東沙河蓄水閘方案比選

裴素祥 胡 樂 石 磊 周國(guó)斌

（1.宿遷市水務(wù)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司 宿遷 223800 2. 泗陽縣水利局 宿遷 223700 3. 泗洪縣水利局 宿遷 223900）

1 工程概況

東沙河源于江蘇省宿遷市宿城區(qū)蔡集鄉(xiāng)楊集村南，經(jīng)宿城區(qū)耿車鎮(zhèn)、三棵樹，在項(xiàng)里街道辦的劉橋處匯入西民便河，河道全長(zhǎng)16.1km，匯水面積119.17km2。河道兼具排澇、防洪、水景觀、水環(huán)境等多重功能。十一支溝為東沙河的一條支流，貫穿整個(gè)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，是開發(fā)區(qū)的重要排澇河道。河道沿線分布有住宅小區(qū)、工礦企業(yè)，生態(tài)水環(huán)境要求較高。

隨著宿遷市中心城市建設(shè)，城市生態(tài)需水量逐年增加，東沙河、十一支溝內(nèi)水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足沿線生態(tài)用水，成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的薄弱環(huán)節(jié)，是制約城市發(fā)展的瓶頸和短板。受東沙河及十一支溝蓄水工程缺乏的影響，區(qū)域內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)受到制約，生態(tài)環(huán)境與城市發(fā)展不協(xié)調(diào)，人民群眾生產(chǎn)生活水平無法提高，不利于實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。

為貫徹黨的十八大關(guān)于生態(tài)文明建設(shè)戰(zhàn)略部署，積極呼應(yīng)國(guó)家沿海開發(fā)戰(zhàn)略和宿遷市“建設(shè)生態(tài)大公園”的最新定位，大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，維護(hù)河流生態(tài)健康，按照有關(guān)法律法規(guī)及規(guī)劃要求，在確保流域防洪除澇安全的基礎(chǔ)上，結(jié)合城市發(fā)展規(guī)劃，擬在東沙河上新建蓄水工程，抬高東沙河紅衛(wèi)閘以下、十支溝徐圩閘以下及十一支溝沿線蓄水位，改善該片區(qū)水生態(tài)環(huán)境。

2 蓄水位確定

2.1 現(xiàn)狀蓄水現(xiàn)狀

2.1.1 西民便河

現(xiàn)狀西民便河已形成7級(jí)梯級(jí)蓄水位，見圖1。涉及該項(xiàng)目區(qū)的有樊灣閘～劉橋節(jié)制閘段3個(gè)梯級(jí)，樊灣閘～環(huán)城西路橡膠壩～洋大河口橡膠壩～劉橋節(jié)制閘3個(gè)梯級(jí)現(xiàn)狀蓄水位分別為19.30m、19.00m、17.80m。

2.1.2 東沙河

東沙河現(xiàn)狀地面西高東底，高程從22.80～19.00m，現(xiàn)有梯級(jí)蓄水建筑物為紅衛(wèi)閘，閘上正常蓄水位19.50m，下游與西民便河平交，見圖2。

2.1.3 十一支溝

十一支溝現(xiàn)狀地面高程北高南低，高程21.40～20.50m，現(xiàn)狀溝內(nèi)蓄水位與溝口東沙河齊平，蓄水位為17.80m。

圖1 西民便河蓄水位梯級(jí)分布圖

2.2 蓄水位確定

2.2.1 排澇降漬角度

項(xiàng)目區(qū)范圍內(nèi)十一支溝、東沙河紅衛(wèi)閘下段河道沿線地面高程為22.80～20.50m，根據(jù)《河道整治設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50707-2011），自排水位宜低于地面0.2～0.5m，即河道中水位低于20.00m 即可滿足河道的排澇要求。

圖4 方案示意圖

表1 方案對(duì)比表

2.2.2 已建工程角度

項(xiàng)目區(qū)水位抬高涉及到的河道有十一支溝、東沙河紅衛(wèi)閘下段，及其沿線連通的洋大河、橫四河和南環(huán)路排澇溝等。近些年，因地方城市發(fā)展需要，部分河道已修建了河道護(hù)岸、親水平臺(tái)等工程。工程現(xiàn)狀情況統(tǒng)計(jì)如下：十一支溝全線均采用直立墻護(hù)岸，墻頂高程為18.70～19.00m；東沙河紅衛(wèi)閘下河段采用“直立墻”和“斜坡+直立墻”兩種型式防護(hù)，墻頂高程18.54～18.86m。橫四河、南環(huán)路排澇溝護(hù)砌頂高程為19.3m。

此次初定十一支溝及沿線連通河道蓄水位為19.00m，蓄水后十一支溝水深2～3m，平均水面寬35m，水位位于墻高程以上0.2m左右，親水效果較好。

為增加水面率、提高蓄水量，此次研究抬高蓄水位可能，若蓄水位抬高至19.50m，則其存在以下問題：①西民便河城區(qū)設(shè)計(jì)蓄水位為19.00～19.30m，若蓄水位定為19.50m，需要在各連通河上新建節(jié)制工程，投資較大。②對(duì)十一支溝、橫四河、南環(huán)路排澇溝等已建工程影響較大。

經(jīng)研究，從已建工程角度考慮，此次十一支溝及其連通河道正常蓄水位確定為19.00m。

2.3 引水角度

區(qū)域引水水源主要有三處：通過七堡樞紐（10m3/s）從駱馬湖引水、通過曙光涵閘（5m3/s）從廢黃河引水、通過引水涵洞（3m3/s）從皂河干渠引水，區(qū)域范圍及引水建筑物見圖3。其中七堡樞紐和曙光涵洞引水，均是利用西民便河上的環(huán)城西路橡膠壩、洋大河橡膠壩攔水，通過橡膠壩上游與西民便河溝通的清水河、洋大河、老民便河引水入項(xiàng)目區(qū)；皂河干渠的引水可直接將水放入清水河，然后進(jìn)入項(xiàng)目區(qū)。

目前已建成的環(huán)城西路橡膠壩頂高19.30m、洋大河橡膠壩頂標(biāo)高19.00m，若項(xiàng)目區(qū)內(nèi)蓄水位高于19.30m，無法從該處引水，僅能從皂河干渠引水閘引水，引水線路長(zhǎng)，且皂河干渠水均為泵站提水，補(bǔ)水成本、運(yùn)行費(fèi)用均高。

2.4 蓄水位確定

綜上所述，從區(qū)域排澇降漬要求、對(duì)現(xiàn)有工程影響、工程運(yùn)行成本、生態(tài)景觀效果等方面分析論證，確定項(xiàng)目區(qū)景觀蓄水位為19.00m。

3 工程方案比選

為實(shí)現(xiàn)此次工程任務(wù)，即抬高十一支溝、東沙河紅衛(wèi)閘下段河道蓄水位，經(jīng)研究確定下述兩種工程方案，見圖4。

方案一：在東沙河上十一支溝口下游G49 新?lián)P高速東新建1座攔河節(jié)制閘，抬高十一支溝及上游紅衛(wèi)閘下東沙河到蓄水位。新建蓄水閘的規(guī)模：10年一遇排澇流量165.74m3/s，20年一遇行洪流量209.53m3/s。

方案二：在十一支溝末端和東沙河十一支溝口上游處各新建1座攔河蓄水閘，共2座節(jié)制閘。通過十一支溝末端節(jié)制閘攔蓄十一支溝上游來水，抬高十一支溝沿線蓄水位；另外通過東沙河上十一支溝口上游新建的節(jié)制閘攔蓄東沙河上游來水，抬高紅衛(wèi)閘以下東沙河蓄水位。十一支溝上節(jié)制閘的規(guī)模：10年一遇排澇流量52.02m3/s，20年一遇行洪流量63.75m3/s。東沙河上新建節(jié)制閘的規(guī)模：10年一遇排澇流量123.43m3/s，20年一遇行洪流量157.69 m3/s。

根據(jù)工程方案布置情況，從功能目標(biāo)、建設(shè)規(guī)模、建設(shè)條件、運(yùn)行管理、工程投資、社會(huì)影響等角度進(jìn)行對(duì)比，具體比較情況見表1。

方案一：靠近G49 新?lián)P高速，地形較開闊，影響因素少，適宜建筑物布置，同時(shí)該方案東沙河與十一支溝均可實(shí)現(xiàn)蓄水位19.00m，該位置為比較理想的工程位置。

方案二：緊鄰經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的振興大道，2013年，在東沙河整治工程中拆建的七支渠橋緊靠十一支溝口，工程現(xiàn)狀運(yùn)行狀況良好，上游新建水閘存在工程場(chǎng)地比較局促、水閘出口水流對(duì)橋梁基礎(chǔ)造成沖刷，影響橋梁安全。另外東沙河紅衛(wèi)閘下段河道蓄水僅能通過上游九支溝和十支溝從皂河干渠引水進(jìn)行補(bǔ)充，補(bǔ)水路線較遠(yuǎn)且比較單一。

綜上所述，方案一為本初設(shè)推薦方案，工程規(guī)模為20年一遇行洪流量209.53m3/s。

4 結(jié)語

通過對(duì)東沙河現(xiàn)狀分析，綜合考慮了河道行洪、排澇和蓄水等運(yùn)行工況，結(jié)合水閘功能和周圍水系等因素，確定了東沙河蓄水閘的工程方案，方案較為合理。本文可為類似的蓄水建筑物的方案比選提供參考■