拦河闸建设对水文测验的影响程度分析

关振伟

(辽宁省河库管理服务中心(辽宁省水文局)，沈阳 110003)

0 引 言

为了改善流域环境，还群众“青山绿树”，保证太子河沿岸人民生活质量、保障当地社会、经济的可持续发展，在满足《辽阳市城市防洪规划报告》要求下，结合《辽阳市太子河生态治理规划》，计划最大程度的开发利用太子河安平乡段河道自然资源，建设太子湖拦河闸项目，拦河闸的建设将会产生一定的阻水和壅水作用，使得上下游一定范围内河道的水位、流量等天然特性发生改变，将会对上游葠窝水库(坝下)站水文测验数据产生一定影响[1]。

水文测验工作是水利工程建设的基础，对抗旱防洪以及水资源分配管理影响重大[2]。因此，文章将以工程建设期、正常蓄水期和洪水期3个工况分析拦河闸建设对水文测验的影响程度，以期为拦河闸建设提供科学的依据。

1 拦河闸及水文测站基本情况

太子河系浑河支流，辽宁省主要河流之一。发源于新宾县平顶山镇大红石砬子，流经本溪县、本溪市区、辽阳市区、灯塔市、辽阳县、海城市等市县，在海城市西四镇八家子村入浑河。河长363km，流域面积13493km2。

葠窝水库(坝下)站位于辽宁省辽阳市弓长岭区安平乡南沙土坎村，E123°29′，N41°14′，基本水尺断面位于太子河葠窝水库坝下1700m处。太子湖拦河闸位于葠窝水库坝下2758m处，距上游基本水尺断面1058m。拦河闸正常挡水位56.71m，蓄水量为21.16万m3，设计洪水位60.33m，校核洪水位61.88m，总库容370.85万m3，闸门铅锤高1.5m，总长204.9m，共34扇，每扇宽度6.0m，由水力自控翻板闸门与液压控制翻板闸门组成。

2 水文水利分析计算

文章中设计洪峰流量及施工期洪水采用《葠窝水库除险加固初步设计》中成果，拦河闸过流能力计算采用《水力自控翻板闸门技术规范》附录A计算公式。

2.1 建设期

拦河闸闸底板工程施工采用分期围堰导流方案，设计防洪标准5a一遇，最大非汛期流量252m3/s。施工期导流明渠水位壅高0.73m，建设期5a一遇水位为57.26m，壅水影响范围800m。

2.2 正常蓄水期

拦河闸所在位置设计河底高程54.91m，闸底板高程55.21m，正常蓄水位56.71m，最大蓄水位57.01m。根据拦河闸调度运行方案，当上游来水量超过104m3/s时，自控翻板闸和液压翻板闸全部开启进行泄洪。根据拦河闸泄流情况，分3种情况对正常蓄水期水力计算进行分析，具体如下：

1)上游来水7m3/s，拦河闸上游水位56.75m；

2)上游来水56m3/s，拦河闸上游水位57.01m；

3)上游来水104m3/s，拦河闸上游水位57.01m；

受拦河闸蓄水影响，工程建设后会引起上游河段水位壅高，其中水文测验断面水位壅高值为0.78-0.18m，正常蓄水条件下，蓄水淹没河道长度1378m。

2.3 洪水期

经计算拦河闸建成后，10a一遇和50a一遇设计洪水条件下，闸上游断面水位分别为60.33m和61.88m，水位壅高值均为0.17m。50a一遇拦河闸壅水影响长度为700m，10a一遇拦河闸壅水影响长度为500m。

3 拦河闸建设对葠窝水库(坝下)站水文测验的影响程度分析

3.1 对水文测验实施的影响

葠窝水库(坝下)站现状测验断面设立有缆索、水尺等。拦河闸距上游基本水尺断面1058m，工程建设未破坏现有测验设施、未扰动测验断面河道现状。

3.2 对水文测验数据的影响

葠窝水库(坝下)站主要观测数据有：水位、大断面、流量及降雨等，其中，降雨数据主要有雨量站获取，工程建设对降雨数据无影响。

1)对水位观测数据的影响：

拦河闸建设对水位观测数据的影响主要为正常蓄水时的回水影响和闸门启闭过程中所产生的变动回水影响。正常蓄水期间，受回水影响水文监测断面水位观测值偏大，观测断面水位由55.93m-57.15m变化为56.71m-57.33m；洪水期，工程建设对水文站无回水影响。

2)对大断面数据的影响：

拦河闸工程距上游基本水尺断面1058m，葠窝水库(坝下)站每年汛前5月份左右，汛后9月份左右进行大断面数据测验；拦河闸的运行时间为每年6月-10月，工程建设对汛前大断面测验无影响；汛后9月份和10月份，拦河闸仍处于运行期，对大断面数据测量有一定影响。

3)对流量数据的影响：

葠窝水库(坝下)站目前采用堰闸流量率定曲线法和电功率法和等进行推求。

拦河闸建成后，正常蓄水期间会对水文测验断面产生壅水影响，抬高断面水位，减小断面流速，且受变动回水影响，水文测验断面位置水流方向不稳定。但工程建设不影响葠窝水库正常运行，对水电站发电、大坝及溢流堰水工建筑物的运行工况无影响，目前采用电功率法和堰闸流量率定曲线法等方式推求流量，工程建设对流量数据获取无影响。

3.3 对水文资料一致性的影响

拦河闸工程为景观蓄水工程，蓄水运行期为6月至10月；拦河闸采用水力自控翻板闸门与液压控制翻板闸门组合形式；汛期来大洪水期间，闸门全部敞开泄洪，对洪水无调蓄作用。工程建成后，不会因工程修建人为增加或减少流域的径流量，未破坏水文资料一致性。

3.4 对水位流量关系的影响

拦河闸对上游测验断面的影响主要体现在正常蓄水期和闸坝启闭过程。根据分析工程建设对测验断面水位流量关系的影响为低水位流量区段，即河道来流量<104m3/s时，拦河闸蓄水会减缓低水位流量区段的水位变化速率，观测断面水位由55.93-57.15m变化为56.71-57.33m；且流量越小影响越大，最大影响深度为0.78m。

4 结论及对策

拦河闸工程距上游水文测验断面1058m，受正常蓄水期拦河闸回水影响，工程建设一定程度上会改变测流环境，影响观测数据的连续性，且对观测断面低流量段(0-104m3/s)的水位-流量关系有一定影响。

结合已有的文章相关分析，相关工程建设对上下游水文站水文测验的影响主要体现在中低流量段。为保证水文站流量观测及流量整编的顺利进行，建议调节拦河闸运行调度方式，改进流量测验方法，以消除拦河闸建设对中低流量段时水流流速、流态及水位的改变而引起的流量测量问题[3]。