润河洼地新建河口泵站规模拟定分析

黄乘富 章启兵

（1安徽省阜阳市水利规划设计院 阜阳 236000 2安徽省·水利部淮委水利科学研究院 蚌埠 233000）

润河洼地新建河口泵站规模拟定分析

黄乘富1章启兵2

（1安徽省阜阳市水利规划设计院 阜阳 236000 2安徽省·水利部淮委水利科学研究院 蚌埠 233000）

本文通过洼地洪水调洪演算结果，从降低水位、缩短高水位持续时间以及减少淹没面积和抽排水量的大小等方面进行分析，以确定河口建站规模。

润河 调洪演算 泵站规模

润河是淮河的一条支流，起源于安徽省临泉县长官镇西南部的刘寨，流经临泉、阜南、颍上3县，全长174km，流域总面积1293.6km2。1965年经规划，将上游乔油坊以上330km2经界南河截入谷河，中段刘庄以上403km2经陶孜河下段截入氵蒙河分洪道，润河下段在中上游截源后流域面积560.6km2于润河集中注入淮河。中下游利用刘庄闸控制，一般洪水年份，中游的洪水直入淮河、氵蒙河分洪道，大水年份当刘庄闸闸上水位超过28.5m时开闸向润河下段放水，最大下泄流量为152m3/s。

润河中下游沿岸洼地地势低，在高程25.5m以上居住人口较多，而外河水位（淮河水位、氵蒙河分洪道水位）较高，导致当地降雨形成的内水无法外排，常常形成“关门淹”，每遇大水，成灾面积较大，搬迁人口较多。根据淮委设计院对润河洼地的规划方案，拟在润河入淮河口新建一河口泵站以解决涝水出路问题。

1 润河河口站建站的必要性分析

润河中下游沿岸洼地地势低洼，而外河水位（淮河水位）常常较高，导致当地降雨形成的内水无法外排，形成“关门淹”。据统计，成灾年份连续关闸平均时间为22.4d，成灾年份各年的1日、3日、5日、10日平均水位变幅较小。成灾年份导致洼地内长时间高水位的主要原因：一是受淮河干流高水位顶托，失去自排条件，“关门淹”现象突出；二是缺少抽排能力，一旦失去自排条件，只能任由水位上涨，等待外河水位下降至产生自排机会。长时间的高水位是影响岗地保庄圩安全的最大威胁，并对耕地造成严重的洪涝灾害。如采用加高加大堤防虽可防外洪，但内涝不能外排，往往形成堤防内外均是高水位的现象，因此增强必要的抽排能力、降低水位并缩短高水位持续时间，是减轻润河下游流域洼地洪涝灾害的较有效措施。

2 泵站规模拟定分析计算方法

根据对润河流域雨量站的降雨及润河集淮河水位情况的分析，综合考虑选取1982年、1983年、1984年、1991年、1998年、2002年、2003年、2005年、2007年等大洪水年份分析不同建站规模的效果。

根据典型年洪水来水过程实测陶坝闸闸下水位过程，调算润河下游不建站与建站后陶坝孜闸上水位。初拟抽排规模为 50m3/s、80m3/s、100m3/s、120m3/s四个方案，起排水位分别为23.5m、24.0m、24.5m。

调洪演算的边界条件：（1）由于润河泵站的除涝标准按10年一遇考虑，根据刘庄闸的运行管理办法，在调洪演算时不考虑刘庄闸流量的下泄；（2）润河洼地的圩堤处理意见，由于润河下段颍上境内1992年修建的堤防右岸标准较低，也不封闭，无防洪作用，本次在调洪演算时保持现状，不考虑防洪作用。左岸标准较高，但还有几处大沟未封闭，在调洪演算时将沟口封闭，在一般年份考虑其防洪作用，在超标准或润河流域与淮河流域同频率遭遇大水时，利用堤防与岗地间的库容蓄洪；（3）流量过程计算，采用润河流域的润河集、朱寨、三塔、柴集、焦坡等5个雨量站的雨量资料推求流量，单位过程线采用淮北坡水区现有的单位过程线；（4）库容曲线根据2007年版万分之一航测图计算；（5）陶坝闸出口外水位采用各典型年调节演算期逐日实测水位。

调洪演算的原则方法：（1）闸门的启闭规则是当闸上水位高于闸下水位时开闸放水，否则关闸，防止外河顶托倒灌。本次演算典型年均为大水年份的汛期，因此未考虑枯水期关闸蓄水情况；（2）泵站的运行条件是在关闸且闸上水位高于起排水位时运行抽排；（3）在泵站开机抽排后，一旦润河内水位高于淮河干流水位，遇有自排条件时，停止抽排，由陶坝闸自排入淮，待润河内水位再低于淮河干流水位无法自排时，泵站再开机抽排。（4）在遭遇淮河干流大洪水时，为了不增加淮河干流防汛负担，在润河陶坝闸下淮河干流水位接近设计水位时，考虑水位、错峰等因素，原则上泵站暂停抽排，不增加干流防汛压力。

3 不同频率设计水位成果分析

新建润河河口站调洪演算陶坝闸上水位成果见表1，润河下游建站不同规模闸上设计水位比较见表2。

表1 新建润河河口站调洪演算陶坝闸上水位成果表

表2 润河下游建站不同规模闸上设计水位比较表

3.1 降低洪水位

根据调洪演算成果，从降低洪水位效果来看，设站抽排可有效降低陶坝闸上水位。经分析，不建站时陶坝闸上设计水位 5年一遇 25.84m，10年一遇 27.00m，20年一遇27.28m。不同建站规模与不建站相比，5年一遇设计水位可降低 0.46～1.19m，10年一遇设计水位可降低 0.67～1.84m，20年一遇设计水位可降低0.37～1.32m。

从实际洪水年份来看,不建站和建站后各种规模情况下陶坝孜闸上设计水位有较大幅度的下降：以大水年份的1991年、2003年、2007年为例，在起排水位24.0m时，不建站情况下1991年最高水位为26.96m，抽排规模为50m3/s、80m3/s、100m3/s、120m3/s时，最高水位分别为 26.22m、25.81m、25.64m、25.45m，分别降低 0.74 m、1.15 m、1.32 m、1.51m；不建站情况下2003年最高水位为27.10m，抽排规模为50m3/s、80m3/s、100m3/s、120m3/s时，最高水位分别为26.00m、25.83m、25.59m、25.44m，分别降低1.1m、1.27m、1.51m、1.66m；不建站情况下2007年最高水位为27.28m，抽排规模为50m3/s、80m3/s、100m3/s、120m3/s时，最高水位分别为 27.01m、26.79m、26.66m、26.56m，分别降低0.37m、0.59m、0.72m、0.82m。

3.2 缩短高水位持续时间

根据调洪演算结果，设站抽排可有效缩短高水位的持续时间。经分析，不建站时陶坝闸上水位高于25.0m的天数为5～33d（其中持续时间最短的是1984年，最长的是1991年）。建站后，当建站流量高于80m3/s时，水位高于25.0m持续时间下降为1～22d（其中1982年、1983年、2005年水位全部降到25.0m以下，持续时间最长为2007年，持续高水位仍有22d）。高水位持续时间就1991年、2003年大水年份而言，在流量大于100m3/s时，有较大幅度的下降。抽排流量在100m3/s以上能保证水位在25.5m以上的面积，对2007年型大水需在低水位起排，120m3/s的流量才能基本满足保护水位在25.5m的需要。

单高水位持续时间来看，对一般年份采用50流量泵站就能基本满足要求；对达到10年一遇的洪水保证25.5m以上面积需要80流量以上，大水年份则需采用100流量以上泵站才能基本满足。

3.3 淹没面积及抽排水量

针对不同建站规模，从抽排水量来看，就典型年累计抽排量，23.5m起排比24.5m起排要多抽排水3.0亿m3左右；24.0m起排比24.5m起排要多抽排水1.2亿m3左右。受淹面积23.5m起排比24.5m起排累计减少37km2左右，24.0m起排比24.5m起排受淹面积累计减少21km2左右。起排水位每增加0.5m，受淹面积的减少量与排水量的减少量值减少，说明在低起排水位比较有利。由此泵站起排水位确定为23.5m。

4 规模确定

综合以上分析，润河下游排涝站的建设将有效降低陶坝闸上水位，缩短高水位持续时间，有利于改善润河流域的防洪形势，提高流域面上的排涝能力。

考虑排水条件、堤防（圩堤）现状防洪能力、抽排效果及投资等因素，建议润河排涝站规模确定为100m3/s，起排水位23.5m