共渠西蓄滞洪区同山卡口扩挖设计
2017-07-12李秀慧谢玉仁陈群
□李秀慧 谢玉仁 陈群
(河南省豫北水利勘测设计院)
共渠西蓄滞洪区同山卡口扩挖设计
□李秀慧 谢玉仁 陈群
(河南省豫北水利勘测设计院)
共渠西蓄滞洪区位于淇河和共产主义渠交汇口下游共产主义渠的左岸,地处浚县境内,为卫河流域防洪体系的重要组成部分,根据共渠西蓄滞洪区及共产主义渠规划设计情况以及卫河、共产主义渠及其沿线各蓄滞洪区的洪水调节计算成果,通过分析计算,确定同山卡口段开卡扩挖的位置、宽度、长度及深度,以保证共渠西蓄滞洪区乃至整个卫河流域的防洪安全。
蓄滞洪区;洪水调节;同山卡口;扩挖设计
1 工程现状
河南省海河流域蓄滞洪区属海河流域漳卫河综合防洪体系的重要组成部分,为减轻卫河洪水压力,提高漳卫河流域防洪标准,发挥了重要作用。省内现有蓄滞洪区9处,分别为良相坡、柳围坡、白寺坡、共渠西、长虹渠、小滩坡、任固坡、广润坡和崔家桥蓄滞洪区,其中7处位于卫河干流沿线,广润坡位于卫河支流汤河左岸,崔家桥位于卫河支流安阳河左岸。
共渠西蓄滞洪区地处浚县境内,位于共产主义渠淇门以下的河道左岸,其沿共产主义渠方向长度约33 km,主要滞蓄卫河、共产主义渠及其支流淇河上游洪水。
蓄滞洪区内中部同山村以南的于村至龙口村之间的区域现状地势较高,地面高程为66~60 m,地势自东南向西北逐渐抬高,东西向地面比降较大约为1/800,成为行洪卡口段,将蓄滞洪区分为上、下两片运用。
2 共渠西蓄滞洪区及共产主义渠规划设计情况
按照《海河流域蓄滞洪区建设与管理规划》、《河南省海河流域共渠西蓄滞洪区建设与管理规划》及《河南省漳卫河系卫河坡洼(共渠西)蓄滞洪区工程建设可行性研究报告》,共渠西蓄滞洪区的工程建设主要为新建蓄滞洪区的进洪口门刘庄分洪堰,蓄滞洪区下游边界盐土庄隔堤,并对蓄滞洪区中部邢固至同山之间的高地进行开卡扩挖,使蓄滞洪区上、下两片连成一体运用。
按照《海河流域漳卫河系防洪规划报告》,为保证卫河流域达到设计50 a一遇防洪标准,需对卫河、共产主义渠及其沿岸的各蓄滞洪区进行规划治理,确保卫河流域的防洪安全,其中共渠西蓄滞洪区内部需对同山卡口段依地势开卡扩挖100~200 m。
《卫河干流(淇门~徐万仓)治理工程可行性研究报告》(中水北方勘测设计研究有限公司)中,对卫河、共产主义渠按照50 a一遇洪水标准进行了设计,其洪水调节计算中已将沿岸各蓄滞洪区纳入共同计算。根据其洪水调节计算成果,河道设计中共产主义渠(淇门~长丰沟入口共渠西蓄滞洪区段)河道不再进行清淤治理,仅对河道右堤按照防洪标准进行加高培厚。
《河南省漳卫河系卫河坡洼(共渠西)蓄滞洪区工程建设可行性研究报告》及《河南省漳卫河系卫河坡洼(共渠西)蓄滞洪区工程建设初步设计》,在共产主义渠河道治理设计的前提下,对共渠西蓄滞洪区内部的洪水过程进行了分析计算,根据洪水计算结果对比分析同山卡口段扩挖宽度,确保共渠西蓄滞洪区行洪水位能够满足共产主义渠防洪要求,确保流域防洪安全。
3 卡口段扩挖设计
3.1 行洪流量的确定
共渠西蓄滞洪区位于共产主义渠与淇河交叉口下游,其上游处于共产主义渠、淇河、卫河的三河交汇处,上游洪水主要为共产主义渠及卫河上游来水、淇河上游来水以及良相坡蓄滞洪区内部所滞蓄洪水的退水几部分,行洪情况较为复杂,且由于共产主义渠左岸基本无堤,洪水下泄时,共产主义渠与共渠西蓄滞洪区为共同行洪状态,其行洪水位同时又影响着白寺坡蓄滞洪区的进洪流量,对白寺坡蓄滞洪区的运用安全有着一定的影响。
通过对共产主义渠、淇河、共渠西蓄滞洪区等行洪条件分析,蓄滞洪区内部同山卡口的过流情况随洪水下泄影响变化较大,其控制工况采用50 a一遇洪水时,共渠西蓄滞洪区达到最高滞洪水位,同时白寺坡蓄滞洪区也达到最高滞洪水位,共产主义渠盐土庄节制闸控泄1 600 m3/s,为保证共渠西蓄滞洪区、白寺坡蓄滞洪区的滞洪水位不再升高,共渠西蓄滞洪区同山卡口处与共产主义渠河道共同行洪流量不能超过盐土庄节制闸控泄流量1 600 m3/s。因此,共渠西蓄滞洪区同山卡口处与共产主义渠河道共同行洪流量为1 600 m3/s。
3.2 卡口段扩挖宽度确定
按照以上分析结果,共渠西蓄滞洪区卡口处控制工况采用50 a一遇洪水时,共渠西蓄滞洪区达到最高滞洪水位,白寺坡蓄滞洪区也达到最高滞洪水位,共渠西蓄滞洪区同山卡口段与共产主义渠共同行洪1 600 m3/s。
共渠西蓄滞洪区同山以上部分,蓄滞洪区与共产主义渠河道分别行洪,至同山卡口处汇合后共同行洪,因此同山卡口段行洪计算时,其行洪水位与共产主义渠50 a一遇行洪水位相同,河道洪水位采用《卫河干流(淇门~徐万仓)治理工程可行性研究报告》成果,计算参数选用详见表1。
表1 共渠西蓄滞洪区同山卡口段共产主义渠河道设计成果表
共渠西蓄滞洪区同山卡口段位于共产主义渠桩号11+ 900~13+900之间,按照共产主义渠河道50 a一遇行洪水位计算成果,对共渠西蓄滞洪区及共产主义渠共同行洪进行洪水计算。拟对共产主义渠桩号11+330~15+570部分行洪水位进行计算,计算按照间隔200 m断面进行。其中共产主义渠按照现状断面,糙率采用2.50×10-2;共渠西蓄滞洪区卡口段按照共产主义渠滩地计算,考虑扩挖工程实施后对扩挖部分进行复耕,其过水糙率采用0.05。
计算公式采用水面计算的基本方程式如下(详见图1):
图1 共渠西蓄滞洪区同山卡口段与共产主义渠共同行洪计算简图
水面线计算使用《水利水电设计计算程序集》天然河道水面线计算程序,采用从下游向上游推算的方法进行计算。最下游断面桩号15+570处水位采用共产主义渠桩号15+570处计算行洪水位为62.46 m。
设计根据地形情况分别对卡口段扩挖150 m、180 m和200 m三种工况进行水力计算成果复核。计算断面上游桩号11+330处行洪水位分别为64.11 m、63.95 m和63.88 m,其中前两种工况水位均高于《卫河干流(淇门~徐万仓)治理工程可行性研究报告》共产主义渠行洪水位,开挖200 m计算成果63.88 m与河道洪水位一致(详见表2)。
因此,同山卡口段按照扩挖200 m宽,共产主义渠保持现状的情况下,发生50 a一遇洪水时,共渠西蓄滞洪区与白寺坡蓄滞洪区均达到最高滞洪水位的情况下,共渠西蓄滞洪区同山卡口段与共产主义渠共同行洪1 600 m3/s,能够满足防洪要求,保证共渠西蓄滞洪区、白寺坡蓄滞洪区滞洪水位不再继续升高,保证各蓄滞洪区及共产主义渠的行洪安全。
3.3 卡口扩挖工程设计
同山卡口扩挖部分按照设计高程60.50~59.50 m进行扩挖,需沿蓄滞洪区纵向扩挖2 km,横向最大扩挖宽度200 m。
表2 共渠西蓄滞洪区同山卡口段行洪水位计算结果表
表2 共渠西蓄滞洪区同山卡口段行洪水位计算结果表(续)
扩挖范围内共产主义渠左堤按照《漳卫河系防洪规划》及《卫河干流(淇门~徐万仓)治理工程可研》的要求进行保留,但对堤防进行整治,堤顶高程按照上下游现状堤顶高程顺接为62.85~62.20 m,设计堤顶宽度为3 m,共产主义渠河道内侧仍采用现状边坡,蓄滞洪区侧边坡按照1∶2.50进行整治。
共渠左堤地脚以外按照设计地面高程60.50~59.50 m进行疏挖,疏挖宽度根据现状地面高程为100~200 m,地面开挖时,首先将表层种植土挖除,就近堆放,待地面开挖结束后重新铺设表层种植土恢复耕种。卡口段扩挖左侧,采用1∶15斜坡与现状地面高程相连接;上下游两侧与现状地面高程平顺连接。
4 结论
共渠西蓄滞洪区作为卫河流域防洪体系中的重要部分,在卫河发生洪水时,能够发挥非常重要的作用,但是由于蓄滞洪区多年未进行系统治理,蓄滞洪区在现状运用过程中仍存在着诸多问题,其中同山卡口仍是蓄滞洪区规划运用中的主要问题,同山卡口段的扩挖对卫河流域洪水的调度安排起着至关重要的作用。因此,通过对共渠西蓄滞洪区同山卡口段洪水过流的分析计算,能够确定卡口段的扩挖工程设计,使扩挖后的蓄滞洪区能够满足规划的防洪安全需要,确保卫河流域达到设计50 a一遇的防洪标准、保证流域防洪安全。
编辑:刘长垠 邢博辉
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