平原地區節制閘除險加固設計洪水標準思考

孫曉敏+杜玲+王飛

摘 要：節制閘除險加固設計過程中，洪水標準對工程的設計規模有比較大的影響，只有做出正確的洪水標準評價，才可以保證節制閘出現加固的經濟性、可靠性和安全性。基于此，本文對平原地區節制閘除險加固設計洪水標準進行探討。

關鍵詞：平原地區 節制閘 除險加固 設計 洪水標準

在對平原地區節制閘除險加固設計進行復核時，由于水閘設計洪水標準和河道設計的洪水標準不同，為了保證節制閘除險加固設計順利開展，要合理的選擇節制閘的洪水標準。本文根據相關規定要求以及平原地區病險水閘的具體情況，對平原地區中大型節制閘除險加固設計的洪水標準進行思考分析。

1.為病險水閘進行除險加固的原因

所謂的水閘指的就是能夠調整河道水位、控制河道水流量的水工建筑設施，具備擋水與泄水、引水等功能，能夠在河道的排澇擋潮、引水供水、防洪調度等工程中起到至關重要的作用，是一項防范自然災害、保障人民生命財產安全的基礎性設施。在中國，大部分的水閘建于上世紀的60年代左右，由于當時的經濟、技術等條件都比較落后，導致水閘工程的建設標準都比較低，再加上其運作了50多年，大部門水閘都不同程度的出現了老化、損傷、失修等問題，隱藏著嚴重的安全隱患。由此，消除病險水閘的安全隱患已成為完善水利設施的最重要、最緊急的任務，因為只有確保了水閘的安全，才能保障人民群眾的生命財產安全，才能對水資源實行最優化的資源配置，才能促進經濟發展維護社會穩定。

為此黨中央在2011年時就召開了水利工作會議并下發了中央1號文件，在2012年時針對我國的2621座大中型水閘啟動了病險水閘的除險加固工程。其中平原地區就有72座大型水閘（分洪閘、擋潮閘、攔河節制閘、泄洪閘等）被列入了病險水閘內。

2.設計洪水標準的步驟與方式

國家水利部發布的《水閘設計規范》（SL 265-2001）中就確定水閘洪水標準及其的適用范圍作出了明確的規定，確定洪水標準的具體步驟如下：①洪水標準的確定：主要是依據水閘所屬河流流域的防洪方案中的防洪任務、最近制定的防洪目標及水閘的長期發展目標、水閘的等級進行設計洪水與校核洪水的確定。《水閘設計規范》（下文稱為《規范》）的適用范圍有：擴建、新建、改建、除險加固的大中型水閘，或者是改建、除險加固的小型水閘。雖然《規范》認同了水閘改建與除險加固的必要性，但是若全部以《規范》確定洪水標準，還是會有不足之處的。②建筑物等級的確定：主要是依據建筑物所在工程的等級、作用及關鍵性進行確定；③工程等級的確定：主要是依據水閘的最大過閘量與水閘的保護對象進行確定。案例：某節制水閘，泄洪流量是3800m3/s，設計洪水標準是20年一遇。攔蓄水量是1280萬立方米。而該閘所在河流的防洪標準為小于10年一遇。該閘在2012年時被鑒定為三類閘，需除險加固。參照最大過閘流量，該閘的加固工程等級被定為Ⅱ等，規模被定為大型，建筑物的等級被定為2級。若完全按照《規范》，該加固工程的洪水標準應定為30-50年一遇，校核洪水應定為100年-200年一遇，然而該水閘當前的防洪標準不到10年就一遇，即使對河道、建筑物分別進行清障、加固，防洪標準也只能達到10年一遇，也達不到《規范》中的最低標準（30年一遇）。如果除險加固工程按照30年一遇的洪水標準去設計，該水閘的規模根本就不達標，還需擴孔。同時由于該河道的泄洪條件達不到30年一遇洪水標準的要求，所以即使擴孔也不能滿足實際需求，只是做無謂的投資。另外，該水閘是三類水閘，河道的防洪標準是10年一遇，所以如果只對其進行除險加固，就沒有擴大規模的必要了，所以該水閘的洪水標準應該維持原樣，即20年一遇。

3.確定洪水標準時會受到的影響因素

在確定平原區水閘除險加固工程的洪水標準時，《規范》中批復的洪水標準與現狀的洪水標準往往是存在一定區別的。在確定大型水閘的洪水標準時，《規范》中要求洪水標準最低也得30年一遇，校核洪水標準最低也得100年一遇。然而現實洪水標準有可能就不一樣了。例如淮河流域的水閘，基于該河道的特性與水閘工程的具體情況，選用水閘洪水標準時要嚴格參照以下要素進行：①由于平原區大型水閘（重要支流、一般支流）的洪水標準一般都是20年一遇，只有個別重要支流的洪水標準是50年一遇，所以確定水閘洪水標準時，應參照該河道的規劃、河道兩岸的堤防及河道的洪水標準進行，一般河道洪水標準是20年一遇，所以平原區大部分水閘的洪水標準定成了20年一遇。因為若洪水標準定的過高了，就會造成相關水位與流量的不確定，有可能引發潰堤，進而造成洪水分泄漫流的現象。②之所以沒有定校核洪水標準或者是沒有把校核洪水標準定為50年一遇，是因為該河流的防洪泄流能力達不到50年一遇的標準。設計洪水標準時，如果不能正確演算洪水的下泄能力，就不能隨意增大洪水標準。另外水閘損壞引發的災害要比潰堤引發的災害小也是原因之一。

4.設計平原地區節制閘除險加固工程的洪水標準時需注意的事項

因為平原地區的地域廣闊、河道流域比較多，所以平原區節制閘就比較多。設置節制閘的目的就是為了確保河道的安全，使其在汛期時能夠開閘泄洪，在非汛期時能夠攔蓄河水灌溉農田。建設節制閘時，由于節制閘的洪水標準會受到其所在河道的洪水標準制約，所以設計節制閘洪水標準時，既不能太高也不能太低，如果太高，就有可能增加工程的規模，浪費資源；如果太低，就有可能制約河道的泄洪能力，危及水閘安全。現階段淮河流域的各個中小河流的治理方案，其中包括治理工程的設計都已經得到了批準，所以，設計節制閘洪水標準時要將河流的治理需求及治理工程的安全考慮在內。①在設計平原區大型節制閘除險加固工程的洪水標準時，要在依據相關規范要求的基礎上，參照該河道的防洪規范，以便確保節制閘的洪水標準和防洪規劃的洪水標準相配合。②由于平原區有很多水閘是在上個世紀建設的，所以洪水標準都比當前國家規定的低，但是和治理規劃相同。基于河道治理的長遠性與系統性，以及其與國民經濟的相適應性，所以可以繼續沿用水閘的原有洪水標準。③基于河道治理工程的長遠性，治理標準的發展性，所以為了確保水閘加固工程的安全及降低其對河流行洪能力的影響，在設計大型攔河閘時，可以依據河道兩岸的堤防標準及堤防安全，在水閘的設計水位上做一定的加高，并將其當做水閘的校核條件。④為了使兩岸的堤頂路和閘上的交通橋平穩順利的鏈接，要盡最大努力的降低橋梁對洪水標準的制約。因此設計平原區大型攔河節制閘時，交通橋的橋面高度最好高于或等于兩岸堤頂的高度。經過多年的實踐，我認為當前現行的《水閘設計規范》還有一定不足，如果要修訂的話，建議將平原區大型水閘的洪水標準定為水閘所處河流的洪水標準，校核洪水標準可以繼續沿用當前規范中的標準。

5.結論

經鑒定，淮河流域的水閘大部分是病險水閘，得除險加固。由于水閘的洪水標準直接關系著除險加固工程的安全與成本，所以除險加固時應遵照《水閘設計規范》中的洪水標準進行，但是由于該規范中洪水標準的適用范圍與平原區水閘洪水標準還存在一定差異，因此除險加固平原地區三類閘時，就不能照搬該規范中的標準，要結合所處河道的實際情況及長遠規劃來確定，應和河道的洪水標準一致，以便其能夠達到河道防洪目標的要求。以上提議僅供參考。

參考文獻：

[1]中華人民共和國水利部.《全國大中型病險水閘除險加固專項規劃》[S].2011.

[2]水利部長江水利委員會長江勘測規劃設計研究院.《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2000）[S].2000.

[3]中華人民共和國水利部.《防洪標準》（GB50201-1994）[S].1994.

[4]叢娜，馮平.流域下墊面變化影響下入庫設計洪水的修訂[J].南水北調與水利科技，2014，（02）：56-57.endprint