平原地区节制闸除险加固设计洪水标准思考

孙晓敏+杜玲+王飞

摘 要：节制闸除险加固设计过程中，洪水标准对工程的设计规模有比较大的影响，只有做出正确的洪水标准评价，才可以保证节制闸出现加固的经济性、可靠性和安全性。基于此，本文对平原地区节制闸除险加固设计洪水标准进行探讨。

关键词：平原地区 节制闸 除险加固 设计 洪水标准

在对平原地区节制闸除险加固设计进行复核时，由于水闸设计洪水标准和河道设计的洪水标准不同，为了保证节制闸除险加固设计顺利开展，要合理的选择节制闸的洪水标准。本文根据相关规定要求以及平原地区病险水闸的具体情况，对平原地区中大型节制闸除险加固设计的洪水标准进行思考分析。

1.为病险水闸进行除险加固的原因

所谓的水闸指的就是能够调整河道水位、控制河道水流量的水工建筑设施，具备挡水与泄水、引水等功能，能够在河道的排涝挡潮、引水供水、防洪调度等工程中起到至关重要的作用，是一项防范自然灾害、保障人民生命财产安全的基础性设施。在中国，大部分的水闸建于上世纪的60年代左右，由于当时的经济、技术等条件都比较落后，导致水闸工程的建设标准都比较低，再加上其运作了50多年，大部门水闸都不同程度的出现了老化、损伤、失修等问题，隐藏着严重的安全隐患。由此，消除病险水闸的安全隐患已成为完善水利设施的最重要、最紧急的任务，因为只有确保了水闸的安全，才能保障人民群众的生命财产安全，才能对水资源实行最优化的资源配置，才能促进经济发展维护社会稳定。

为此党中央在2011年时就召开了水利工作会议并下发了中央1号文件，在2012年时针对我国的2621座大中型水闸启动了病险水闸的除险加固工程。其中平原地区就有72座大型水闸（分洪闸、挡潮闸、拦河节制闸、泄洪闸等）被列入了病险水闸内。

2.设计洪水标准的步骤与方式

国家水利部发布的《水闸设计规范》（SL 265-2001）中就确定水闸洪水标准及其的适用范围作出了明确的规定，确定洪水标准的具体步骤如下：①洪水标准的确定：主要是依据水闸所属河流流域的防洪方案中的防洪任务、最近制定的防洪目标及水闸的长期发展目标、水闸的等级进行设计洪水与校核洪水的确定。《水闸设计规范》（下文称为《规范》）的适用范围有：扩建、新建、改建、除险加固的大中型水闸，或者是改建、除险加固的小型水闸。虽然《规范》认同了水闸改建与除险加固的必要性，但是若全部以《规范》确定洪水标准，还是会有不足之处的。②建筑物等级的确定：主要是依据建筑物所在工程的等级、作用及关键性进行确定；③工程等级的确定：主要是依据水闸的最大过闸量与水闸的保护对象进行确定。案例：某节制水闸，泄洪流量是3800m3/s，设计洪水标准是20年一遇。拦蓄水量是1280万立方米。而该闸所在河流的防洪标准为小于10年一遇。该闸在2012年时被鉴定为三类闸，需除险加固。参照最大过闸流量，该闸的加固工程等级被定为Ⅱ等，规模被定为大型，建筑物的等级被定为2级。若完全按照《规范》，该加固工程的洪水标准应定为30-50年一遇，校核洪水应定为100年-200年一遇，然而该水闸当前的防洪标准不到10年就一遇，即使对河道、建筑物分别进行清障、加固，防洪标准也只能达到10年一遇，也达不到《规范》中的最低标准（30年一遇）。如果除险加固工程按照30年一遇的洪水标准去设计，该水闸的规模根本就不达标，还需扩孔。同时由于该河道的泄洪条件达不到30年一遇洪水标准的要求，所以即使扩孔也不能满足实际需求，只是做无谓的投资。另外，该水闸是三类水闸，河道的防洪标准是10年一遇，所以如果只对其进行除险加固，就没有扩大规模的必要了，所以该水闸的洪水标准应该维持原样，即20年一遇。

3.确定洪水标准时会受到的影响因素

在确定平原区水闸除险加固工程的洪水标准时，《规范》中批复的洪水标准与现状的洪水标准往往是存在一定区别的。在确定大型水闸的洪水标准时，《规范》中要求洪水标准最低也得30年一遇，校核洪水标准最低也得100年一遇。然而现实洪水标准有可能就不一样了。例如淮河流域的水闸，基于该河道的特性与水闸工程的具体情况，选用水闸洪水标准时要严格参照以下要素进行：①由于平原区大型水闸（重要支流、一般支流）的洪水标准一般都是20年一遇，只有个别重要支流的洪水标准是50年一遇，所以确定水闸洪水标准时，应参照该河道的规划、河道两岸的堤防及河道的洪水标准进行，一般河道洪水标准是20年一遇，所以平原区大部分水闸的洪水标准定成了20年一遇。因为若洪水标准定的过高了，就会造成相关水位与流量的不确定，有可能引发溃堤，进而造成洪水分泄漫流的现象。②之所以没有定校核洪水标准或者是没有把校核洪水标准定为50年一遇，是因为该河流的防洪泄流能力达不到50年一遇的标准。设计洪水标准时，如果不能正确演算洪水的下泄能力，就不能随意增大洪水标准。另外水闸损坏引发的灾害要比溃堤引发的灾害小也是原因之一。

4.设计平原地区节制闸除险加固工程的洪水标准时需注意的事项

因为平原地区的地域广阔、河道流域比较多，所以平原区节制闸就比较多。设置节制闸的目的就是为了确保河道的安全，使其在汛期时能够开闸泄洪，在非汛期时能够拦蓄河水灌溉农田。建设节制闸时，由于节制闸的洪水标准会受到其所在河道的洪水标准制约，所以设计节制闸洪水标准时，既不能太高也不能太低，如果太高，就有可能增加工程的规模，浪费资源；如果太低，就有可能制约河道的泄洪能力，危及水闸安全。现阶段淮河流域的各个中小河流的治理方案，其中包括治理工程的设计都已经得到了批准，所以，设计节制闸洪水标准时要将河流的治理需求及治理工程的安全考虑在内。①在设计平原区大型节制闸除险加固工程的洪水标准时，要在依据相关规范要求的基础上，参照该河道的防洪规范，以便确保节制闸的洪水标准和防洪规划的洪水标准相配合。②由于平原区有很多水闸是在上个世纪建设的，所以洪水标准都比当前国家规定的低，但是和治理规划相同。基于河道治理的长远性与系统性，以及其与国民经济的相适应性，所以可以继续沿用水闸的原有洪水标准。③基于河道治理工程的长远性，治理标准的发展性，所以为了确保水闸加固工程的安全及降低其对河流行洪能力的影响，在设计大型拦河闸时，可以依据河道两岸的堤防标准及堤防安全，在水闸的设计水位上做一定的加高，并将其当做水闸的校核条件。④为了使两岸的堤顶路和闸上的交通桥平稳顺利的链接，要尽最大努力的降低桥梁对洪水标准的制约。因此设计平原区大型拦河节制闸时，交通桥的桥面高度最好高于或等于两岸堤顶的高度。经过多年的实践，我认为当前现行的《水闸设计规范》还有一定不足，如果要修订的话，建议将平原区大型水闸的洪水标准定为水闸所处河流的洪水标准，校核洪水标准可以继续沿用当前规范中的标准。

5.结论

经鉴定，淮河流域的水闸大部分是病险水闸，得除险加固。由于水闸的洪水标准直接关系着除险加固工程的安全与成本，所以除险加固时应遵照《水闸设计规范》中的洪水标准进行，但是由于该规范中洪水标准的适用范围与平原区水闸洪水标准还存在一定差异，因此除险加固平原地区三类闸时，就不能照搬该规范中的标准，要结合所处河道的实际情况及长远规划来确定，应和河道的洪水标准一致，以便其能够达到河道防洪目标的要求。以上提议仅供参考。

参考文献：

[1]中华人民共和国水利部.《全国大中型病险水闸除险加固专项规划》[S].2011.

[2]水利部长江水利委员会长江勘测规划设计研究院.《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）[S].2000.

[3]中华人民共和国水利部.《防洪标准》（GB50201-1994）[S].1994.

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