沂河梯级橡胶坝防洪对策探讨

司维珂

（淄博市南水北调工程建设管理有限公司，山东 淄博 255000）

橡胶坝防洪在我国防洪体系扮演着重要角色。山东临沂城区段沂河干支流近年来建成多处橡胶坝,且上下串通、水面连接,已形成名副其实的梯级橡胶坝群。但是沂河河道是防洪骨干河道，洪水洪峰期有非常高的流动速度，调度是其重要环节，若调度出现问题，会引起沂河洪水灾害，导致橡胶坝和下游河道安全性与稳定性的下降。所以针对沂河汛期洪水，建立合理梯级橡胶坝的防洪战略是非常必要的。

1 工程概况

临沂市共拥有大小河流1800 余条，10 km 以上的河流有251 条，全市水资源总量55 亿m3。市区依河而建，沂河从北向南穿过市区，其最大支流祊河从西向东穿过市区西北部，至市区中部汇入沂河。过去因长期投入不足，河道存在诸多问题，湿地面积小，蓄水能力小；河堤均为土堤，退化严重；堤坡和河滩上杂草丛生，坑洼不平，河道防洪能力差。近几年，市委、市政府从全市发展的战略高度，提出加快构筑以沂、沭河为骨架的水网体系，优化水资源配置，把更多的水资源保护储备、开发利用起来，围绕打造江北滨河生态水城，临沂市在沂河、祊河上建造多座橡胶坝，形成屈指可数的大型梯级橡胶坝群[1]。沂河橡胶坝总长1247.4 m，坝体两端分设五孔提升式调节闸各一处；中间的橡胶坝共有16 节，每节长70 m，全长1135 m，最大坝高3.5 m。拦河坝最大蓄水量为2830 万m2，回水长度10.8 km，蓄水后形成1.6 万亩的水面，面积是杭州西湖的2 倍[2]。

2 防洪工程分析

2.1 防洪影响分析

目前，我国梯级橡胶坝投入成本比修建防洪大坝小，然而梯级橡胶坝厚实性太强对其沂河防洪的灵活性造成一定影响。通过搜集相关橡胶坝防洪资料，橡胶坝内外气压比例要适当，技术经济指标具有无法比拟的优越性，一般认为3 m 高橡胶坝可允许最大沂河洪水深度不超过1 m，若洪水深度超过警戒线橡胶坝会存在爆袋的危险。此外，洪水附带着砂砾对橡胶坝的磨损与割破会造成巨大损失，而且长久风吹日晒会使橡胶带老化。

2.2 防洪危险分析

以2009 年的7 月21 日洪水防范为例。2009 年7 月20 日16 时到21 日6 时，受负高压影响，沂水流域普降大雨，各大水库以及临济水文站以上的流域平均降雨96.1 mm，平邑县内更是达到206.9 mm，2009 年8 月8 日再次出现洪水时间，在暴雨期间，临沂市防办根据降雨过程和洪水情况下达了洪水防范指令。

针对两场暴雨的实际情况，对沂河梯级橡胶坝的抗洪能力和蓄水能力做出观察，通过分析，橡胶坝能够有效的防洪抗洪，在暴雨来临时，能够逐级蓄水，大大减轻暴雨的威力，阶梯橡胶坝的应用是这两次洪水能够化险为夷的关键，成为研究阶梯橡胶坝的重要实例。

综上所述，沂河梯级橡胶坝防洪的危险点主要表现为：（1）橡胶坝防洪调度运行方式不健全。沂河防洪调度运行方式由调度员决定，很多情况下，调度员不了解沂河的防洪状况，盲目或者仅凭工作经验选择防洪调度方式；（2）橡胶坝防洪调度运行方案和程序不完善。尤其在特殊情况下，橡胶坝防洪调度员对防洪调度运行方式变化突发性缺乏全面考虑；（3）防洪调度员对洪水调度运行缺乏足够了解，非常容易忽视橡胶坝系统调度运行安全监控、预防这一重要环节[3]。

3 防洪策略

3.1 坚持橡胶坝群调度目标原则

沂河橡胶坝群的综合运行调度工作必须与通常橡胶坝工程运行管理进行统一，严格坚持橡胶坝群调度原则：（1）塌坝泄水水流过坝时橡胶坝的坝袋不应因过流水发生移动，以便保证坝袋安全运行；（2）所有坝体的坝袋应在洪水到来之前全部塌平；（3）合理调度防止洪水叠加恶化防洪状况[4]。

3.2 汛期橡胶坝群立坝组合方式

为保证工程安全度汛，汛期橡胶坝立坝高度采用设计坝高的60%蓄水，主汛期严禁立坝，结合沂河多年橡胶坝的实际运行状况，在各橡胶坝发生塌坝泄流的情况时，上游放坝泄水会造成洪水叠加，此时应保证橡胶坝袋不会发生振动，保障安全泄流。这样做的优点主要包括：（1）当汛期上游来水，橡胶坝需要进行塌坝泄流时，可以同时完成泄洪工作，而且坝袋塌坝泄洪时坝袋不会移动，缩短落坝时间；（2）对汛期塌坝的运行调度以及橡胶坝塌坝行洪非常有利。

3.3 坝袋径向拉力设计

将橡胶坝的受力假定为平面问题和薄膜内力两个基本条件，设计内压比α=H0H1=1.4[5]，计算公式见式（1）。

式中：T 为坝袋径向拉力，kN/m2；γ 为水比重，kN/m3；H1为实际坝高，m；H0坝袋内压水头[6]。

3.4 构建橡胶坝防洪调度信息化管理平台

当前，我国橡胶坝防洪调度未与现代化技术有效结合，基于满足沂河橡胶坝防洪工程适应防洪调度运行安全的需求，必须着重加强在橡胶坝防洪调度运行管理安全方面的建设创新，从主客观因素上完善防洪调度工作相关制度的建立[7]。随着防洪调度人员业务素质的不断提高和深化，必须建立综合的、专业化的橡胶坝防洪调度信息化管理平台，并以先进橡胶坝防洪调度信息化管理思想为指导，充分发挥橡胶坝防洪调度信息化[8]。信息化管理主要作用在于规范和系统橡胶坝防洪调度运作程序，利用信息技术实现橡胶坝防洪调度的任务，可以最大限度的避免人为因素产生的误差和错误。在橡胶坝防洪调度信息化管理中，要利用信息化技术对防洪调度任务计划进行设计，并进行固定检测运作的任务安排[9]。

4 结语

针对沂河每个橡胶坝蓄水和放水的情况进行实时控制，可以有效提高临沂水文站洪水预报精度，增长可预测期。建议在各橡胶坝设立水位、流量自动测报设施。沂河梯级橡胶坝的建成对沂河周边的村镇和市区提供水源，也改善周围的大气环境，产生巨大的经济效益。但是沂河梯级橡胶坝的防洪问题日益艰巨，值得去思考和讨论，在充分利用沂河梯级橡胶坝的同时做好防洪安全工作，加强对梯级橡胶坝防洪调度的调查研究，以期在后续的防洪工作中发挥更大作用。目前沂河梯级橡胶坝防洪策略需贯彻科学化、安全性的原则，构建信息化管理平台，完善沂河防洪策略，积极以实现橡胶坝防洪策略的标准化、规范化，实现沂河洪水的资源化和防洪技术的现代化，以及防洪保障的社会化为核心目标。