渾河閘加固改建后對上下游河道的作用分析

郭彩銀

(遼寧省大伙房水庫管理局，遼寧 撫順 113000)

渾河閘加固改建后對上下游河道的作用分析

郭彩銀

(遼寧省大伙房水庫管理局，遼寧 撫順 113000)

摘要：本文主要介紹了渾河閘改建加固后對上下游河道及兩岸堤防行洪能力的作用，以及發揮的生態景觀效益。受渾河閘上、下游河道河底調整以及渾河閘加固改建的共同影響，渾河閘至上游第一個攔河壩砂山橡膠壩及此區域內各橋之間不同頻率的設計水位出現了明顯的下降，可見由于渾河閘的改建，閘上河道的行洪能力有了很大提高。經過汛期的驗證，工程滿足了泄洪、灌溉要求，保證了工程的安全穩定，為健全沈陽城市防洪體系做出了很大貢獻。

關鍵詞：渾河閘；加固；改建；行洪能力

1工程簡介

渾河閘始建于1958年，1959年建成。隨著沈陽市經濟社會的迅猛發展，運行50余年的渾河閘已滿足不了沈陽城市防洪、下游農田灌溉、自身安全穩定和城市生態景觀的需要。經遼寧省發改委批復對渾河閘進行拆除重建，工程從2008年開工，2012年部分工程投入使用。改建后的渾河閘工程主體為攔河閘維持22孔不變，兩側渾沙、渾蒲進水閘均由原來的5孔變成3孔，攔河閘閘室段分別布置有水平鋪蓋、閘室段、一級消力池、一級消力池護坦、二級消力池、二級消力池護坦、三級消力池及拋石防沖槽，全長共計212.6 m、整個閘室寬258.10 m。在閘室段上設檢修橋、工作橋、排架、啟閉機房和交通橋等[1]。

2防洪標準

渾河閘原設計洪水標準為50 a一遇，設計流量為4174 m3/s，原校核洪水標準為200 a一遇，校核過閘流量5176 m3/s。改建后的渾河閘設計洪水標準為100 a一遇，校核洪水標準為300 a一遇，能通過500 a一遇的超標準洪水，最大泄流量為7341 m3/s。

3上下游河道加固改建工程方案

上游方案：考慮到渾河沈陽城區段為國家水利風景區，上游河道渾河閘段加固方案充分考慮河道防護與景觀和生態建設結合。渾河閘上游河道改建工程包括渾河閘上游左右岸樁號0+100～0+400范圍內左右岸堤防的土方填筑、上游護坡護岸的修筑以及堤頂路面鋪設等工程。上游護坡采用生態功能混凝土連鎖磚護坡結構，坡面坡度為1∶2.7，正常蓄水位36 m以上坡面鋪設0.15 m厚腐殖土并種植草皮形成生態護坡。背水坡鋪砌預制六棱塊并種植草皮，堤頂為水穩層路面。

下游方案：經過幾次大洪水沖刷后，現狀上游干砌石護坡和膜袋混凝土破損嚴重，已經不能滿足工程的防護要求。本次加固除現有兩岸部分膜袋混凝土護坡保留外，將原河道護坡全部拆除，對原河岸邊坡進行清理、整平后重新進行防護。此次防護采用混凝土面板護坡、格賓石籠和混凝土空心預制塊結合的護坡形式。格賓石籠和鋪設0.2 m厚腐殖土，并播撒草籽，形成生態護坡。混凝土空心預制塊內鋪腐殖土并播撒草籽。消力池末端150 m齒墻采用1 m寬、10 m深鋼筋混凝土防淘齒墻，齒墻靠近河道側鋪設0.5 m厚、10 m寬格賓石籠。縱向河道進行疏浚工程，范圍為消力池末端至渾河閘管理范圍結束，長度約460 m。清理后用大塊石填筑沖坑，防止沖坑進一步發展。

4對上游河道作用分析

4.1對上游河道行洪能力的影響

渾河閘改建的任務是除需滿足其泄洪、灌溉、安全穩定的要求外，還要減少對上游現有防洪工程的影響。閘底板較改造前降低了1.0 m，不同頻率洪水的渾河閘前起點水位出現了下降，閘底板降低對閘前水位的影響見表1。

表1　渾河閘改建前后閘上水位流量關系對比表

從表1可看出，改建后渾河閘底板高程下降1 m，不同頻率對應閘上水位均下降，渾河閘行洪能力得到了很大提高。由于閘底板的降低，渾河閘上-砂山橡膠壩河段(砂山橡膠壩距渾河閘8190 m，是離渾河閘最近的攔河壩)的設計河底線亦隨之相應調整。根據改建后閘上的水位流量關系以及渾河閘上-砂山橡膠壩河段重新調整的設計河底，分析計算閘上河段的設計行洪能力，其計算結果見表2[2]。

表2　渾河閘-砂山橡膠壩段改建后閘上河道行洪能力表　m

從表2可知，受渾河閘上、下游河道河底調整以及渾河閘加固改建的共同影響，渾河閘至上游第一個攔河壩砂山橡膠壩及此區域內各橋之間不同頻率的設計水位出現了明顯的下降，可見由于渾河閘的改建，閘上河道的行洪能力有了很大提高[3]。

4.2對上游堤防防洪能力的影響

改建后的渾河閘上游修砌300 m生態功能混凝土連鎖磚護坡，其抗沖能力可滿足3 m/s的流速，經過汛期的考驗，可以滿足工程安全需要。閘底板由原來31.5 m降至30.5 m，底板降低可以使河底更接近實際，有利于河道穩定，閘前河道進行了清淤，正常運用水位由原35.0 m提高到36.0 m，相應的對上游河堤的堤頂高程也有了一定調整，防洪能力有了很大提高。改建后的堤頂高程及水位值與原規劃相比，沒有變化(見表3)。因此，改建后的渾河閘上游堤防堤頂高程可滿足300 a一遇設計標準。

表3　渾河閘改建后閘上堤防設計堤頂高程成果表　m

4.3對上游生態景觀的作用

本次加固改建，通過閘門改造使渾河閘具備長期蓄水功能，正常蓄水位由原來的35 m提高到36 m，主要有以下幾方面作用：

(1)保證了行船需要。據了解，計劃航行的觀光船最小吃水深度應確保在1.5 m以上，回水末端砂山橡膠壩的底板高程34.5 m為本河段河底最高處，該位置的水位應達到36.0 m以上，因此閘前的正常運用水位提高到36.0 m可滿足區間通航需要。

(2)減少了工程建設。若考慮采用橡膠壩等其他工程措施蓄水到36.0 m高程來解決通航水深問題，此次加固方案投資少，且減少了工程建設帶來的環境影響。

(3)減少人員和設備投入。當渾河閘落閘蓄水至36.0 m時，能保證閘上到砂山橡膠壩位區間形成連續水面，滿足城市景觀的水面要求。而在提高運用水位的過程中，無需額外增加管理人員和設備管理。

(4)提升城市品位。渾河閘砂山橡膠壩之間形成連續水面，為渾河主城區段通航創造了條件，可利于旅游計劃的實施，同時為市民提供自然和諧的生態環境，提高沈陽城市的生活品位[4]。

5對下游河道作用分析

5.1對下游防洪能力的作用

原河道下切嚴重，閘上下游落差較大，沖砂閘下游無法形成一定水深，而原沖砂閘下無有效消能設施，在沒有形成一定的下游水深時開啟沖砂閘，極易引起沖砂閘下游近岸處較大沖刷。2010年汛期洪水將渾河閘下游兩側堤腳模袋混凝土局部沖毀、水流紊亂，造成閘下河道高低不平、河道嚴重淤積，中部形成兩座較大的沙石堆，影響正常行洪。此次改建，對下游河道進行疏浚，使水流順暢，增加了行洪能力。利用疏浚開挖的大石塊，回填兩岸堤腳沖坑，保護堤腳，減小水流對閘下左右岸護坡護腳的局部沖刷。

5.2對下游生態景觀的作用

混凝土空心預制塊與草皮生態護坡的結合，混凝土預制塊可保證護坡穩定堅固、抗沖刷的作用，空心部位播撒草籽，隨著植草的生長，根莖對空心預制塊可起到潛在的加固作用，可提高混凝土預制塊的耐久性和穩固性，孔隙部位還可起到排水作用，有利于護坡結構穩定。格賓石籠護坡正常蓄水位以上種植草皮，提高護坡抗傾覆能力的同時，植草綠化，保護生態，提高水體生物生存能力[5]。

6結論

渾河閘本次加固改建，滿足了工程安全穩定，提高了泄洪能力，保證了下游灌溉要求，滿足閘上沈陽城區的景觀水面需求。經過汛期的驗證，工程能夠安全運行，保證了沈陽城市的防洪安全，同時為城區居民提供了休閑自然的生態環境，為健全沈陽城市防洪體系做出了很大貢獻。

參考文獻：

[1]遼寧省水利水電勘測設計研究院.渾河閘應急除險加固工程初步設計報告[R].沈陽：遼寧省水利水電勘測設計研究院，2008.

[2]楊祎，陳柯明，孫成強，等.渾河謨家堡閘改建對沈陽城市防洪的影響[J].東北水利水電，2010(7)：10-11.

[3]畢元章.水閘除險改建研究[J].海河水利，2003(5):26-27,69.

[4]江飛.鋼壩閘門在城市景觀河道中的應用[J].中國農村水利水電，2011(12):142-143.

[5]陳浩,辛小康,賈海燕,等.建閘工程對椒江干流水質影響分析研究[J].水電能源科學，2015(12):40-44.

作者簡介：郭彩銀(1982-)，女，工程師，主要從事工程管理工作。

中圖分類號：P333;TV212.5+3

文獻標志碼：A

文章編號：2096-0506(2016)04-0062-03