簸箕李引黄闸改建工程主要技术指标决策依据与运行效果

徐建辉，崔 璇，王 龙

（1.山东省滨州市簸箕李引黄灌溉管理局，251700，滨州；2.山东省滨州市水利局，256600，滨州）

簸箕李引黄闸改建工程主要技术指标决策依据与运行效果

徐建辉1，崔 璇1，王 龙2

（1.山东省滨州市簸箕李引黄灌溉管理局，251700，滨州；2.山东省滨州市水利局，256600，滨州）

引黄闸是黄河下游引黄灌区重要的引水水源工程，是灌区工农业生产及城乡居民生活用水的重要控制性建筑物，关系着引黄灌区生产发展和社会稳定，也事关黄河堤防与防汛安全。介绍了簸箕李引黄闸存在的安全隐患及引水能力不足问题，分析了改建引黄闸的必要性和紧迫性，论证了闸址选址、地质条件及闸底板高程的合理确定，对黄河下游引黄灌区水源工程的建设与管理有重要的借鉴作用。

引黄闸；改建；技术指标；决策依据

簸箕李引黄灌区位于黄河下游左岸，山东省滨州市西部，南北长130 km,东西平均宽17 km，总面积2 243 km2,是山东省大型引黄灌区之一。灌区涉及滨州市惠民、阳信、无棣3县23个乡镇103万人口，设计灌溉面积10.9万hm2，有效灌溉面积5.13万hm2，年水利净效益达3亿元。输水干渠主要由总干渠、一干渠和二干渠组成。总干渠长36.43 km(自渠首引黄闸至沙河枢纽)，至沙河枢纽分为一干渠、二干渠，一干渠长46.38 km，二干渠长65.69 km，干级渠道总长148.5 km。渠首工程建有两座引黄闸：簸箕李引黄闸、簸箕李西引黄闸，设计引水流量分别为75m3/s、50m3/s，共同承担着簸箕李引黄灌区的引黄供水任务。经过40多年建设发展，灌排工程系统已基本形成，具有一定的引、蓄、供、排水能力。

一、簸箕李引黄闸改建缘由

簸箕李引黄闸位于山东省滨州市惠民县簸箕李险工#48坝，临黄堤左岸桩号 209+165处。该闸始建于1959年，重建于1976年，建筑物级别为1级，共分6孔两联，每孔净宽3 m，净高3 m，闸室段长16 m。涵洞为钢筋混凝土箱型涵洞，涵洞段长63.0 m，共分9节，每节长7m。闸底板进口设计高程17.21m（黄海高程），涵洞出口设计高程17.05 m,设计引水流量75 m3/s。

簸箕李引黄闸自建成以来已安全运行30多年，为灌区内农村饮水、工农业发展和经济繁荣作出巨大贡献。随着工程运行年限的增长，工程老化病害现象日趋严重，有的直接危害到工程的安全运行，限制了工程效益的发挥，影响黄河防洪安全。

按照水利部颁发的《水闸安全鉴定规定》（SL 214—98）和《黄河下游水闸安全鉴定规定（试行）》及相关规范要求，该闸存在的主要问题有：

①该闸相对出水口处的最大不均匀沉降量已达20.1 cm，导致涵洞底坡变为逆坡；沉降缝隙间最大不均匀沉降4.7 cm，致使止水损坏，存在严重安全隐患；

②出口段及靠近进出口的水平段渗流坡降均超出现行规范允许值，闸基渗透稳定不满足现行规范要求；

③设计引水流量75 m3/s，现状条件设计工况下计算引水流量32.1 m3/s，引水能力严重不足；

④闸混凝土结构外观上存在严重质量缺陷，大量钢筋外露及严重锈蚀，最大锈蚀率为41.7%，且混凝土大量脱落。涵洞各构件的正截面强度、边墙、顶板和底板的裂缝开展宽度，中墙、顶板和底板的最小配筋率均不满足规范要求；

⑤启闭机制动器、开式齿轮硬度均不符合现行规范要求，电器控制系统严重老化，启闭机超过标准使用年限，已不能正常运行，吊杆与闸门连接处锈蚀严重，已不能承载闸门启闭荷载；

⑥由于河势变化，主流偏向右岸，使得簸箕李引黄闸脱流，闸前600～700 m淤积非常严重，特别是在农田用水关键时期基本无法引水。虽然在黄河河道内实施了开挖引水渠等措施，但由于引黄闸底板较高，加之黄河主河槽偏移过远，实际引水能力不足设计引水能力的30%。

2010年11月，山东黄河河务局组织专家对簸箕李引黄闸的安全鉴定进行了审定，簸箕李引黄闸主要运用指标无法达到设计标准，工程存在严重安全问题，根据《水闸安全鉴定规定》，该闸评定为四类闸，应报废重建。2011年7月，黄河勘测规划设计有限公司对该闸安全鉴定进行了核查，并出具了安全鉴定成果书面核查意见，同意该闸的安全鉴定类别为四类闸。鉴于此，为消除工程隐患，确保黄河防洪安全，拟对该闸进行报废改建。

二、闸址选择

1.原闸址已不具备重建条件

由于原簸箕李引黄闸已经脱流，闸前淤积严重，引水期闸前缘距大河水边600～700 m，闸前引渠易淤积，需不断进行引渠清淤，已不具备基本引水条件；且原簸箕李引黄闸闸后与灌区干渠连接拐弯太急，水流不平顺。因此，引黄闸需重新选址改建。

2.适合建闸的条件分析

适合建闸的闸址需满足以下几个条件：一是需常年靠流，引水条件好；二是尽可能选择险工段凹岸顶点偏下游的位置，引取表层环流的同时尽可能少引沙，便于灌区运行管理；三是地质条件要满足建闸需要且满足黄河行洪要求；四是尽可能与现有干渠顺畅连接。

3.闸址比选

综合考虑以上因素，通过查阅历年黄河河势资料及河势图，得到簸箕李险工靠水情况如下：

20世纪80年代末，靠水坝段为新#3～#3、#5、#9靠主流，#4、#6～#8、#11～#43靠边流；90年代，靠水坝段为#3、#5靠主流，#6～#9靠边流。自2002年黄河调水调沙以来，河势变化较大，簸箕李险工流势继续上提：主流自2003年秋汛后靠险工上首行走，导致险工上首刘旺庄滩的滩岸坍塌。从近年河势看，簸箕李险工靠水坝段16段，坝号为新#7～#9，其中新#7～新#6靠水，新#5～#2坝为边流，#3～#9为主流。今后一段时期小浪底水库按既定的方式运用，加之河道两岸边界条件不发生变化，簸箕李险工所在河段的河势不会发生大的变化，目前河势基本稳定。

经过现场查勘，簸箕李新#5～新#3坝之间，地形开阔，位于河道凹岸顶点稍偏下游处，靠近河道深泓，靠流情况较好，2004年以后靠流概率达100%；且该处交通方便，施工便利，占用耕地少，施工区内无拆迁建筑；闸后距主干渠较近，背河无村庄，便于闸与主干渠的连接。基于此，新闸闸址初步选在新#5～新#3坝之间，具体位置需依据地质勘探资料综合比选，确定最优闸址。

4.闸址位置的最终确定

据历史记载， 在拟建闸址处，1902年由于河势变化曾造成滩地坍塌，背河古坟内出现管涌险情，造成西刘旺庄一带于8月13日决口（相应现堤防桩号206+500～207+500），次年2月20日合龙。从地勘资料地质剖面图可以看出，闸址部分坐落在历史老口门上，特别是闸首左侧A1钻孔揭露出的②、①-4、①-5等土层含有大量腐殖质、树皮、木块、块石、碎石等，估计为当时堵口物料。根据地勘资料，工程布置时闸首应右移尽量避开A1钻孔。基于此，新闸闸址位置最终选择在黄河左岸堤防桩号207+490处。

三、闸底板高程的确定

1.黄河河道冲淤变化预测分析

依据黄河有关资料，自2000年小浪底水库运用至今，经10多次调水调沙，河床呈现逐年冲刷。据黄河水利委员会黄规计〔2011〕148号文《关于印发黄河下游病险水闸除险加固工程设计水位推算结果的通知》，小浪底水库运用后下游河道2020年左右冲刷达到最大，2028年左右淤积恢复到2000年状态。此后，黄河下游年平均淤积量为3.45亿t,艾山～利津河段的年平均淤积抬升速率为0.075 m/a。簸箕李引黄闸处于艾山～利津河段，2015年改建完成，按照30年运行期计算，到2045年比2000年水平河道淤积抬高1.28 m。

2.新建引黄闸底板高程的初步确定

原簸箕李引黄闸底板高程为17.21 m。根据黄河董家大断面2010年、2011年、2012年实测资料，推算新建簸箕李引黄闸址大河深泓点高程汛前为15.74 m、汛后16.23 m、汛前汛后平均值为16.16m。基于黄河实测资料，综合考虑闸后渠道衔接等技术要素，滨州市簸箕李引黄灌溉管理局以滨簸函字〔2013〕2号文，建议闸底板高程在16.20～16.40 m。 3.引黄闸底板高程的最终确定

考虑今后河道继续冲刷下切，为保证黄河流量较小且闸前实际水位低于设计引水位时，仍可引出一定水量进行抗旱和保证农村饮水急需，经综合考虑，最终黄河水利委员会批准簸箕李引黄闸底板高程为16.00 m。

四、工程主要设计指标与总体布置

簸箕李引黄闸系簸箕李灌区的渠首引水工程，是灌区的重要组成部分。为保证引黄供水效益的稳定发挥，改建后的簸箕李引黄闸仍按原规模，设计引水流量为75 m3/s，为两联6孔钢筋混凝土箱式涵洞，每孔净宽净高均为3 m。

工程总体布置包括上游连接段、涵洞部分和下游连接段三部分。上游连接段部分最上游底部设5 m长1.3 m深抛石槽，后接15 m长黏土铺盖，铺盖上设浆砌块石护面厚0.4 m，抛石槽和浆砌块石护面顶高程均为16 m。涵洞部分全长91 m，共分9节，首节涵洞长11 m，其余8节均为10 m，为两联6孔箱式C25钢筋混凝土涵洞，每孔净宽净高均为3 m。涵洞下游设16 m长消力池，后接13 m长M10浆砌块石海漫和16 m长干砌石海漫，干砌块石海漫后设5 m长抛石槽。

五、运行效果及评价

簸箕李引黄闸改建工程于2014年10月正式开工建设，2015年12月底竣工投入使用。运行1年来，经历了灌区春灌、夏秋灌与冬灌三次引水过程，总引水天数179天，其中143天在低于设计引水指标条件下运行，满足了灌区各类用水需求。同时，引水输沙效果显著，渠首段10 km干渠泥沙淤积量显著改善。与往年同等引水量条件相比，减少泥沙淤积量50%，有效缓解了干渠清淤压力，引供水效率有了明显改善。

簸箕李引黄闸改建工程从前期立项到竣工投入使用，历时 5年，从 1年多的运行效果看，达到了预期设计效果。一是得益于前期准备工作充分，搜集资料翔实充分，分析论证审慎科学，确保了工程选址、初步设计、施工图设计精度；二是建筑物本身设计科学，施工规范；三是选址及主要技术指标的决策科学，簸箕李引黄闸的建成并投入使用，将显著提高簸箕李灌区的引供水保障能力，促进灌区灌溉效益的持续稳定发挥。

[1]崔树彬,连煜,高传德.黄河下游断流情况及趋势分析 [J].水资源保护，1997(2).

[2]汪朗峰.大沙河河口水闸工程方案设计[J].中国农村水利水电,2007(6).

[3]李俊杰.闸址选择和闸孔初步设计[J].河南水利与南水北调,2016(8).

责任编辑 轩 玮

Key technical indicators for rehabilitation project of Bojili Yellow River Diversion Sluice:basis of decision making and operation results//

Xu Jianhui,Cui Xuan,Wang Long

Water diversion sluice is crucial for irrigation districts diverting water from the Yellow River,and key control structure for industrial and agricultural production and domestic water use.It closely relates to production and social stability of irrigation district and safety of Yellow River embankment and flood control.Problems with Bojili Sluice,such as potential safety hazard are introduced.Feasibility studies are made on necessity and urgency of re-construction of water diversion sluice.Rationality analysis is conducted regarding site selection, geological conditions and elevation of sluice flour slab.It has reference value for construction and management of water source project in the lower reaches of the Yellow River.

Yellow River Diversion Gate;rehabilitation;technical indicators;basis of decision making

TV67

：B

：1000-1123（2017）08-0043-02

2017-01-03

徐建辉,工程师，主要从事工程建设与管理研究。