攔河閘建設對水文測驗的影響程度分析

關振偉

(遼寧省河庫管理服務中心(遼寧省水文局)，沈陽 110003)

0 引 言

為了改善流域環境，還群眾“青山綠樹”，保證太子河沿岸人民生活質量、保障當地社會、經濟的可持續發展，在滿足《遼陽市城市防洪規劃報告》要求下，結合《遼陽市太子河生態治理規劃》，計劃最大程度的開發利用太子河安平鄉段河道自然資源，建設太子湖攔河閘項目，攔河閘的建設將會產生一定的阻水和壅水作用，使得上下游一定范圍內河道的水位、流量等天然特性發生改變，將會對上游葠窩水庫(壩下)站水文測驗數據產生一定影響[1]。

水文測驗工作是水利工程建設的基礎，對抗旱防洪以及水資源分配管理影響重大[2]。因此，文章將以工程建設期、正常蓄水期和洪水期3個工況分析攔河閘建設對水文測驗的影響程度，以期為攔河閘建設提供科學的依據。

1 攔河閘及水文測站基本情況

太子河系渾河支流，遼寧省主要河流之一。發源于新賓縣平頂山鎮大紅石砬子，流經本溪縣、本溪市區、遼陽市區、燈塔市、遼陽縣、海城市等市縣，在海城市西四鎮八家子村入渾河。河長363km，流域面積13493km2。

葠窩水庫(壩下)站位于遼寧省遼陽市弓長嶺區安平鄉南沙土坎村，E123°29′，N41°14′，基本水尺斷面位于太子河葠窩水庫壩下1700m處。太子湖攔河閘位于葠窩水庫壩下2758m處，距上游基本水尺斷面1058m。攔河閘正常擋水位56.71m，蓄水量為21.16萬m3，設計洪水位60.33m，校核洪水位61.88m，總庫容370.85萬m3，閘門鉛錘高1.5m，總長204.9m，共34扇，每扇寬度6.0m，由水力自控翻板閘門與液壓控制翻板閘門組成。

2 水文水利分析計算

文章中設計洪峰流量及施工期洪水采用《葠窩水庫除險加固初步設計》中成果，攔河閘過流能力計算采用《水力自控翻板閘門技術規范》附錄A計算公式。

2.1 建設期

攔河閘閘底板工程施工采用分期圍堰導流方案，設計防洪標準5a一遇，最大非汛期流量252m3/s。施工期導流明渠水位壅高0.73m，建設期5a一遇水位為57.26m，壅水影響范圍800m。

2.2 正常蓄水期

攔河閘所在位置設計河底高程54.91m，閘底板高程55.21m，正常蓄水位56.71m，最大蓄水位57.01m。根據攔河閘調度運行方案，當上游來水量超過104m3/s時，自控翻板閘和液壓翻板閘全部開啟進行泄洪。根據攔河閘泄流情況，分3種情況對正常蓄水期水力計算進行分析，具體如下：

1)上游來水7m3/s，攔河閘上游水位56.75m；

2)上游來水56m3/s，攔河閘上游水位57.01m；

3)上游來水104m3/s，攔河閘上游水位57.01m；

受攔河閘蓄水影響，工程建設后會引起上游河段水位壅高，其中水文測驗斷面水位壅高值為0.78-0.18m，正常蓄水條件下，蓄水淹沒河道長度1378m。

2.3 洪水期

經計算攔河閘建成后，10a一遇和50a一遇設計洪水條件下，閘上游斷面水位分別為60.33m和61.88m，水位壅高值均為0.17m。50a一遇攔河閘壅水影響長度為700m，10a一遇攔河閘壅水影響長度為500m。

3 攔河閘建設對葠窩水庫(壩下)站水文測驗的影響程度分析

3.1 對水文測驗實施的影響

葠窩水庫(壩下)站現狀測驗斷面設立有纜索、水尺等。攔河閘距上游基本水尺斷面1058m，工程建設未破壞現有測驗設施、未擾動測驗斷面河道現狀。

3.2 對水文測驗數據的影響

葠窩水庫(壩下)站主要觀測數據有：水位、大斷面、流量及降雨等，其中，降雨數據主要有雨量站獲取，工程建設對降雨數據無影響。

1)對水位觀測數據的影響：

攔河閘建設對水位觀測數據的影響主要為正常蓄水時的回水影響和閘門啟閉過程中所產生的變動回水影響。正常蓄水期間，受回水影響水文監測斷面水位觀測值偏大，觀測斷面水位由55.93m-57.15m變化為56.71m-57.33m；洪水期，工程建設對水文站無回水影響。

2)對大斷面數據的影響：

攔河閘工程距上游基本水尺斷面1058m，葠窩水庫(壩下)站每年汛前5月份左右，汛后9月份左右進行大斷面數據測驗；攔河閘的運行時間為每年6月-10月，工程建設對汛前大斷面測驗無影響；汛后9月份和10月份，攔河閘仍處于運行期，對大斷面數據測量有一定影響。

3)對流量數據的影響：

葠窩水庫(壩下)站目前采用堰閘流量率定曲線法和電功率法和等進行推求。

攔河閘建成后，正常蓄水期間會對水文測驗斷面產生壅水影響，抬高斷面水位，減小斷面流速，且受變動回水影響，水文測驗斷面位置水流方向不穩定。但工程建設不影響葠窩水庫正常運行，對水電站發電、大壩及溢流堰水工建筑物的運行工況無影響，目前采用電功率法和堰閘流量率定曲線法等方式推求流量，工程建設對流量數據獲取無影響。

3.3 對水文資料一致性的影響

攔河閘工程為景觀蓄水工程，蓄水運行期為6月至10月；攔河閘采用水力自控翻板閘門與液壓控制翻板閘門組合形式；汛期來大洪水期間，閘門全部敞開泄洪，對洪水無調蓄作用。工程建成后，不會因工程修建人為增加或減少流域的徑流量，未破壞水文資料一致性。

3.4 對水位流量關系的影響

攔河閘對上游測驗斷面的影響主要體現在正常蓄水期和閘壩啟閉過程。根據分析工程建設對測驗斷面水位流量關系的影響為低水位流量區段，即河道來流量<104m3/s時，攔河閘蓄水會減緩低水位流量區段的水位變化速率，觀測斷面水位由55.93-57.15m變化為56.71-57.33m；且流量越小影響越大，最大影響深度為0.78m。

4 結論及對策

攔河閘工程距上游水文測驗斷面1058m，受正常蓄水期攔河閘回水影響，工程建設一定程度上會改變測流環境，影響觀測數據的連續性，且對觀測斷面低流量段(0-104m3/s)的水位-流量關系有一定影響。

結合已有的文章相關分析，相關工程建設對上下游水文站水文測驗的影響主要體現在中低流量段。為保證水文站流量觀測及流量整編的順利進行，建議調節攔河閘運行調度方式，改進流量測驗方法，以消除攔河閘建設對中低流量段時水流流速、流態及水位的改變而引起的流量測量問題[3]。