东汶河橡胶坝群汛期防洪调度与运行管理

范长杰

（临沂市水文中心，山东 临沂 276000）

自1995年起，蒙阴县先后修建了东汶河第一、第二、第三橡胶坝及银麦河橡胶坝，4座橡胶坝坝袋高依次为2.3 m、2.6 m、2.5 m、2.0 m，蓄水量依次为160.0万m3、248.8万m3、126.0万m3、18.0万m3[1]。基于橡胶坝的自身特性对河道防洪工作提出了更高要求，须做好汛期防洪联合调度工作，以保证工程与河道两岸群众生命财产安全。

1 橡胶坝运行现状

东汶河橡胶坝群包括东汶河第一橡胶坝、东汶河第二橡胶坝、东汶河第三橡胶坝、银麦河橡胶坝，底板高程分别为179.64 m、176.80 m、182.10 m、192.73 m，设计正常蓄水位分别为181.94 m、179.40 m、184.60 m、194.73 m。当上游预测到通过橡胶坝的洪峰流量＜200 m3/s时，东汶河3座橡胶坝均采用坝顶溢流的方式进行泄洪，无须进行坝袋塌落处理；当上游预测到通过橡胶坝的洪峰流量＞200 m3/s时，均采用自由泄洪的方式进行泄洪，坝袋需全坝段塌落到底。

2 运行中出现的问题

橡胶坝工程虽具有投资少、建设快等优点，但橡胶坝自身具有一定特性，给运行管理带来了挑战。

2.1 坝体自身缺陷

橡胶坝为柔性建筑物，当坝上水头过高时，泄洪时易形成V形流，极大减少了坝体在不塌落运行时的泄洪量。为避免出现V形流，坝上水头一般设置为0.4～0.6 m[2]，当坝上水头超过0.6 m时，须进行坝袋塌落处理。受水流脉动压力的影响易引起坝袋振动，使坝袋处于危险环境中，对坝体造成损坏。

2.2 运行缺陷

橡胶坝建立及塌落是通过向橡胶坝内充、排水实现的，充水时间为2～3 h，排水时间为1～2 h[3]，因此，在洪水来临前需预留足够多的预警时间开展排水准备工作。东汶河属于雨源型河流，河水流量变化规律与降雨变化规律一致。河道处于山区丘陵地带，河道短，纵降比大，洪水流量大，行洪过程中洪水陡涨、陡落。水文资料显示，行洪时间一般为24 h左右，处于连续复峰时，行洪时间将延长，可达2～3 d，需提前做好防洪准备，并做好长时间行洪准备。

2.3 管理缺陷

1）目前，东汶河第一、二、三橡胶坝已进行联合调度，但银麦河橡胶坝尚未进行。根据东汶河分段洪水流量成果表计算得银麦河20年一遇的洪水量可达545 m3/s，当上游降雨日净雨量达150 mm时，下游流量将达200 m3/s，严重威胁下游东汶河第一、二橡胶坝安全。

2）现有联合调度运行方案及流程不够健全，调度运行方案未考虑采取半立袋方式的泄洪措施，当流量＞200 m3/s时，直接实施完全塌坝运行。塌坝过程中未实时观测坝袋运行情况，易忽略坝袋振动情况。

3 橡胶坝群汛期防洪调度与运行建议

3.1 建立健全预警调度机制，统一协调调度

建立健全预警调度机制，做到提前预警、提前处理、提前泄洪。汛期时，应将防洪作为第一要务，统筹兼顾城市景观效益，采取限蓄措施，降低橡胶坝水位。安排专人24 h值守，实时监测水情，及时掌握水文情况，及时预警。建立健全应急抢险预案，遇见险情时及时报告相关单位，及时排除险情。

3.2 做好水情预报，科学实施调度

与市气象局建立重要天气及时报告制度[4]，当东汶河流域有发生较大降雨时，提前2～3 d上报市防汛部门，并实时监测流域卫星云图，分析雨情及可能发生的洪水等级。防汛部门应及时通知橡胶坝管理单位做好防汛准备，橡胶坝管理人员24 h监测水情，随时做好排水泄洪准备。

3.3 坚持分级分类，多预案处理原则

根据当地历年洪峰流量及橡胶坝泄洪能力，建议将洪水分为小洪水、一般洪水、设计洪水3个等级。

1）当洪水处于小洪水时，即洪峰流量小于坝上允许最大泄流量时，橡胶坝无须进行排水塌落处理，洪峰流量可完全通过坝上泄流，但应做好坝体随时排水塌落的准备。

2）当洪水处于一般洪水时，即洪峰流量大于坝上允许最大泄流量但小于半塌落状态允许的最大泄流量时，橡胶坝须进行半塌落处理，即排出一半的水，并做好完全塌落的准备，及时向防汛部门报告，向下游地区发送通告。

3）当洪水处于设计洪水时，即洪峰流量大于半泄流状态允许通过的最大洪峰流量时，橡胶坝须完全塌落到底，保证以最大的泄洪量运行。值班人员应密切观测水情及橡胶坝运行情况。

3.4 坚持联合统一调度原则

4座橡胶坝进行联合调度时应遵循“峰小量大”的原则[5]，即将原“尖瘦型”洪水变成“肥胖型”洪水，塌坝时间间隔越短，塌坝历时越短，因塌坝造成的洪峰流量越大，洪水越“尖瘦”；相反地，塌坝时间间隔越长，塌坝历时越长，因塌坝造成的洪峰流量越小，洪水越“肥胖”。但受现实情况的限制，应综合考虑来洪量及洪峰到达时间，灵活确定塌坝时间间隔及塌坝历时。

4 联合调度具体措施

4.1 控制汛期来临时橡胶坝水位

综合考虑坝袋内水压情况及防洪要求，各橡胶坝均按设计坝高的60%进行蓄水[6]，且不得高于防洪限制水位，即东汶河第一、二、三橡胶坝蓄水位不得超过180.940 m、178.360 m、183.600 m，银麦河橡胶坝蓄水位不得超过193.731 m。主汛期来临时，各橡胶坝均不得进行充水立坝，以保证河道及时泄洪。

4.2 塌坝时遵循“先下游、后上游”的原则

优先塌落东汶河第二橡胶坝，再塌落东汶河第一橡胶坝，最后塌落东汶河第三橡胶坝与银麦河橡胶坝。其中，东汶河第三橡胶坝与银麦河橡胶坝位于不同支流，具体塌落顺序应根据汛期2条河流来水量确定，但不得同时塌落。应尽量延长塌坝时间，使坝中蓄水平缓通过下游。

在塌坝溢流过程中，管理人员应实时观测坝袋情况。溢流时可通过改变坝体高度避免坝体发生振动，塌坝过程中应综合考虑上下游水位、洪水量、坝袋高度等不利因素，灵活降低坝体高度。

完全塌坝后应使坝袋完全平铺于河道中，避免坝袋因空气和水压等形成“小坝”，对河道行洪造成阻拦，同时避免因上游漂浮物和坝体自身振动等原因对坝袋造成损坏。