泗阳闸除险加固工程施工导流方案研究

刘炜 李小红 周霞 陆明春

摘要：为顺应泗阳县经济建设需要，泗阳闸除险加固工程紧急上马，水下工程工期由原计划10月～翌年5月，安排至1月～5月，工期短，任务重，加上泗阳闸周边水系复杂，且施工期间徐洪河（睢宁段）航道工程同时断流施工影响，增加了工程施工导流的难度。

关键词：导流标准；施工导流；频率分析；

1、概况

1.1 基本情况

泗阳节制闸位于泗阳县众兴镇南约2.5km处的京杭运河上，是骆南中运河上梯级控制之一，与泗阳第一抽水站、第二抽水站及其它附属建筑物组成泗阳水利枢纽，该闸具有防洪、灌溉、发电等综合功能。泗阳闸设计流量1000m3/s，主要承泄骆马湖及其以西地区、皂河闸以下中运河两岸的部分涝水，非汛期拦蓄水便于上游的灌溉、航运及工业、生活用水。

1.2 工程施工计划

工程拟定于2013年1月中旬开工，2013年12月31日完工，总工期12个月，其中2013年5月31日前完成水下工程，具备放水条件。

1.3 影响施工导流的相关在建工程

徐洪河（徐沙河～民便河段）河道扩挖工程为航道“五改三”工程，工程全长33.8km，工程计划2013年3月完工。该段还实施了南水北调东线一期影响工程（护坡工程），并计划2013年4月底前具备通水验收条件。

2、水文分析

2.1 施工导流标准

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）、《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）， 泗阳闸为Ⅱ级建筑物，相应的施工导流建筑物级别为Ⅳ级，施工期设计洪水为10～20年一遇，按施工围堰的使用年限和高度，施工导流设计标准取10年一遇。

2.2 施工期水位分析

由于骆南中运河具有行洪、排涝、供水、航运等综合功能，泗阳闸施工期设计挡洪水位结合实测系列资料频率计算成果、依据施工期泗阳站发电流量推求成果、通航水位、南水北调送水水位、灌溉水位等综合分析确定，施工期10年一遇闸上水位16.9m、闸下13.5m。

2.3 施工期导流流量分析

骆南中运河来水主要由两部分组成，一是运西黄墩湖及上游地区内涝；二是皂河闸、洋河滩闸分泄的骆马湖洪水。

2.3.1黄墩湖及上游地区涝水

邳洪河闸以上总集水面积为740.1km2，因邳洪河闸无实测资料，区域内涝的计算采用宿迁闸逐日平均流量减去皂河闸同日平均流量。根据1980～2011年系列资料，选取年最大日均流量进行频率分析，经计算黄墩湖地区1～5月份10年一遇流量为123m3/s。

2.3.2区域涝水与外来洪水遭遇分析

（1）施工期流量

根据施工安排，泗阳闸加固工程拟在1～5月底前完成水下部分。由于泗阳闸施工导流涉及徐洪河，而徐洪河睢宁段航道及护坡工程的实施导致施工导流需分阶段进行分析，分别为为1～3月、4月、5月、6月（6月15日前）。

（2）刘老涧至泗阳闸区间流量

根据泗阳闸站2002～2011年计10年的降水资料分析，从多年的实际情况看，1～5月该区间基本没有较大涝水流量汇入，因此该区间流量不纳入泗阳闸加固工程的导流流量。

（3）受徐洪河施工影响的新增流量

一般1～3月徐洪河分泄骆马湖洪水的流量不超过50 m3/s，故受徐洪河施工的影响，1～4月中运河新增加导流流量50m3/s。

（4）泗阳段用水分析

泗阳县自来水公司及泗阳闸上游地区的工农业用水大都从中运河取水，根据多年资料分析泗阳上游段自然损耗加上区间用水，日均流量约30m3/s，本次导流流量考虑泗阳段用水取用水量最小值20 m3/s。

2.3.3设计导流流量

综上分析，泗阳闸施工期10年一遇导流流量见下表2.3。

3 施工导流

3.1 导流出路分析

1.线路一：利用泗阳站导流

运西黄墩湖地区部分涝水及区间段来水，可通过泗阳站反向发电排至中运河，流量150～160m3/s，本次按最小流量150 m3/s分流。

2.线路二：利用洋河滩闸导流

该线路可分泄上游洪水约80m3/s。一是经六运涵洞分泄60m3/s入中运河；二是经二干渠入新沂河，分泄约15～20m3/s。

3.线路三：利用徐洪河导流

骆马湖来水亦可通过徐洪河排泄。其导流流量受刘集地涵规模的限制，地涵设计流量200 m3/s，根据实际调度资料，控制地涵下泄流量不超过150 m3/s。此条线路根据徐洪河在建工程进度分阶段运用。

4.线路四：利用皂河站抽排涝水。

皂河抽水站设计流量 200 m3/s，当黄墩湖及上游地区发生超标准内涝时，可开启机组抽水入骆马湖。

3.2 导流工程启用

3.2.1 仅考虑黄墩湖及上游地区内涝

1～5月份，10年一遇导流流量103 m3/s，开启泗阳抽水站反转泄水。

3.2.2 考虑区域涝水与外来洪水遭遇

1～3月、4月，导流线路开启顺序分别为泗阳抽水站反转泄水、二干渠分流、骆马湖调蓄；5月份开启顺序为泗阳抽水站反转泄水、启用刘集地涵入徐洪河、二干渠分流、骆马湖调蓄。

4 超标准洪水导流预案

4.1 超标准区间内涝

黄墩湖地区20年一遇流量159 m3/s，刘老涧与泗阳闸区间排涝根据沿线建筑物规模合计为42.6m3/s，故20年一遇内涝流量为202m3/s。控制泗阳闸抽水站导流流量約150 m3/s，其余部分可利用皂河抽水站抽排入骆马湖，由骆马湖调蓄或通过嶂山闸排泄入新沂河。

4.2 超标准骆马湖洪水

在发生超标准洪水时，在用足中运河、徐洪河等导流线路的情况下，导流出路仍不足时，需商请淮委沂沭泗管理局：一是采用东调工程，分泄洪水入海；二是开启嶂山闸入新沂河。

5 利用骆马湖调蓄风险分析

5.1 设计典型洪水的选取

根据频率计算的成果，从实测资料中选取与设计洪峰流量标准相近、洪水过程水量较大的三个年份，采用同倍比放大法，分别计算得到相应时段年最大日均流量和最大洪量，依据峰高量大、峰型集中及对骆马湖防洪最不利原则选取洪水过程作为设计洪水，分别进行调蓄计算。

5.2 骆马湖调蓄分析

（1）设计标准洪水

根据施工导流方案，10年一遇设计洪水水下工程施工期的各阶段，均需利用骆马湖进行调蓄，根据选用的典型年进行分析，需骆马湖调蓄的最大洪水总量为0.37亿m3，如将骆马湖正常蓄水位23.0m作为起调水位计算，调蓄后的骆马湖水位为23.13m，根据骆马湖及周边工程的非汛期防洪标准分析，是安全、可行的。

（2）超标准洪水

选择20年一遇设计标准进行超标准洪水分析，经计算需骆马湖调蓄的最大洪水总量为1.22亿m3。

根据连云港及沭阳县水利局多年来对其供水水源污染事故应急处理情况，在水源受到污染情况下，各市县所属河道可维持供水1周左右。若嶂山闸泄量200～300 m3/s下泄，需排泄时间约为4.7～7.0天，根据上游来水情况，控制骆马湖水位不超过23.2m，经嶂山闸下泄同时考虑区间来水影响。嶂山闸准备泄洪时，应及时通知沿线涉及供水水源的沭阳、连云港、灌云等县市，采取必要措施，保证供水安全。

6 结语

施工期间骆马非汛期来水通过其它出路安排下泄，增加了相关工程的运行费用，建议实施阶段由建设单位根据有关工程运行情况予以补偿。工程实施前，建设单位应根据具体实施方案时段编制施工导流方案及度汛预案，报省防办审批。