淮河入江水道三河闸控制段行洪能力分析

霍中元， 楚恩国， 王 豹

(江苏省洪泽湖水利工程管理处， 江苏 淮安 223100)

1 工程概况

1.1 三河闸工程

三河闸位于江苏省淮安市洪泽县与盱眙县交界处、洪泽湖的东南角，是淮河下游入江水道的控制口门，是中国治理淮河的重要成果，是淮河流域性骨干工程。三河闸工程于1952年10月动工兴建，1953年7月建成放水，是我国自行设计自行施工的大型水闸。原设计流量为8 000 m3/s，1968—1970年加固后的三河闸设计行洪能力提高到12 000 m3/s，属大(1)型水闸。

三河闸在洪泽湖蒋坝水位14.5 m以下时，由江苏省水旱灾害防御调度指挥中心直接调度运用，三河闸工程拦蓄淮河上、中游来水，使洪泽湖成为一个巨型平原水库，极大地减轻了淮河下游的防洪压力，自建成以来，抗御了1954年、1991年、2003年、2007年等大洪水，充分发挥了骨干水利工程效益[1]。

1.2 洪泽湖入湖、出湖河道

洪泽湖承泄淮河上中游15.8×104km2的来水，入湖河流主要在湖西侧，主要有淮河、怀洪新河、池河、新汴河、新(老)濉河、徐洪河和安东河等，在湖北侧和南侧主要有古山河、五河、肖河、马化河、高松河、黄码河、淮泗河、赵公河、张福河、维桥河、高桥河等，其中淮河入湖水量占总入湖水量的70%以上。

洪泽湖出湖主要河道有淮河入江水道、入海水道、淮沭新河和苏北灌溉总渠(废黄河)等，其中淮河入江水道为洪泽湖的主要泄洪通道，约70%的洪水由三河闸下泄后，经入江水道流入长江，其余洪水由二河闸下泄后，经入海水道流入东海，或经淮沭新河向北转入新沂河流入东海，由高良涧闸下泄，经苏北灌溉总渠流入东海。

1.3 入江水道工程

淮河入江水道是淮河的主要泄洪通道之一，也是国务院确定的进一步治理淮河重点项目。该工程上起洪泽湖三河闸，下至江都附近的三江营，全长157.2 km，设计泄洪能力1 200 m3/s，与入海水道、分淮入沂、苏北灌溉总渠、废黄河等工程联合运用，为洪泽湖地区的防洪安全提供保障。保障洪泽湖大堤的防洪标准达到100年一遇，同时也承泄京杭运河西部宝应湖、高邮湖地区及里下河地区的涝水，改善区域排涝状况，具有较好的社会、经济综合效益[2]。

1954年淮河发生特大洪水后，至2018年先后4次大规模治理入江水道。淮河入江水道第四次整治工程于2011年12月开工，该工程是国务院确定的172项节水供水重大水利工程的重要组成部分，是进一步治淮38项中第4个通过竣工验收的项目，概算总投资33.95亿元。江苏段于2018年12月竣工验收，工程通过实施堤防加固、涵闸隐患处理和河道疏浚等工程，使入江水道全线恢复12 000 m3/s的设计泄洪能力。

2 三河闸控制段行洪能力分析

2.1 三河闸(中渡)水文站简介

三河闸(中渡)水文站始建于1912年5月，由原江淮水利测量局设立。该站位于江苏省洪泽县境内，三河闸下游1 300 m处，东经118°45′15″，北纬33°05′21″，是淮河入江水道的总控制站。该站建成后承担着水位、流量、泥沙等测报任务，实测最大流量10 700 m3/s。河闸(中渡)水文站属于闸坝站，同时又具有河道站的特性。断面流量受三河闸启闭控制，测流断面处河道为一狭口，上下游300 m以内河道较顺直，河底为砂礓土，河床稳定，自然控制条件良好，自建闸后水位—流量关系是单一线。

2.2 水位流量关系分析

三河闸多年平均径流量183.7×108m3，按照水文情报预报规范对2001—2010年的年径流量进行划分，2003年、2005年、2007年为丰水年。淮河入江水道整治工程2011年12月开工，2015年底基本完成初步设计批复的建设内容，2017年汛前，工程进入扫尾阶段。2011—2017年整治期间资料不使用，2003年、2005年、2007年作为整治之前代表年份，2019年三河闸运行时间短[3]，2018年、2020年作为整治之后代表年份。利用实测水文资料建立三河闸(中渡)水位—三河闸流量关系曲线见图1。

图1 三河闸(中渡)水位—三河闸流量关系

由图1可见，三河闸(中渡)站在入江水道整治后点据系列稍偏大于整治前，即同水位下整治后实测流量稍大于整治前。2 个系列点据一致性均较好，拟合的水位流量关系线确定性系数均大于0.97。根据水位流量关系线拟合公式趋势延长推算，在设计流量为12 000 m3/s时，整治前关系线推求水位为14.36 m，比设计水位14.12 m高0.24 m；整治后关系线推求为14.10 m，与设计水位基本一致。在设计水位为14.12 m时，整治前关系线推求流量为11 300 m3/s，比设计流量小700 m3/s；整治后关系线推求为12 100 m3/s，与设计流量基本一致，入江水道三河闸控制段行洪能力基本达到设计要求。成果见表1。

表1 代表年洪水期间三河闸行洪情况

金湖水位—三河闸流量关系曲线见图2。

图2 金湖水位—三河闸流量关系

由图2可见，金湖站在入江水道整治后点据系列明显大于整治前，即同水位下，整治后实测流量明显大于整治前。2 个系列点据一致性均较好，拟合的水位流量关系线确定性系数R2均大于0.95。

2.3 水面线分析

三河闸(中渡)站与金湖站测验断面距离为27 km，根据率定的水位流量关系线推算入江水道整治前、后三河闸(中渡)至金湖站水面线变化情况，见表2。

表2 水面线变化情况

由表2可见，在三河闸流量为2 000 m3/s时，入江水道整治前两站点之间水位差比整治后低0.39 m，整治后水面比降明显变大。在三河闸流量为5 000 m3/s时，整治前两站点之间水位差比整治后低0.31 m，整治后水面比降明显变大。在三河闸流量为8 000 m3/s时，整治前两站点之间水位差比整治后低0.52 m，整治后水面比降明显变大。由整治前后水位差、水面比降对比可以得出，入江水道整治后三河闸控制段行洪能力明显得到提高。

2.4 蒋坝水位与三河闸敞泄流量关系分析

蒋坝水位站为国家重要水情站, 其水位是洪泽湖代表水位[4]。通过2018年、2020年实测资料建立蒋坝水位与三河闸最大行洪流量关系曲线[5]，见图3。

图3 蒋坝水位—三河闸流量关系曲线

由图3可见，水位流量关系线确定性系数R2等于0.9878，拟合比较好，趋势线可靠性高。根据水文资料整编规范要求，应做符号检验、适线检验和偏离检验，同时计算实测点对关系线的标准差、随机不确定度和系统误差，检验结果见表3。

对照水文资料整编规范，定线达到一类精度，通过洪泽湖特征水位，推求三河闸敞泄流量，见表4，为洪泽湖精准调度提供数据支撑。

表3 关系曲线检验成果

表4 三河闸最大行洪流量

3 结 语

由于淮河入江水道加固工程的实施，入江水道的行洪能力发生了变化，通过表征河道行洪能力的水面曲线法和水位流量法分析得出，三河闸控制段行洪能力得到改善，基本达到了设计要求。通过建立水位流量关系曲线，可以依据蒋坝水位推算出三河闸最大行洪流量，为防汛精准调度提供数据支撑。

入江水道整治后运行时间短，实测资料次数少，三河闸(中渡)最大实测流量只有7 960 m3/s，设计水位对应的流量是通过关系线推求得到，并没有得到实践检验。下一步将继续加强水文测验，做好水位流量关系曲线研究，准确掌握入江水道行洪能力。