临淮岗工程泄水过程分析

通过泄水过程线可以看出，本轮泄水过程较长，闸门操作结束后，上下游水位均有较长的平行线并保持不变，上下游河道库容基本保持不变，说明上下游泄水达到了平衡状态，上游库容得到了真实腾空。

3 临淮岗工程高水位差控制运行方案研究

3.1 临淮岗工程高水位差泄水情景设定

情景一：坝上水位从21.00m（对应坝下水位18.00m）降至20.00m，需下泄水量约0.45 亿m3。

情景二：坝上水位从22.00m（对应坝下水位18.00m）降至20.50m，需下泄水量约0.84 亿m3。

情景三：坝上水位从23.00m（对应坝下水位18.00m）降至20.05m，需下泄水量约1.67 亿m3。

3.2 控制运用方案设计

建议高水位差泄水时，与蚌埠闸联合调度，同时消减工程上下游河道存水，深孔闸和浅孔闸根据下游水位上涨情况，梯度开启闸门。

情景一控制运用方案：因坝上水位较低，下泄总库容为0.45 亿m3。调度方案按照平均下泄流量500m3/s 设计，约25 小时内能将坝上水位降至20.00m。其对应坝上水位20.00m，下游水位18.90m，流量约640m3/s。

情景二控制运用方案：向水利厅申请同蚌埠闸联合调度，蚌埠闸同时开闸放水，为提高下泄水量计算精度，本次调度均设置孔流下泄。

第一阶段深孔闸开启闸门，逐步提至12 孔5.0m，此阶段包括表1 序号1～4 调度过程，预计4 小时，此时坝上水位降至21.70m，下游水位上涨至20.5m，下泄水量约0.19 亿m3；第二阶段开启浅孔闸、深浅孔闸同时泄水，此阶段包括表1、表2 序号5～7 调度过程，预计22 小时，下泄水量约0.65 亿m3；两阶段合计26 小时，下泄水量0.84 亿m3，具体见表1和表2。

表1 深孔闸过流匡算表

表2 浅孔闸过流匡算表

情景三控制运用方案：第一阶段深孔闸开启闸门，逐步提至12 孔5.0m，此阶段包括表3 序号1～4调度过程，预计4 小时，此时坝上水位降至22.5m，下游水位上涨至20.5m，下泄水量约0.21 亿m3；第二阶段开启浅孔闸、深浅孔闸同时泄水，此阶段包括表3、表4 序号5～7 调度过程，预计6 小时，下泄水量约0.66 亿m3；第三阶段浅孔闸、深浅孔闸低水位差泄水（对应正常情况下闸门全开），此阶段包括表3、表4 序号8～10 调度过程，预计26 小时，下泄水量约0.80 亿m3；三阶段合计36 小时，下泄水量1.67 亿m3，具体见表3 和表4。

表3 深孔闸过流匡算表

表4 浅孔闸过流匡算表

4 结论

4.1 时效性要求

临淮岗工程高水位差工况下泄水多因流域发生强降雨，为充分做好洪水防御准备，工程需要在规定时间内完成预泄腾空坝上库容工作。洪水从王家坝到临淮岗工程需24～36 小时，加上地表汇流时间，预计强降雨开始到洪水行进至临淮岗工程约48 小时以上，加之当前我国气象预报能力不断提升，预计临淮岗工程有效泄水时间超过4 天，以上三种泄水情景均可在24～36 小时完成，满足时效性要求。

4.2 安全性要求

为避免突然泄洪对淮干沿线社会经济活动构成安全影响，临淮岗工程管理局需在开闸泄水前及时通知工程上下游沿线地方政府，为上下游水位极速波动做好相应准备工作。

4.3 调度要求

淮河干流两梯级临淮岗和蚌埠闸协同呼应。临淮岗工程在坝上水位超过21.0m 以上泄洪时，应同蚌埠闸开闸联合调度。一是避免临淮岗工程下游河水过度壅高，影响泄水效率；二是保持下游河道水位平稳涨落；三是保证河道整体水量稳定，临淮岗工程完成泄水调度后，需告知蚌埠闸适时截留河水，保证下游城市供水、灌溉、航运和发电需求■