大型水闸控制运用计划编制探讨

孟含威

(山东省水利勘测设计院有限公司，山东 济南 250013)

1 概况

后万第拦河闸工程始建于1993 年10 月，1994 年5 月建成并运行。2013 年5 月水利部建设管理与质量安全中心同意评定为三类闸。2019 年11 月12 日，后万第拦河闸除险加固工程初步设计取得批复。此次除险加固工程保留生产桥上游翼墙，原生产桥、翻板闸、冲沙闸、下游翼墙等拆除，新建橡胶坝、充排水泵房、生产桥、管理设施等。2021 年后万第拦河闸完成下闸蓄水验收。

后万第拦河闸位于莱阳市万第镇后万第村北0.3 km 的富水河中游，是以拦蓄地表水、回灌地下水、美化环境为主的建筑物，拦河闸以上流域面积778 km2。万第拦河闸设计蓄水位44.12 m，蓄水量41.1 万m3。

2 编制水闸控制运用计划的目的

莱阳市后万第拦河闸经过除险加固后，水闸的兴利调度运用和防洪调度方式均相应发生变化。为了对莱阳市后万第拦河闸进行科学管理，保障水闸安全运行，规范水闸控制运用，充分发挥工程综合效益，依据《中华人民共和国水法》《中华人民共和国防洪法》《山东省水闸控制运用计划编制导则(试行)》等法律、规范，应编制莱阳市后万第拦河闸控制运用计划。

3 控制运用指标

3.1 正常蓄水位

根据《莱阳市富水河后万第拦河闸除险加固工程初步设计报告》及批复文件，后万第拦河闸设计蓄水位44.12 m，相应蓄水库容41.1 万m3。

3.2 防洪排涝水位

根据《莱阳市富水河后万第拦河闸除险加固工程初步设计报告》及批复文件，确定后万第拦河闸防洪排涝水位。

富水河规划河道防洪标准为10 年一遇，设计洪峰流量为1120 m3/s，相应坝上水位45.81 m，坝下水位45.71 m。

橡胶坝设计防洪标准为20 年一遇，设计洪峰流量1480m3/s，相应坝上水位46.40 m，坝下水位46.30 m。

校核防洪标准为50 年一遇，校核洪峰流量1966 m3/s，校核洪水已漫堤，以20 年一遇洪水位加0.7 m 安全超高作为校核条件。

后万第拦河闸无排涝任务，不涉及排涝水位。

3.3 汛限水位

汛期(6 月～9 月)最高蓄水位为汛限水位。由于批复的除险加固设计中未明确汛限水位，按照《山东省水闸控制运用计划编制导则(试行)》的要求确定汛限水位。

(1)汛中限制水位。汛中指6 月21 日至8 月31 日，根据《山东省水闸控制运用计划编制导则(试行)》，当设计报告中无明确汛限水位的，汛中限制水位取闸上1/2 正常蓄水深对应的水位，对于正常蓄水位高于设计洪水位的水闸，汛中限制水位取闸上1/2 设计洪水深对应的水位。

后万第拦河闸闸底板高程为40.82 m，正常蓄水位44.12 m，闸上设计洪水位46.40 m，汛中限制水位取闸上1/2 正常蓄水深对应的水位，即汛中限制水位为42.47 m。

(2)汛初和汛末限制水位。汛初指6 月1 日至6 月20 日，汛末指9 月1 日至9 月30 日，期间水闸控制运用水位分别称为汛初限制水位、汛末限制水位。根据《山东省水闸控制运用计划编制导则(试行)》，汛初和汛末限制水位可在汛中限制水位至正常蓄水位以下0.5 m 之间合理确定，对于正常蓄水位高于设计洪水位的水闸，宜略高于汛中限制水位。

接莱阳市大中型拦河闸除险加固工程水利工程建设处通知:根据山东省水利工程标准化要求，结合运行管理单位及上级主管部门的管理意见，同时兼顾蓄水验收阶段专家组意见，挡水高度≥3 m 的汛前按下落1 m 的水位进行控制，挡水高度<3 m 的汛前按下落0.5 m 的水位进行控制。

后万第拦河闸闸底板高程为40.82 m，正常蓄水位44.12 m，挡水高度3.3 m，大于3 m，汛前按照下落1m 的水位进行控制，即汛初限制水位为43.12 m。

汛末限制水位可在汛中限制水位(42.47 m)至正常蓄水位(44.12 m)以下0.5 m 之间合理确定。本次汛末限制水位与汛初限制水位相同，即汛初、汛末限制水位均为43.12m，见表1。

4 防洪调度

汛初和汛末，视降雨和来水情况，控制闸上水位不超过汛初和汛末水位。汛中执行汛中限制水位，汛中遇降雨，橡胶坝应及时塌坝，保持河道行洪通畅，闸上水位达到设计洪水位时，应同时落实水闸安全应急处置措施。

5 兴利调度

5.1 供水对象基本情况

后万第拦河闸的用水户为农业灌溉和下游河道生态补水。

后万第拦河闸灌溉面积0.55 万亩，灌区内主要作物有小麦、玉米、其他经济作物等，其中冬小麦75%，夏玉米75%，其它25%，复种指数为1.75。根据灌区的灌溉制度计算灌区净灌溉定额为153.7 m3/亩。灌溉水利用系数取0.6，年需水量140.9 万m3。灌区为旱作区，灌溉设计保证率取50%。

下游河道生态用水采用多年平均来水量的10%考虑。根据兴利调节计算，多数月份有弃水，弃水量较大的月份不再考虑生态水量;无弃水或弃水量小于来水量10%的月份考虑下游生态水量。

损失水量包括蒸发损失量和渗漏损失量。蒸发损失量根据月平均水面面积乘以蒸发深计算，月渗漏量取月初与月末库容平均值的1%计算。

5.2 兴利调节计算

采用典型年调节计算方法，按p=50%现状工程条件下径流量作为来水量进行兴利调节计算，以月为计算单位，从7月份起调，以汛中限制水位42.47 m 为起调水位，按照汛期限制水位进行控制，成果见表2。

表2 后万第拦河闸兴利调算成果表 单位:万m3；m

从表2 中可以看出，以本次确定的汛期限制水位进行控制，后万第拦河闸能满足灌区灌溉面积0.55 万亩的用水需求。后万第拦河闸50%频率下来水量为8948.3 万m3，灌溉供水量140.9 万m3，生态供水量和弃水量8788.6 万m3，蒸发、渗漏损失水利合计18.8 万m3。

6 橡胶坝调度运用方式

橡胶坝坝袋不得超高压运用，充水压力不得超过坝袋设计内压力。汛期应与上游水利等管理部门联系，根据气象和水文预报掌握水情，提前采取安全保护措施。

寒冷地区的充水式橡胶坝冬季宜塌坝越冬;当不能塌坝越冬时，应在临水面侧采取破冰措施;当冰凌过坝时，对坝袋应采取保护措施。

橡胶坝挡水期间，在高温季节为降低坝袋表面温度，可将坝高降低，在坝袋上面保持一段时间的溢流水深。

本工程橡胶坝共2 跨，根据排水设备的机组布置，塌坝时应同时塌坝 、缓慢塌落，避免下游产生集中冲刷。

塌坝泄量前应事先通知下游有关单位和部门，并应以各种有效信号对危险区域发出警告。

7 结语

水闸的调度运用应遵循水库年度控制运用计划，在保证工程、下游人民群众和国家财产安全的前提下，最大程度发挥工程兴利功能。本次根据省内水闸控制运用计划编制导则，对山东省大型水闸编制控制运用计划，以指导实时调度。在实际应用中，水库技术人员要和当地水文气象部门密切配合，做好洪水预报。如果在调度过程中出现异常情况，应针对问题积极采取相应的措施，提高防洪调度的主动性。