临淮岗洪水控制工程【百年一遇洪水临淮岗工程各闸如何联合控泄】

来源:工作范文 发布时间:2019-05-11 05:58:09 点击:

  摘要:本文就淮河正阳关以下发生百年一遇洪水而启用临淮岗工程时,临淮岗工程各闸如何联合控泄的问题进行探讨和研究,分析设计出一组百年一遇洪水临淮岗工程深孔闸、浅孔闸、姜唐湖进洪闸联合控泄方案,着重介绍了在设计控泄总流量情况下临淮岗工程三闸联合控泄的具体方案,并对如何依据或参照控泄方案实施控泄进行了必要的说明,初步解决了临淮岗工程一旦启用而无控泄方案可依的问题。
  关键词: 百年一遇;临淮岗工程;联合控泄
  
  一、前言
  
  淮河临淮岗洪水控制工程(以下简称临淮岗工程)是淮河流域最大的防洪工程,是淮河中游多层次防洪体系中的关键性工程。临淮岗工程已投入运行两年多,但该工程的调度运用方案仍在研究之中,何时正式出台目前难以确定。一旦淮河上中游发生稀遇洪水而启用临淮岗工程,以控制下游正阳关水位、鲁台子流量不超过百年一遇设计标准,此时临淮岗工程深孔闸、浅孔闸和姜唐湖进洪闸等三座主要泄洪闸又如何联合控泄?这一问题不仅困扰着我们工程管理单位,也一直令安徽省防办焦虑。2009年5月,笔者受安徽省防办指定,分析研究了百年一遇洪水情况下临淮岗工程深孔闸、浅孔闸、姜唐湖进洪闸如何联合控泄之问题,提出了具体的联合控泄方案,一是为启用临淮岗工程控泄洪水作应急准备,二是为安徽省防指等上级有关部门研究确定临淮岗工程调度运用方案提供一点参考。
  
  二、临淮岗工程概况
  
  临淮岗工程的主体工程地处淮河干流中游王家坝和正阳关之间,其主坝位于正阳关以上28km处,集水面积42160km2。该工程与上游的山区水库、中游的行蓄洪区、淮北大堤以及茨淮新河、怀洪新河等共同构成淮河中游多层次综合防洪体系,使淮河中游防洪标准提高到100年一遇。其主要任务是:当淮河上中游发生50年一遇洪水时,配合现有水库、河道堤防和行蓄洪区,调蓄洪水,削减洪峰,控制下游正阳关水位不超过26.5m(废黄高程,下同)、鲁台子流量不超过10000 m3/s,使淮河中游正阳关以下主要防洪保护区的防洪标准由不足50年一遇提高到100年一遇,确保淮北大堤、沿淮重要城市和工矿企业的安全。
  临淮岗工程由主坝、南副坝、北副坝、深孔闸、浅孔闸、姜唐湖进洪闸、临淮岗船闸、城西湖船闸等建筑物组成。另外,姜唐湖退水闸是姜唐湖蓄(行)洪区的退水口门,隶属临淮岗工程的洪水调度运用。
  
  三、临淮岗工程控制运用原则
  
  临淮岗工程是淮河中游防御特大洪水的控制性工程,其控制运用是整个淮河洪水调度控制的重要组成部分,临淮岗工程启用条件由下游防洪要求决定。
  当淮河上中游发生大洪水时,首先按防洪工程调度运用规定,陆续启用沿淮行蓄洪区,控制正阳关水位和流量不超过设计值;当洪水来量继续增加,沿淮行蓄洪区已充分发挥作用后,正阳关水位和流量仍将超过设计值时,启用临淮岗工程控制洪水,在上游洼地前期滞蓄洪的基础上,进一步抬高蓄洪水位,并利用圩区和一般堤防保护区,增加蓄洪量,削减洪峰.使正阳关水位和流量不超过设计值。
  
  四、百年一遇洪水临淮岗工程各闸联合控泄方案设计
  
  (一)启用临淮岗工程控泄前可能的水情状况
  1、沿淮所有行蓄洪区均已充分发挥作用,正阳关水位逼近26.5m,鲁台子流量逼近10000 m3/s,淮河正阳关以下洪水级别将达到百年一遇;
  
  2、姜唐湖已蓄满并行洪,姜唐湖进洪闸闸下湖内水位已接近或达到26.85m;
  3、深、浅孔闸敞泄,临淮岗坝上水位在27.00m以上,深、浅孔闸闸下水位在26.85m以上,淮河临淮岗以上洪水级别将达到或超过五十年一遇。
  (二)临淮岗工程控泄总流量的分析确定与下达
  临淮岗工程控制运用,其控泄总流量是根据颍、淠河来水量而定,以满足鲁台子下泄流量不超过10000m3/s,设计控泄总流量7362 m3/s。控泄过程中,各时段实际控泄总流量是变化的,随颍、淠河来水量加大而减小,随颍、淠河来水量减小而加大。各时段实际控泄总流量由安徽省防指根据有关部门实时测报结果分析确定,并及时下达工程管理单位执行。
  (三)百年一遇洪水临淮岗工程各闸联合控泄方案设计
  由于各时段实际控泄总流量是随颍、淠河来水量变化而变化的,实际控泄总流量不可能是少数几个数值,也不可能是仅为某些整数值,而是根据实时水情、雨情、工情分析确定并不断进行调整的一系列数值。把所有数值的控泄总流量的控泄方案都做出来是不可能的,也无此必要。笔者仅选择控泄总流量分别为3000、3500、4000、4500、5000、5500、6000、6500、7000及7362 m3/s,进行控泄方案设计。限于篇幅,这里仅以控泄总流量为7362 m3/s(即设计控泄总流量)为例,介绍一下百年一遇洪水临淮岗工程各闸联合控泄方案设计结果,见表1。
  表1中各闸流量均采用《水工建筑物测流规范》(SL20―92)中淹没孔流计算公式(5.2.1-1)计算而得,即Q=µ1nbe(2gZ)0.5,其中经验淹没流量系数µ1采用《水工建筑物测流规范》(SL20―92)中公式(5.2.4)计算,即µ1=0.76(e/H)0.038。经分析,两公式用于推求临淮岗工程深孔闸、浅孔闸及姜唐湖进洪闸淹没孔流流量,方法简单,精度较高,据此设计的控泄方案也较为可靠。
  在设计各闸联合控泄方案过程中,必须考虑以下几个约束条件:
  1、各闸控泄流量不超过各闸设计流量;
  2、坝上水位随控泄进程将不断上升,各闸开启高度必须满足各闸所有闸门门顶高程高于坝上水位0.5m以上,以保证闸门门顶不过水;
  3、同水位级三闸合计流量尽可能接近上级下达执行的控泄总流量,最大相对误差不超过1%。
  
  五、结语
  
  与控泄总流量7362m3/s类似,可分别设计出控泄总流量为3000、3500、4000、4500、5000、5500、6000、6500、7000m3/s的百年一遇洪水临淮岗工程深孔闸、浅孔闸、姜唐湖进洪闸联合控泄方案,形成一组控泄方案。这样,若淮河发生特大洪水,正阳关水位、鲁台子流量接近或达到百年一遇洪水标准,安徽省防指或再上级防汛抗旱指挥部门命令启用临淮岗工程控泄洪水时,我们工程管理单位就可按照安徽省防指下达的控泄总流量,依据或参照以上控泄方案组中最接近的方案实施控泄,实施控泄过程中可根据当时具体情况进行必要的微调,从而达到科学调度、合理控泄之目的。
  
  参考文献:
  徐建新,1962年3月生,男,安徽霍山人,安徽省临淮岗洪水控制工程管理局大坝管理处副主任,工程师,从事水利工程管理、建设等工作

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