浑河闸加固改建后对上下游河道的作用分析

郭彩银

(辽宁省大伙房水库管理局，辽宁 抚顺 113000)

浑河闸加固改建后对上下游河道的作用分析

郭彩银

(辽宁省大伙房水库管理局，辽宁 抚顺 113000)

摘要：本文主要介绍了浑河闸改建加固后对上下游河道及两岸堤防行洪能力的作用，以及发挥的生态景观效益。受浑河闸上、下游河道河底调整以及浑河闸加固改建的共同影响，浑河闸至上游第一个拦河坝砂山橡胶坝及此区域内各桥之间不同频率的设计水位出现了明显的下降，可见由于浑河闸的改建，闸上河道的行洪能力有了很大提高。经过汛期的验证，工程满足了泄洪、灌溉要求，保证了工程的安全稳定，为健全沈阳城市防洪体系做出了很大贡献。

关键词：浑河闸；加固；改建；行洪能力

1工程简介

浑河闸始建于1958年，1959年建成。随着沈阳市经济社会的迅猛发展，运行50余年的浑河闸已满足不了沈阳城市防洪、下游农田灌溉、自身安全稳定和城市生态景观的需要。经辽宁省发改委批复对浑河闸进行拆除重建，工程从2008年开工，2012年部分工程投入使用。改建后的浑河闸工程主体为拦河闸维持22孔不变，两侧浑沙、浑蒲进水闸均由原来的5孔变成3孔，拦河闸闸室段分别布置有水平铺盖、闸室段、一级消力池、一级消力池护坦、二级消力池、二级消力池护坦、三级消力池及抛石防冲槽，全长共计212.6 m、整个闸室宽258.10 m。在闸室段上设检修桥、工作桥、排架、启闭机房和交通桥等[1]。

2防洪标准

浑河闸原设计洪水标准为50 a一遇，设计流量为4174 m3/s，原校核洪水标准为200 a一遇，校核过闸流量5176 m3/s。改建后的浑河闸设计洪水标准为100 a一遇，校核洪水标准为300 a一遇，能通过500 a一遇的超标准洪水，最大泄流量为7341 m3/s。

3上下游河道加固改建工程方案

上游方案：考虑到浑河沈阳城区段为国家水利风景区，上游河道浑河闸段加固方案充分考虑河道防护与景观和生态建设结合。浑河闸上游河道改建工程包括浑河闸上游左右岸桩号0+100～0+400范围内左右岸堤防的土方填筑、上游护坡护岸的修筑以及堤顶路面铺设等工程。上游护坡采用生态功能混凝土连锁砖护坡结构，坡面坡度为1∶2.7，正常蓄水位36 m以上坡面铺设0.15 m厚腐殖土并种植草皮形成生态护坡。背水坡铺砌预制六棱块并种植草皮，堤顶为水稳层路面。

下游方案：经过几次大洪水冲刷后，现状上游干砌石护坡和膜袋混凝土破损严重，已经不能满足工程的防护要求。本次加固除现有两岸部分膜袋混凝土护坡保留外，将原河道护坡全部拆除，对原河岸边坡进行清理、整平后重新进行防护。此次防护采用混凝土面板护坡、格宾石笼和混凝土空心预制块结合的护坡形式。格宾石笼和铺设0.2 m厚腐殖土，并播撒草籽，形成生态护坡。混凝土空心预制块内铺腐殖土并播撒草籽。消力池末端150 m齿墙采用1 m宽、10 m深钢筋混凝土防淘齿墙，齿墙靠近河道侧铺设0.5 m厚、10 m宽格宾石笼。纵向河道进行疏浚工程，范围为消力池末端至浑河闸管理范围结束，长度约460 m。清理后用大块石填筑冲坑，防止冲坑进一步发展。

4对上游河道作用分析

4.1对上游河道行洪能力的影响

浑河闸改建的任务是除需满足其泄洪、灌溉、安全稳定的要求外，还要减少对上游现有防洪工程的影响。闸底板较改造前降低了1.0 m，不同频率洪水的浑河闸前起点水位出现了下降，闸底板降低对闸前水位的影响见表1。

表1　浑河闸改建前后闸上水位流量关系对比表

从表1可看出，改建后浑河闸底板高程下降1 m，不同频率对应闸上水位均下降，浑河闸行洪能力得到了很大提高。由于闸底板的降低，浑河闸上-砂山橡胶坝河段(砂山橡胶坝距浑河闸8190 m，是离浑河闸最近的拦河坝)的设计河底线亦随之相应调整。根据改建后闸上的水位流量关系以及浑河闸上-砂山橡胶坝河段重新调整的设计河底，分析计算闸上河段的设计行洪能力，其计算结果见表2[2]。

表2　浑河闸-砂山橡胶坝段改建后闸上河道行洪能力表　m

从表2可知，受浑河闸上、下游河道河底调整以及浑河闸加固改建的共同影响，浑河闸至上游第一个拦河坝砂山橡胶坝及此区域内各桥之间不同频率的设计水位出现了明显的下降，可见由于浑河闸的改建，闸上河道的行洪能力有了很大提高[3]。

4.2对上游堤防防洪能力的影响

改建后的浑河闸上游修砌300 m生态功能混凝土连锁砖护坡，其抗冲能力可满足3 m/s的流速，经过汛期的考验，可以满足工程安全需要。闸底板由原来31.5 m降至30.5 m，底板降低可以使河底更接近实际，有利于河道稳定，闸前河道进行了清淤，正常运用水位由原35.0 m提高到36.0 m，相应的对上游河堤的堤顶高程也有了一定调整，防洪能力有了很大提高。改建后的堤顶高程及水位值与原规划相比，没有变化(见表3)。因此，改建后的浑河闸上游堤防堤顶高程可满足300 a一遇设计标准。

表3　浑河闸改建后闸上堤防设计堤顶高程成果表　m

4.3对上游生态景观的作用

本次加固改建，通过闸门改造使浑河闸具备长期蓄水功能，正常蓄水位由原来的35 m提高到36 m，主要有以下几方面作用：

(1)保证了行船需要。据了解，计划航行的观光船最小吃水深度应确保在1.5 m以上，回水末端砂山橡胶坝的底板高程34.5 m为本河段河底最高处，该位置的水位应达到36.0 m以上，因此闸前的正常运用水位提高到36.0 m可满足区间通航需要。

(2)减少了工程建设。若考虑采用橡胶坝等其他工程措施蓄水到36.0 m高程来解决通航水深问题，此次加固方案投资少，且减少了工程建设带来的环境影响。

(3)减少人员和设备投入。当浑河闸落闸蓄水至36.0 m时，能保证闸上到砂山橡胶坝位区间形成连续水面，满足城市景观的水面要求。而在提高运用水位的过程中，无需额外增加管理人员和设备管理。

(4)提升城市品位。浑河闸砂山橡胶坝之间形成连续水面，为浑河主城区段通航创造了条件，可利于旅游计划的实施，同时为市民提供自然和谐的生态环境，提高沈阳城市的生活品位[4]。

5对下游河道作用分析

5.1对下游防洪能力的作用

原河道下切严重，闸上下游落差较大，冲砂闸下游无法形成一定水深，而原冲砂闸下无有效消能设施，在没有形成一定的下游水深时开启冲砂闸，极易引起冲砂闸下游近岸处较大冲刷。2010年汛期洪水将浑河闸下游两侧堤脚模袋混凝土局部冲毁、水流紊乱，造成闸下河道高低不平、河道严重淤积，中部形成两座较大的沙石堆，影响正常行洪。此次改建，对下游河道进行疏浚，使水流顺畅，增加了行洪能力。利用疏浚开挖的大石块，回填两岸堤脚冲坑，保护堤脚，减小水流对闸下左右岸护坡护脚的局部冲刷。

5.2对下游生态景观的作用

混凝土空心预制块与草皮生态护坡的结合，混凝土预制块可保证护坡稳定坚固、抗冲刷的作用，空心部位播撒草籽，随着植草的生长，根茎对空心预制块可起到潜在的加固作用，可提高混凝土预制块的耐久性和稳固性，孔隙部位还可起到排水作用，有利于护坡结构稳定。格宾石笼护坡正常蓄水位以上种植草皮，提高护坡抗倾覆能力的同时，植草绿化，保护生态，提高水体生物生存能力[5]。

6结论

浑河闸本次加固改建，满足了工程安全稳定，提高了泄洪能力，保证了下游灌溉要求，满足闸上沈阳城区的景观水面需求。经过汛期的验证，工程能够安全运行，保证了沈阳城市的防洪安全，同时为城区居民提供了休闲自然的生态环境，为健全沈阳城市防洪体系做出了很大贡献。

参考文献：

[1]辽宁省水利水电勘测设计研究院.浑河闸应急除险加固工程初步设计报告[R].沈阳：辽宁省水利水电勘测设计研究院，2008.

[2]杨祎，陈柯明，孙成强，等.浑河谟家堡闸改建对沈阳城市防洪的影响[J].东北水利水电，2010(7)：10-11.

[3]毕元章.水闸除险改建研究[J].海河水利，2003(5):26-27,69.

[4]江飞.钢坝闸门在城市景观河道中的应用[J].中国农村水利水电，2011(12):142-143.

[5]陈浩,辛小康,贾海燕,等.建闸工程对椒江干流水质影响分析研究[J].水电能源科学，2015(12):40-44.

作者简介：郭彩银(1982-)，女，工程师，主要从事工程管理工作。

中图分类号：P333;TV212.5+3

文献标志码：A

文章编号：2096-0506(2016)04-0062-03