行洪区口门宽度变化对淮河干流水位影响研究

金 鑫 杨 林

（淮河水利委员会综合事业发展中心 蚌埠 233001）

1 实体模型概况

淮河干流正阳关至涡河口段实体模型位于合肥市三十岗乡淮河模型基地内，模型占地面积约12000m2，模拟河段选取上自正阳关以上1km，下至蚌埠闸下2km，全长144.5km，水平比尺1︰300，垂直比尺1︰60。实体模型淮河以北以淮北大堤为界，淮河以南以27.0m 高程或相应城市圈堤、防洪堤为界，上述边界内淮河两侧所有行洪区与生产圩均在模拟范围内。河段主要入汇支流包括颍河、东淝河、茨淮新河、涡河等4 条支流，行洪区包括寿西湖、董峰湖、上六坊堤、下六坊堤、石姚段、汤渔湖、荆山湖、洛河洼等8 个行洪区以及东淝闸右圩、靠山圩、老婆家圩等多个生产圩。

2 研究内容

行洪区口门宽度变化对淮河干流水位影响研究采用恒定流方式，即保持来流恒定、尾水恒定的情况下，通过控制不同的口门宽度，来控制行洪区进洪流量，研究不同分泄流量时淮河干流沿程水位的变化。本文以单独开启董峰湖或寿西湖行洪区，其他行洪区不开启为例，说明行洪区口门宽度变化对淮河干流水位的影响。

表1 董峰湖行洪区口门不同开启宽度时水位情况表（7000m3/s）

2.1 董峰湖行洪区

以董峰湖行洪区作为研究对象，在进口流量分别为7000m3/s、8000m3/s，出口水位为对应流量控制水位时，保持董峰湖单个行洪区口门行洪，测读河道断面流速分布，研究董峰湖行洪区全开、开启3/4宽度、1/2 宽度、1/4 宽度时分泄流量对淮河干流沿程水位的影响。

2.1.1 降低水位情况

在来流量相同、口门开启宽度不同时，董峰湖行洪区口门全开变化至口门开启1/4 宽度时降低水位情况见表1 和表2。由表中数据可知，随着口门开启宽度减小，降低沿程水位也减小了。对于不同流量级，规律基本是一致的，说明行洪区的行洪效果与口门开启宽度呈正相关。

相同来流量，口门开启大小不同时河道和行洪区分泄流量的情况见表3。由表中数据可知，当来流量相同，则随着口门开启宽度的增大，行洪区分泄流量增大。

表2 董峰湖行洪区口门不同开启宽度时水位情况表（8000m3/s）

表3 不同口门开启宽度时流量分配表

表4 寿西湖行洪区口门不同开启宽度时水位情况表（7000m3/s）

表5 寿西湖行洪区口门不同开启宽度时水位情况表（8000m3/s）

表6 不同口门开启宽度时流量分配表

图2 董峰湖行洪区口门不同开启宽度河道流速分布图

图3 寿西湖行洪区口门不同开启宽度河道流速分布图

2.1.2 流速分布

随着口门开启宽度减小，行洪区过流减小，河道流速增大。当Q=7000m3/s 时，主河槽最大流速从1.37m/s 升至1.59m/s。当Q=8000m3/s 时，主河槽最大流速从1.41m/s 升至1.62m/s。董峰湖行洪区口门全开时和只开启1/4 时河道流速分布见图1、图2。

2.2 寿西湖行洪区

以寿西湖行洪区为研究对象，在进口流量分别为7000m3/s、8000m3/s，出口水位为对应流量控制水位时，保持寿西湖单个行洪区口门行洪，测读河道断面流速分布，研究董峰湖行洪区全开、开启3/4宽度、1/2 宽度、1/4 宽度时分泄流量对淮河干流沿程水位的影响。

2.2.1 降低水位情况

在来流量相同、口门开启宽度不同时，寿西湖行洪区口门全开变化至口门开启1/4 宽度时降低水位情况见表4 和表5。由表中的数据可知，随着口门开启宽度减小，降低沿程水位也减小了。对于不同流量级，规律基本是一致的，说明行洪区的行洪效果与口门开启宽度呈正相关。

相同来流量、口门开启大小不同时河道和行洪区分泄流量的情况见表6。当来流量相同，则随着口门开启宽度的增大，行洪区分泄流量增大。

2.2.2 流速分布

随着口门开启宽度减小，行洪区过流减小，河道流速增大。当Q=7000m3/s 时，主河槽最大流速从1.43m/s 升至1.57m/s。当Q=8000m3/s 时，主河槽最大流速从1.48m/s 升至1.68m/s。寿西湖行洪区口门全开时和开启1/4 时河道流速分布见图3、图4。

图4 寿西湖行洪区口门不同开启宽度河道流速分布图

3 结语

本文通过控制董峰湖和寿西湖行洪区不同的口门宽度，来控制行洪区进洪流量，研究不同口门宽度分泄不同流量对淮河干流沿程水位的影响，可以得出以下结论：董峰湖和寿西湖在口门全开，宽度达到规划设计宽度时，在7000m3/s 时可分别降低水位正阳关水位0.16m 和0.13m，降低鲁台子水位0.19m和0.12m；在8000m3/s 时可分别降低水位正阳关水位0.20m 和0.15m，降低鲁台子水位0.22m 和0.12m。但随着口门开启宽度减小，降低沿程水位的效果也变小，到董峰湖和寿西湖口门宽度只开1/4 时，在7000m3/s时只能分别降低水位正阳关水位0.07m 和0.04m，降低鲁台子水位0.08m 和0.03m；在8000m3/s 时只能分别降低水位正阳关水位0.11m 和0.08m，降低鲁台子水位0.11m 和0.04m，说明行洪区的行洪效果与口门开启宽度呈正相关。同时，随着口门开启宽度减小，行洪区过流减小，河道流速增大■