曹 艷吉林省水文水資源局四平分局，吉林四平 136000

橡膠壩工程對(duì)防洪影響的分析與研究
——以公主嶺市興隆河引水工程為例

曹 艷
吉林省水文水資源局四平分局，吉林四平 136000

通過(guò)對(duì)公主嶺興隆河引水工程（新建橡膠壩）位置處的防洪評(píng)價(jià)計(jì)算、新建前后的雍水高度計(jì)算，分析了橡膠壩對(duì)河道防洪的影響。

橡膠壩；防洪評(píng)價(jià)；雍水高度；分析

1 建設(shè)項(xiàng)目概況

水利工程是工程建設(shè)的重要項(xiàng)目之一，關(guān)系到一個(gè)城市的安全、穩(wěn)定，加強(qiáng)水利工程建設(shè)，能夠?yàn)榇龠M(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的保障。伴隨著科學(xué)技術(shù)水平和工程建設(shè)水平日益提升，對(duì)提高水利工程建設(shè)工程整體質(zhì)量具有十分重要的意義。吉林省公主嶺市為提高城市品位，加強(qiáng)城市安全，進(jìn)一步促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展。近兩年來(lái)，提出了興建公主嶺市興隆河-公主嶺河城區(qū)引水工程的戰(zhàn)略決策，以期解決當(dāng)?shù)赜盟畣?wèn)題和防洪問(wèn)題。

根據(jù)《吉林省公主嶺市興隆河城區(qū)段河道治理工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》，橡膠壩主體工程位于興隆河河道樁號(hào)2 000處，距下游長(zhǎng)平高速公路60m，距下游102國(guó)道300m，壩前蓄水面積為30 000m2。橡膠壩為單跨結(jié)構(gòu)，凈跨47.6m，壩高為2.0m。泵房設(shè)在興隆河左岸，泵房?jī)?nèi)設(shè)2臺(tái)SLOWI00-260型單級(jí)雙吸中開蝸殼式離心泵，揚(yáng)程14.5m，流量114.0m3/h。

2 防洪評(píng)價(jià)計(jì)算

河新建橡興隆膠壩位置處于河道治理工程的城區(qū)段，其防洪標(biāo)準(zhǔn)為p=2％，作為本次評(píng)價(jià)的主要參考依據(jù)，依據(jù)公主嶺水文站資料推算洪峰流量。本文選取了1979—2011年洪峰流量實(shí)測(cè)資料作為參考資料，用于計(jì)算降雨頻率，并通過(guò)對(duì)相關(guān)雨量的分析，推算出33年間公主嶺的洪峰雨量。如表1所示。

根據(jù)以上計(jì)算，橡膠壩處2％—遇洪峰流量為268m3/s，5％—遇的洪峰流量為193m3/s。

總的來(lái)看，區(qū)域內(nèi)如果前期降雨比較集中，雨量充沛，而后期又連續(xù)降雨，就會(huì)引起洪水。興隆流域面積比較大，一般出現(xiàn)河流洪水情況，就容易呈 現(xiàn)出暴漲暴落的情形，對(duì)流域沿岸居民生產(chǎn)生活構(gòu)成威脅。將公主嶺水文站33年間是測(cè)資料作為研究計(jì)算的參考依據(jù)，研究中發(fā)現(xiàn)，在本次研究中出現(xiàn)了50年一遇的洪峰，該次洪峰流量發(fā)生在1989年7月，出現(xiàn)洪峰的主要原因在于連續(xù)一段時(shí)間內(nèi)有大降雨。洪峰的起始時(shí)間為7 月22日2時(shí)，到達(dá)峰頂?shù)臅r(shí)間為22日11時(shí)，從起漲到峰頂?shù)臅r(shí)間約9小時(shí)。到達(dá)峰頂之后停留32分鐘后開始下落，本次洪峰起漲到落至峰底的時(shí)間大約為9小時(shí)30分。而橡膠壩工程設(shè)計(jì)的排水時(shí)間為1小時(shí)，基本能夠滿行洪的基本需要，對(duì)確保水利工程安全，以及保障周圍居民生產(chǎn)生活有序進(jìn)行具有非常重要的作用。所以，在建設(shè)水利工程的時(shí)候，只要計(jì)算出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，做好洪水預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，就可以保障水利工程和河道安全。

3 雍水高度計(jì)算

3.1橡膠壩運(yùn)行期回水影響分析

新建橡膠壩斷面處兩岸堤防高程現(xiàn)狀分別為：左岸208.65m、右岸207.22m，橡膠壩壩底板高程為202.70m，壩頂高程204.70m，在橡膠壩運(yùn)行期，橡膠壩充水壩上水深在小于1.50m時(shí)，壩址水位低于206.20m，低于左岸2.45m，低于右岸1.02m。根據(jù)河道比降推算出回水影響范圍為橡膠壩上游1 200m，實(shí)測(cè)該斷面處左岸高程209.55m，右岸高程為209.32m，此時(shí)水位均低于河槽左右岸，且遠(yuǎn)低于p=2％時(shí)的洪水位，河水不會(huì)出槽，不會(huì)對(duì)兩岸農(nóng)田及建筑物造成影響。

3.2橡膠壩在洪水期雍水影響

通過(guò)對(duì)擬建橡膠壩斷面的地形進(jìn)行實(shí)測(cè)，實(shí)測(cè)出11個(gè)斷面及其斷面現(xiàn)實(shí)水位。再以此為參考依據(jù)對(duì)斷面進(jìn)行分析計(jì)算，得出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，為建設(shè)橡膠壩水利工程提供科學(xué)的理論依據(jù)。擬建的興隆河橡膠壩斷面處距下游公主嶺水文站測(cè)驗(yàn)斷面9.6km，根據(jù)橡膠壩處與公主嶺水文站實(shí)測(cè)水位資料分析計(jì)算，天然狀態(tài)下橡膠壩至公主嶺水文站平均比降為1.67‰。其計(jì)算公式為：

表1　橡膠壩斷面洪峰流量頻率計(jì)算成果表

式中：Z1指的是下斷面水位高程，Z2表示的是上斷面的水位高程；

α1表示的是下斷面的流速系數(shù)，α2表示的是上斷面的流速系數(shù)；

v1表示的是下斷面的流速，v表示的是上斷面的流速；

而g、hf、hj則分別表示的是重力加速度、上下游斷面之間的沿程水頭損失以及局部水頭損失。

表2　不同頻率水位成果比較表

根據(jù)上述能量方程采用一維模型計(jì)算橡膠壩處水位見表2。

表3　橡膠壩建設(shè)前后附近不同頻率水位成果表

在興隆河該河段發(fā)生p=5％、p=2％洪水時(shí)，橡膠壩應(yīng)提前塌壩運(yùn)行，其雍水高度采用一維模計(jì)型計(jì)算，橡膠壩建設(shè)前后雍水計(jì)算結(jié)果見表3，橡膠壩處雍水高度與50年一遇洪水位的關(guān)系見圖1。

4 項(xiàng)目建設(shè)對(duì)河段行洪影響分析

綜上所述，通過(guò)對(duì)流域50年一遇洪峰流量進(jìn)行計(jì)算分析，得出橡膠壩工程建成后基本滿足行洪需要，只要水利水文站做好洪水預(yù)測(cè)工作，就可以確保水利工程和河道安全。由于流域降雨季雨量較大，不利于工程施工。所以，建設(shè)橡膠壩工程的時(shí)間應(yīng)該集中在枯水期，從而為施工安全和施工質(zhì)量提供充分的保障。橡膠壩在水位達(dá)到20年一遇時(shí)，要提前進(jìn)行塌壩泄水運(yùn)行 ，滿足興隆河橡膠壩處防洪標(biāo)準(zhǔn)50年一遇洪水行洪。橡膠壩處50年一遇洪水位為206.39m，而通過(guò)計(jì)算顯然橡膠壩工程滿足行洪需要。所以，建設(shè)橡膠壩工程是十分有必要的。

［1］張洪，艾茂宇.沂河葛溝橡膠壩防洪調(diào)度初探［J］.山東水利，2012（1）：49-50.

［2］董新美，楊先利.橡膠壩工程防洪影響評(píng)價(jià)研究［J］.水利發(fā)展研究，2011（11）：44-46.

［3］齊蘭，尹會(huì)兵.隴縣千河生態(tài)綜合治理工程1#橡膠壩防洪影響評(píng)價(jià)分析［J］.陜西水利，2011（3）：142-143.

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曹艷，吉林省水文水資源局四平分局。