論某內河碼頭設計水位取值

黃志明 江西省港航設計院有限公司

1.工程概況

某碼頭位于信江右岸，距下游八字嘴航電樞紐約33公里，距上游界牌樞紐約18公里。

2.基本水文站情況

（1）弋陽水文站。弋陽水文站于1952 年元月設立，開始為水位站，基本水尺位于弋陽縣城附近，1957 年改為水文站，并上遷至張徐村。

（2）梅港站。梅港水文站設立于1952年4月，觀測水位、流量至今，1953年增測懸移質輸沙率。

（3）界牌壩址水文站。

（4）界牌水利樞紐1992年11月開工建設，庫區淹沒處理于2002年7月完工，直至2002年8月才正式下閘蓄水。

3.樞紐概況

3.1 界牌航電樞紐

界牌航電樞紐位于鷹潭市城區下游12.5公里，屬于貴溪市鴻塘鎮界牌村。

3.2 八字嘴航電樞紐

八字嘴航電樞紐壩址位于上饒市余干縣白馬橋鄉熊家村和洪家嘴新渡村，上距界牌樞紐約50km。

八字嘴航電樞紐運行方式:

a、在下游水位不受鄱陽湖水位頂托影響情況下：

當上游來水量Q＜690m3/s 時（虎山嘴300，貊皮嶺390），水庫按正常蓄水位18.0m 運行，水量除滿足船閘通航耗水外，全部通過機組發電；當上游來水量690 m3/s≤Q＜1100m3/s（虎山嘴450，貊皮嶺650）時，泄水閘局部開啟控泄，其泄量為天然來水量減去機組和船閘流量，水庫仍維持正常蓄水位18.0m 運行；當上游來水量Q≥1100m3/s時，電站停止發電，泄水閘全部逐步開啟至敞泄，基本恢復天然河道狀況；當Q≥13100m3/s 時，船閘停航。

b、在下游水位受鄱陽湖水位頂托影響情況下：

圖1 水文站及樞紐布置圖

表1 界牌船閘通航水位表

表2 八字嘴船閘通航水位表

上游來水量Q＜1100m3/s 的分界流量時，當下游水位H＜16.5m 時，水庫水位維持18.0m，正常發電通航，多余水量由水閘下泄；當下游水位16.5m≤H＜18.0m時，水庫水位維持18.0m，電站停機，船閘正常運行，多余水量由水閘下泄；當下游水位H≥18.0m 時，泄水閘全部逐步開啟至敞泄，基本恢復天然河道狀況。

綜合以上工況：即在上游來水Q≥1100m3/s 或下游水位H≥18.0m兩個條件滿足其一時，水庫就需要全部敞泄，恢復天然河道狀況。上游來水量Q≥13100m3/s時，船閘停航。

3.3 項目工程設計低水位

根據《港口與航道水文規范》（JTS145-2015）中的有關規定：“樞紐上下游河段港口碼頭設計低水位可根據所在河段航道的設計最低通航水位分析計算確定”。八字嘴樞紐上游的最低通航水位為15.53m，界牌樞紐下游的最低通航水位為18.0m。八字嘴樞紐的無死水位，正常蓄水位18.0m，庫區回水可至界牌樞紐壩下，此時庫區水位壅高很小，延程水位線幾乎水平和界牌樞紐下游的最低通航水位相銜接。因此此時本項工程處最低通航水位為18.0m。擬建碼頭工程下游八字嘴樞紐上游的最低通航水位為15.53m，根據八字嘴山樞紐的運行方式可知，當出現1100m3/s流量時，壩前才會出現15.53的低水位，由于此時是洪水期，閘門敞泄，基本恢復天然河道狀況，庫區水面出現水流比降較大，依據“八字嘴樞紐停機流量1100m3/s 庫區回水曲線”插值的本項目工程處為18.43m。

因此，綜合兩種情況下的低水位，選取小值18.0m作為擬建碼頭的設計低水位較合理。

3.4 項目工程設計高水位

根據《港口與航道水文規范》（JTS145-2015）中的有關規定，“樞紐上游河段港口碼頭設計高水位可根據樞紐壩前正常蓄水位或設計擋水位時的沿程回水曲線確定，并應計入河床可能淤積引起的水位抬高值，該值低于表5數值時，應按表5的規定確定”。

3.4.1 八字嘴樞紐設計高水位回水曲線

表3 八字嘴樞紐停機流量1100m3/s 庫區回水曲線

表4 八字嘴航電樞紐洪水水面線成果表

表5 基本站高水位計算結果表

擬建工程處于下游32km處在建八字嘴航電樞紐的庫區，根據八字嘴航電樞紐工程庫區干流洪水水面線成果表，擬建碼頭位置（即斷面B36）建庫后二十年一遇高水位為26.46m。

3.4.2 洪水頻率計算

根據擬建工程上下游的梅港和弋陽水文站水位資料，進行洪水頻率分析計算，不同頻率下的計算結果見表5。

3.4.3 項目工程設計高水位

按照《港口與航道水文規范》（JTS145-2015）樞紐上游河段港口碼頭設計高水位取八字嘴庫區回水水位和根據碼頭淹沒損失確定取二十年一遇水位之間的大值。通過梅港和弋陽水文站1988年——2016年水位，分析兩站間的平均水位比降為0.1689m/km，但是根據P=5%八字嘴船閘設計高水位和梅港站的水位比降為0.1438m/km。由于本碼頭距離梅港站較近（3km）,取0.1438m/km水位比降更合理，則工程處高水位為27.88m；而根據八字嘴庫區回水至擬建碼頭位置處二十年一遇高水位為26.46m。因此取水文站資料推求擬建碼頭處的二十年一遇水位27.88m作為擬建碼頭的最高通航水位較合理。

4.結語

樞紐上、下游河段碼頭設計高、低水位影響因素較天然河流設計高、低水位多，設計過程中因綜合考慮樞紐建成前后及樞紐運行方式對河段水位的影響，確保碼頭設計高、低水位取值合理。