浅谈渠江老旧船闸改造与广安市水环境提升的有机结合

徐超炎 丁易峰 虞 霏

浅谈渠江老旧船闸改造与广安市水环境提升的有机结合

徐超炎 丁易峰 虞 霏

（四川江源工程咨询有限公司，四川 成都 610041）

广安市处于富流滩电站常年回水区，常水位为213.80m，远低于滨江路高程，亲水效果差，如何结合梯级电站的改造抬高广安市区段渠江水位，提升改善广安市区沿江水环境，营造滨水城市景观，改善城区景观品质，是值得思考的一项惠民利民工程。

电站；亲水；改造；城市景观

渠江干流航道上起达州南门口，下至重庆合川境内渠河嘴，全长360km（其中四川境内长达286.20km），是四川主要通航河流之一，也是全国解放后最早规划实施以全江渠化为目标的高等级航道（通行500t级以上船舶）。根据《四川省内河水运发展规划》，渠江（达州南门口～广安丹溪口）286.2km航道原规划为Ⅳ级航道，全线共规划有金盘子、舵石鼓、南阳滩、风洞子、凉滩、四九滩、富流滩7个梯级，各梯级间水位互相衔接。现在除风洞子外，其它枢纽均已建成。

广安市处于四九滩枢纽至富流滩枢纽段，位于富流滩电站常年回水区，常水位为213.80m；由于渠江为典型的山区河流，山区河流的水文特点是过程线呈尖而瘦的多峰形，一次洪水涨落过程较短，水位暴涨暴落，且变幅较大，洪水频率10%时流量Q=21900m3/s，相应水位224.13m。城区防洪标准一般20～50年，即滨江路及滨水建筑物高程较库区水位高了至少10米，亲水效果差。考虑到已建梯级多为上世纪60年代～90年代建设，年久失修且等级低，可以结合梯级电站的改造抬高广安市区段渠江水位，提升改善广安市区沿江水环境，营造滨水城市景观，改善城区景观品质，是值得思考的一项惠民利民工程。

1 航道现状情况

目前，富流滩库区航道等级为Ⅲ级，航道尺度为2.4×60×480（水深×槽宽×弯曲半径），可常年通行1000t级船舶。

富流滩库区现有五座桥梁，从下游向上依次为罗渡渠江大桥、鱼家嘴渠江大桥、黄麻渡渠江大桥、官盛渠江大桥及白塔渠江大桥，具体技术参数见下表。

四九滩-富流滩段现有桥梁及技术标准统计表

桥梁名称建设地点（距富流滩电站里程km）结构型式建设（管理）单位建成年份通航净空标准尺度（m） 净高HM净宽BM通航孔数设计最高通航水位（黄海）频率% 罗渡渠江大桥0.55拱桥岳池县交通局19688.0328.902224.2510 兰渝铁路鱼家嘴渠江大桥2.6连续梁兰渝铁路有限公司201562.3171.122222.0033.3 黄麻渡渠江大桥31.36拱桥四川川东高速公路有限公司199910.073.812228.1410 白塔渠江大桥53.6拱桥四川川东高速公路有限公司200010.070.611231.3710 广安渠江大桥57.98拱桥广安市交通局197916702225.5220

2 富流滩电站及上下游梯级枢纽现状

富流滩电航工程位于渠江干流下游，于2005年建成，是渠江达县至渠河嘴360km河道七级规划方案的最下一级，上游与已建四九滩枢纽衔接，下游为在建的嘉陵江草街枢纽。

富流滩枢纽电站安装三台13MW立式发电机组，装机容量3x13MW，引用流量483m3/s，水库调节库容为3020万m3，调节特性为周调节。

四九滩、富流滩和草街枢纽特征水位见下表。

四九滩、富流滩和草街枢纽特征水位表

3 提升打造水环境方案

为了抬高广安市城区段渠江蓄水高程，扩大水域面积，提升打造广安市城区沿江水环境，初步考虑采取两种方案。方案一：通过直接加高富流滩电站闸坝高程，抬升库区正常蓄水位。方案二：结合四九滩电航枢纽船闸升级改造，考虑将城区四九滩电航枢纽整体搬迁到下游约6.0km处，以此来抬高渠江在城区段的蓄水高程。

方案一：

富流滩电站库区设计正常蓄水位为213.8m，抬高库区正常蓄水位受到制约因素主要有：①库区桥梁通航净空制约影响，②电站发电出力制约影响。

3.1 库区桥梁通航净空制约影响

库区正常蓄水位抬高后，许多滩险消除了，改善了航道的条件。在正常蓄水位抬高不大的情况下，其水面高程远低于最高通航水位（10年一遇洪水标准），因此在正常蓄水位情况下桥梁通航净空不受影响。

由于溢流坝加高，过水断面相对减小，会产生一定的雍高，但影响不大。

3.2 电站发电出力及机组运行制约影响

富流滩电站下游最低通航水位为200.00m，上游正常蓄水位213.8m。根据富流滩电站机组参数计算，要保证机组安全稳定运行，运行水头不能超过14.5m，水头损失按1.5m计算，则富流滩电站上游正常蓄水位不超过216.00m。水轮机额定水头9.5m，若按最高蓄水位计算，额定水头将提高2.2m至11.7m。机组在11.7m水头下运行，仍处在稳定运行范围内，但稳定运行范围变窄。为将机组运行时产生的有害振动、噪音、水轮机汽蚀的增加限制在一定范围以内，机组出力则不能超出原额定参数值，即不能增加水轮机出力。水轮机是根据原设计水头和流量参数定制的产品，机组在大幅提高设计水头状态下运行，必将造成机组有害振动加大、噪音增加，水轮机汽蚀程度加重，最终导致机组使用寿命缩短，检修维护费用增大。

四九滩电站位于富流滩电站上游，若富流滩电站正常蓄水位提高2.2m后，上游四九滩水电站正常尾水位将提高，水轮机出力减少。同时机组仍可能偏离原运行区域，同样会造成机组振动、噪音增加等不良后果。

抬高富流滩库区正常蓄水位，将增加富流滩电站机组运行水头、降低四九滩电站机组运行水头。对这两个航电枢纽来说，水头的大幅变动，势必改变发电机组运行参数，导致水轮机效率降低，出力减少，有害振动和噪音增加，对机组的安全稳定运行产生一定的不良影响。

根据以上分析，考虑抬高富流滩库区正常蓄水位对富流滩电站及四九滩电站发电影响，抬高水位值确定位2.0m。

3.3 新增库区淹没

另外，由于富流滩库区正常蓄水位抬高，会造成新增库区淹没及系列加固改造问题。由于溢流坝段加高，行洪断面相对减小，会造成一定的水位雍高，在两年一遇洪水流量的标准下，库区水位雍高约0.5m，因此会新增一定的库区淹没。

3.4 需对水工结构、金属结构、启闭机、电气等结构安全及容量进行改造。

库区正常蓄水位抬高，会对富流滩电站水工建筑物的结构安全造成一定影响，须计算复核。溢流坝段水工建筑物需根据库区正常蓄水位抬高进行加高加固改造，泄洪闸等金属结构需要进行加高加固改造，门机、卷扬机等启闭设施需根据启闭力增加大小进行重新选型，电气设备等需要根据负荷要求进行扩容改造，另外启闭排架、启闭机房等土建设施也需要根据最新要求进行改造。

方案二：

通过富流滩电站抬高正常蓄水位受到限制因素较多，不可能大幅提高水位，且对广安市区水环境打造效果不太明显，因此提出第二套方案。

四九滩电航枢纽位于城区，已经严重影响了渠江两岸城区桥梁道路的衔接，影响了城市的发展，且其通航建筑物为Ⅳ级船闸，不满足渠江三级航道规划要求，需要升级改造。因此可结合船闸升级改造，直接将四九滩电航枢纽整体搬迁到下游约6.0km处，以此来抬高渠江在城区段的蓄水位，增大水域面积，这将大大改观广安市区水环境，提高城市品质。另外还可以利用四九滩闸坝现有构筑物，新建一座连接两岸的桥梁，方便渠江两岸的交通衔接。该方案不足之处是投资较大，方案布置见下图。

4 结论与建议

由于富流滩电站正常蓄水位抬高限制因素较多，抬高水位有限，达不到预期效果，因此考虑结合四九滩电航枢纽船闸升级改造，直接将四九滩电航枢纽搬迁下移约6.0km新建，满足上下游通航水位衔接。这样可大幅抬高市区段渠江水位，增大水域面积，改善城区水环境，提升城市品位。另外由于四九滩电站船闸搬出主城区，更加有利于主城区渠江桥梁的选址建设，方便两岸交通连接，唯有不足的是新增工程投资相对较大。

渠江已建梯级多为上世纪五六十年代建成，即将面临改造建设，可结合城市发展对渠江规划进行调整设计，统筹考虑。

[1]渠化工程枢纽总体设计规范，JTS182-1-2009，中华人民共和国交通运输部.

[2]四川省渠江流域综合规划，四川省水利水电勘测设计研究院，2013.7.

[3]渠江（达州～广安段）航运发展规划报告，四川省交通运输厅交通勘察设计研究院，2016.6.

徐超炎（1982.10- ），男，土家，籍贯：湖南常德，高级工程师，工学学士，主要从事：港口及航道工程设计工作。

S210

A

1007-6344（2021）04-0100-02

四九滩富流滩草街 正常蓄水位（m）222.40213.80203.00 枯水期消落水位（m）222.20213.40202.00 上游最高通航水位（m）227.20224.13203.00 上游最低通航水位（m）222.20212.40200.00 下游最高通航水位（m）224.10223.13190.92 下游最低通航水位（m）213.80202.00176.30