潁上縣戴家湖涵管涌流量應急監測實踐與分析

陳祺

（安徽省六安水文水資源局，安徽 六安 237300）

1 基本情況

戴家湖涵位于潁上縣半崗鎮戴家湖村境內的姜唐湖蓄（行）洪區北堤廟臺至垂崗段，建于1975 年，控制來水面積7.9km2。2004 年在實施姜唐湖蓄（行）洪區堤防加固工程時對該涵進行了拆除重建。重建后為2 孔，每孔寬2m，高2.2m，涵洞底板頂高程14.65m（85 高程系，下同），涵洞長55.2m，為鋼筋混凝土箱涵結構。防洪閘門位于姜塘湖蓄（行）洪區側，為鑄鐵閘門，配備2 臺LQD-120 型螺桿式啟閉機，啟閉機臺頂高程28.20m，寬4m，長6.4m。涵頂是姜唐湖北堤，堤頂高程28.20m，頂寬6m，邊坡1∶3。該工程于2005 年底投入使用，是集防洪、排澇、灌溉等功能于一體的控制工程。2020 年6 月淮河流域雨水不斷，各地普降大雨，由于淮河水位受降雨影響，淮河干流水位長期高水位運行。7 月17日8 時至20 日8 時，沿淮各地出現大暴雨到特大暴雨，受此次降雨影響，淮河干流水位急劇上漲，淮河干流陳村至正陽關段除臨淮崗外均超保證水位，其中陳村、潤河集、汪集均超歷史最高水位，正陽關陽最高水位距離歷史陽最高水位僅0.05m。7 月20日姜唐湖蓄（行）洪區進洪，該涵開始擋水。

2020 年7 月26 日上午9 時57 分，洪水從姜唐湖蓄（行）洪區通過戴家湖涵西側閘門瞬間涌入戴家湖內，嚴重威脅戴家湖洼地內兩個鄉鎮7 個行政村和1.9 萬畝耕地安全。險情發生后，安徽省、阜陽市、潁上縣及水利部淮河水利委員會的領導、技術專家第一時間趕赴現場，立即成立搶險現場指揮部，調集各方力量，全力以赴搶險救援。受搶險現場指揮部的委托，六安水文水資源局應急測流隊趕赴現場開展管涌流量應急監測工作，為搶險工作提供必要的數據支撐。

2 監測方案

根據戴家湖涵搶險方案，首先在姜唐湖蓄（行）洪區側涵閘前拋投堵漏，封堵閘進水口；其次在姜唐湖蓄（行）洪區側涵閘前填筑“月牙堤”，包裹住漏水涵閘[1]。利用行洪堤、西側老堤、北側和東側新筑圍堤，形成“養水盆”，減少蓄行洪堤內外側水頭差，當養水盆與姜唐湖湖內水位一致時，即可達到堵水目的。涵閘出水流量及圍堰導流渠出流流量監測對工程進展起到了關鍵作用。

在“月牙堤”建設中，“養水盆”蓄水量增大，水位不斷抬高，因此，根據現場情況需要不斷調整測流斷面位置，同時考慮水深測量、管涌回流等情況，流量采用ADCP 聲學多普勒流速儀施測。

2.1 監測斷面的選擇

（1）“月牙堤”建設初期，由于“養水盆”內蓄水少，水位較低，戴家湖涵閘出水口未淹沒，直接在涵閘出水口下游布設測流斷面，可施測涵閘管涌流量。

（2）“月牙堤”建設中期，“養水盆”蓄水量增大，水位抬高，涵閘出水口淹沒無法施測，此時在戴家湖涵閘進水口（姜家湖湖內）施測管涌流量。

（3）“月牙堤”建設后期，姜家湖湖內搶險船只撤離，無法在進水口施測出水流量，7 月28 日傍晚導流渠施工完成，此時在導流渠匯水口下游20m 處設置斷面監測“養水盆”出水流量（出水流量越小說明涵閘管涌流量越?。?/p>

2.2 監測方法選擇

由于此次險情事發突然，根據現場狀況及“月牙堤”合龍對流量精度要求較高等因素，需要選擇高效、快捷、精準的測流設備，本次應急監測選擇走航式ADCP 聲學多普勒流速儀進行施測。ADCP 聲學多普勒流速儀和傳統流速儀在測流原理上都是通過對河流斷面進行劃分，測量各點的流速并計算出斷面平均流速。傳統流速是靜態方法，需要固定在特定位置進行測量，歷時長出成果慢并不適合應急監測。而ADCP 聲學多普勒流速儀是動態方法，可以隨測量船運動的過程中快速測量，在不同的監測斷面隨時調整移動位置，并且ADCP 聲學多普勒流速儀測量精度相對較高，它可以隨時獲取水深和水面流速等信息，而且可以通過多個測點數據的平均值來減少誤差。

本次戴家湖涵管涌流量應急監測在不同的監測斷面選擇適合的監測方法進行ADCP 聲學多普勒流速儀測流。

（1）涵閘出水口斷面，采用斷面兩側來回拖拽ADCP 聲學多普勒流速儀法進行管涌流量施測。

（2）涵閘進水口斷面，采用曲斷面法[2]。利用走航式ADCP 聲學多普勒流速儀流量測驗與航跡無關的特點，避開涵閘附近湍急的水流，在涵閘上游100～150m 處形成弧形航線進行進水口流量施測[3]。具體方法是采用渡船搭載ADCP 聲學多普勒流速儀，在涵閘上游兩側以半圓弧形方式來回不間斷拖拽，施測管涌流量。

（3）“養水盆”出水口斷面，考慮夜晚測驗，斷面左岸為死水灘地，人員無法長時間站立，采用循環繩索來回拖拽ADCP 聲學多普勒流速儀法進行管涌流量施測。

3 監測成果

此次戴家湖涵管涌流量應急監測過程，7 月27日23 時起采用ADCP 聲學多普勒流速儀實測管涌流量，至29 日15 時“月牙堤”合龍，共實測管涌流量16 次，為搶險救災工程提供了有力的水文數據支撐，具體監測成果見表1。

表1 戴家湖涵管涌流量應急監測成果表

4 經驗與建議

本次針對戴家湖涵管涌流量開展的水文應急監測，為戴家湖涵閘搶險工作提供了有力的技術支撐,也為今后出現類似搶險事件的水文應急監測工作積累了珍貴的經驗。為使水文應急監測工作今后向更加規范化、專業化和現代化發展，結合本次水文應急監測工作的開展情況，建議如下：

（1）全面推進新技術應用，促進水文應急監測提檔升級。在本次水文應急監測中，因為搶險船只撤離，無法采用曲斷面對涵閘管涌流量進行直接施測，只能通過導流渠間接測流。在這種情況下，如果配備無人機測流系統和遙控船ADCP 聲學多普勒流速儀測流設備，則能夠通過不同測流方法的相互比測，使得應急監測工作更加高效，監測成果更加準確。

（2）加強水文應急隊伍建設，全面提升應急監測能力。在本次水文應急監測中，監測人員根據搶險實時情況，及時選擇正確的測流斷面和測流方法，準確有效地施測出管涌流量，為搶險工作提供了強有力的數據支撐。近年來自然災害引發的水災較多，水文應急監測在搶險救災中的作用越發凸顯，正常的水文工作難以勝任特殊的應急監測工作，今后要繼續強化水文應急監測人才隊伍建設，加強水文應急監測人員培訓，積極開展應急監測演練，切實提高應急監測實戰能力，為區域內突發水事件的應急處置提供技術支撐。

（3）配備大容量水文應急監測用車，有效應對各種應急監測情況。在本次水文應急監測中面對應急監測各種復雜環境，若能配備大容量水文應急監測用車便可攜帶更多應急監測設備，能更好地為應急監測服務。應急監測環境多為野外作業，大容量水文應急監測用車有穩定持續的電力供應，能夠確保水文監測設備的正常運行。通過綜合考量應急監測各種情況，大容量水文應急監測用車能夠滿足各種應急監測需求，提高監測效率和準確性■