2003年淮河入海水道近期工程行洪能力分析

张锁江　陈栋　朱大伟

摘 要：淮河入海水道为淮河下游防洪体系的重要组成部分，近期工程设计行洪流量为2 270 m3/s。行洪能力严重影响着淮河下游的防洪安全。通过实测水文资料，对淮河入海水道近期工程实际行洪能力进行了分析和评价。

关键词：淮河入海水道；河道糙率；行洪能力；糙率

中图分类号：TV882.3 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.12.087

淮河入海水道是扩大淮河下游洪水出路、提高洪泽湖及淮河下游防洪标准的战略性工程，也是1991年国务院确定的治淮19项骨干工程中最大的一项单项工程。该工程自1999年开始全面开工建设，2003-06-28通过通水阶段验收。当年，淮河流域发生了自1954年以来最大的洪水，入洪泽湖洪水接近三十年一遇。根据中央指令，2003-07-04入海水道启用运行，行洪33 d，分泄洪水4.4×109 m3，最大行洪流量1 870 m3/s，超过了设计能力的80%，有效降低了洪泽湖水位，避免了周边滞洪区滞洪，取得了很好的社会效益。

作为淮河下游防洪体系重要的组成部分，入海水道是一条新建排洪通道，其行洪能力达到设计要求至关重要。

1 淮河入海水道近期工程行洪能力分析

1.1 主要设计要素

入海水道近期工程按洪泽湖防御100年一遇洪水设计，设计行洪流量2 270 m3/s。行洪期主槽平均水深6～8 m，滩面水深3～4 m，主槽设计糙率0.022 5，滩地设计糙率0.035；堤线按远景工程控制，堤距约580 m，仍采用泓、滩结合的断面型式。泓道开挖在充分满足行洪能力的前提下，结合渠北地区进行排涝。运西一泓，泓底宽度36～90 m，泓深6～7 m，边坡1∶3；运东双泓，泓底宽度30～118 m，泓深3.5～6 m，边坡1∶5～1∶3. 表1所示为入海水道近期工程泓道设计指标。

1.2 行洪能力分析

影响入海水道行洪能力的关键是河道和两大立交地涵的行洪能力。行洪期，在河道和地涵上、下游各控制点布置了水位观测点。

行洪能力的分析方法如下：根据实测的入海水道行洪流量及沿程水位资料、竣工断面图纸，分段分析河道实际糙率，并与设计糙率进行对比，判别河道是否达到设计能力；根据淮安枢纽、滨海枢纽两大地涵的水头损失与设计对比，判断地涵的过流能力。

1.2.1 水文资料

流量测验断面布设在二河新泄洪闸上游200 m处。水位观测点自上而下布设在二河新泄洪闸上、下游，淮安枢纽上、下游，滨海枢纽上、下游，海口枢纽上、下游等共17个观测断面。

入海水道行洪时间：2003-07-04T23：45—2003-08-06T11：00；

水位观测时间：2003-07-11T08：00—2003-08-10T08：00；

流量测验时间：2003-07-05T08：00—2003-08-06T10：00.

流量测验每隔2 h测验一次，水位观测一般每日08：00同步观测。

观测水位数据如表2所示。

1.2.2 河道糙率分析方法

根据入海水道工程系大型人工顺直河道的特点，为了计算简便，采用明渠恒定非均匀流公式，按实测流量、各控制点水位，假定糙率试算，直到节点水位相符为止。

为了尽可能地避免因洪水传播、潮汐影响和水位观测等引起的误差，根据不同的流量量级，分别选取了7：15—7：17、7：18—7：24、7：30—8：01、8：02—8：04四个时段，采用流量和沿程各节点水位平均值进行分析。

在分析计算时，根据泓道糙率变幅较小的特性，首先固定泓道糙率，试算滩地糙率。如果泓、滩糙率比例失真，再调整泓道糙率，重新试算滩地糙率。

1.2.3 河道计算成果及分析

整个河道除运西段实际糙率略高于设计糙率以外，运东段130 km河道的实际糙率一般都小于设计糙率（Q=1 763 m3/s时，跃进河—滨海枢纽段出现异常现象）。滨海枢纽—海口段，泓道糙率在0.022左右，滩地糙率在0.028左右；淮安枢纽—滨海枢纽，泓道糙率在0.021 3左右，滩地糙率在0.03左右；二河枢纽—淮安枢纽，滩地糙率在0.04左右，略高于设计糙率。表3所示为糙率计算结果。

出现上述情况的主要原因有以下三点：①滨海枢纽—海口段，滩地生产尚未完全恢复，糙率较低，砂土河床行洪时局部冲深，加大了过水断面；②淮安枢纽—滨海枢纽，腰闸以下滩地全部征用，取土坑形成间断泓道，有利于过水； ③运西段为单一泓道，所占过水断面比例很小，行洪能力主要取决滩地状况。

根据实测糙率计算设计流量下的各节水位，计算结果如表4所示（枢纽仍采用设计落差）。从表4中可以看出，各节点水位均低于设计水位。这表明，通过2003年洪水验证，入海水道河道的行洪能力完全达到设计要求。

1.2.4 立交地涵成果对比分析

入海水道中淮安枢纽、滨海枢纽两大立交地涵过流流量均为2 270 m3/s，在国内外工程中鲜有前例，地涵上、下游落差的确定较为慎重。设计采用恒定非均匀流公式进行计算，并通过模型实验符合，确定设计流量下淮安地涵落差为0.65 m、滨海地涵落差

为0.50 m。行洪期间，淮安地涵和滨海地涵在行洪1 800 m3/s时，实测过涵落差均在0.14 m左右，远低于设计落差。两地涵过流能力均满足设计要求。

2 结论

根据2003年行洪情况分析入海水道行洪能力，结果表明，工程总体行洪能力满足设计要求，即在行洪2 270 m3/s时，沿程水位都不会超过设计水位。从局部来看，河道工程运东段约134 km，以及两大立交地涵，都满足设计要求。而河道工程运西段二河新泄洪闸至淮安枢纽段约25 km，实际糙率略大于设计糙率。主要原因是运西为单一泓道，断面也较小，以滩地行洪为主，滩地作物对行洪有一定的影响。另外，滨海枢纽以下河道地质为砂土段，行洪时，泓道冲刷较重，因此采用竣工断面分析的糙率可能偏低，但不影响行洪能力分析结果。

参考文献

[1]黄利亚，闻余华.淮河入海水道在2003年大洪水中的作用分析[J].水利水电技术，2006（02）.

[2]陈茂满.洪泽湖蓄泄关系与淮河中下游防洪[J].水利规划与设计，2004（02）.

〔编辑：刘晓芳〕