淮安二站近十年工程觀測分析

顧 青，王予勻

(1.江蘇省淮河入海水道工程管理處，江蘇淮安223200；2.江蘇省灌溉總渠管理處，江蘇淮安223200)

0 引言

淮安抽水二站，簡稱淮安二站，位于蘇北灌溉總渠和京杭大運河交匯處，是南水北調第二梯級泵站之一，也是淮安水利樞紐的重要組成部分?；窗捕窘ǔ捎?978年，2013年完成加固改造，改造后的淮安二站裝配有2臺大型立式全調節(jié)軸流泵，單泵流量為60 m3/s，總流量為120 m3/s，擔負著白馬湖地區(qū)70萬畝農田排澇、渠北地區(qū)200萬畝農田灌溉和該地區(qū)工業(yè)、航運、城鄉(xiāng)人民生活用水的任務。

淮安二站一直以來嚴格按照相關規(guī)程規(guī)范的要求開展工程觀測任務，目前開展的觀測項目有：垂直位移觀測、引河河床變形觀測、測壓管水位觀測及相關資料整編[1]。2019年，淮安二站所在地區(qū)遭遇了罕見的氣象干旱，全年開機抗旱近300 d，年運行天數(shù)、連續(xù)運行天數(shù)均逼近歷史最高值。為了解工程長期運行后的實際狀況，同時總結近十年的工程觀測經(jīng)驗，淮安二站從垂直位移、河床變形、測壓管水位這三個方面系統(tǒng)分析淮安二站2010年～2019年工程觀測工作，探索變化規(guī)律，分析產(chǎn)生變化的原因，用以指導今后的工程觀測工作。

1 垂直位移觀測

淮安二站垂直位移觀測等級為二等，觀測使用的儀器為徠卡DNA03電子水準儀，工程觀測范圍內共有3個工作基點、40個垂直位移觀測標點，其中淮安二站工程2塊底板上共布有8個垂直位移觀測標點，上游左側、右側翼墻各布有6個垂直位移觀測標點，下游左側、右側翼墻各布有10個垂直位移觀測標點，并由此確定了1條固定觀測線路。

需要說明的是：淮安二站自2010年10月開始加固改造，2012年12月通過機組試運行驗收，由于工程加固改造的影響，淮安二站在2010年～2011年期間無法開展工程觀測，因此2010年～2011年間沒有相應的觀測資料；現(xiàn)有的淮安二站上游右側翼墻1-1、1-2垂直位移觀測標點附近一直以來存在不合理設置的圍墻等障礙物，導致這兩處的垂直位移觀測一直無法開展，2017年底通過相關項目予以整治后，這兩處具備了設置測點的條件，于2018年3月20日增設了2組觀測標點，并于2018年4月28日完成考證。

淮安二站2012年～2019年垂直位移變化統(tǒng)計見表1，底板測點沉降歷時線見圖1、圖2，上左、上右、下左、下右翼墻測點沉降歷時線分別見圖3～圖6。

表1 淮安二站2012年～2019年位垂直位移變化統(tǒng)計表

圖1 1#底板測點沉降歷時線

圖2 2#底板測點沉降歷時線

圖3 上左翼墻測點沉降歷時線

圖4 上右翼墻測點沉降歷時線

圖5 下左翼墻測點沉降歷時線

圖6 下右翼墻測點沉降歷時線

由上述圖表可以看出：淮安二站翼墻測點間隔位移量在-6.7 mm～6.6 mm之間，最大間隔位移量發(fā)生在下左翼2-2處，出現(xiàn)在2013年汛后，該點沉降速率為-1.5 mm/a；底板測點間隔位移量在-3.3 mm～4.2 mm之間，最大間隔位移量發(fā)生在底板2-3處，出現(xiàn)在2018年汛后，該點沉降速率為0.53 mm/a。翼墻測點8年累計位移量在-11.9 mm～2.6 mm間，最大累計位移發(fā)生在上右翼1-2處，該點沉降速率為-1.49 mm/a；底板8年累計位移量在-4.9 mm～-3.6 mm間，最大累計位移發(fā)生在底板2-1處，該點沉降速率為-0.61 mm/a。

此外，在2016年、2017年觀測中發(fā)現(xiàn)淮安二站工程呈整體上浮趨勢，經(jīng)綜合分析后判定其產(chǎn)生的原因為先前使用的工作基點發(fā)生了沉降，因此在2018年的觀測中及時采用了淮四基點，連續(xù)觀測2 a后，工程呈現(xiàn)均勻下沉趨勢。通過分析各部位垂直位移間隔變化量過程線可以得出：淮安二站每年垂直位移間隔位移量變化很小，無明顯不均勻沉降，總體趨勢穩(wěn)定[2]，經(jīng)全面分析可以認為淮安二站各垂直位移測點近10 a來沉降較小，工程整體穩(wěn)定。

2 引河河床斷面觀測

淮安二站上游引河長約200 m，布置有4個河床觀測斷面，依次為C.S.1上～C.S.4上；下游引河長約130 m，布置有5個河床觀測斷面，依次為C.S.1下～C.S.5下。由于淮安二站位于淮安站區(qū)內部，上、下游引河長度較短，引河寬度較窄(在55 m～65 m間)，且需要觀測的河床斷面數(shù)量不多，因此淮安二站引河河床斷面觀測采用過河索法觀測，利用測深錘測深。

同樣受到淮安二站加固改造的影響，2010年～2012年期間無法正常開展河床斷面觀測工作，因此沒有相應的河床斷面觀測資料。2013年～2019年淮安二站河床斷面間隔沖淤量統(tǒng)計和累計沖淤量統(tǒng)計，見表2，河床沖淤量變化見圖7。

表2 淮安二站河床間隔沖淤量變化及累計沖淤量統(tǒng)計表 單位：m3

圖7 淮安二站河床間隔沖淤量變化趨勢圖

由表2和圖7可以看出：淮安二站河床最大累計淤積量為10108 m3，發(fā)生在2014年，此時上游河床淤積量為908 m3，占河床標準容積的5%，下游河床淤積量為9200 m3，占河床標準容積的23%。造成這一情況的產(chǎn)生，主要是因為2014年淮安二站開機運行時間較長，累計運行了142 d，從而導致上游(出水側)淤積量有所減少，下游(引水測)淤積量有所增加；而通過最近一次的河床斷面觀測，2019年汛后河床斷面觀測中得出上游累計淤積量為1878 m3，占河床標準容積的10.3%，下游累計淤積量為5939 m3，占河床標準容積的14.8%，由此可見目前淮安二站上、下游引河斷面基本接近標準斷面，對斷面過水流速影響不大，對工程調度運行不產(chǎn)生過大的不利影響[3]。

3 測壓管水位觀測

測壓管是測量液體相對壓強的一種細管狀儀器，用以監(jiān)測泵站地基滲透壓力狀況[4]。淮安二站目前有6只測壓管，編號分別為011、012、013、014、015、016，采用紅外測深儀法觀測測壓管水位，觀測次數(shù)為每月兩次。根據(jù)水利工程觀測規(guī)程要求，測壓管管口高程每年測一次。根據(jù)近年測壓管觀測數(shù)據(jù)，6只測壓管內水位均可正常隨上下游水位變化而變化，符合滲流規(guī)律。

4 結語

工程觀測是管理單位掌握所管工程實際工況的重要監(jiān)測手段。以十年觀測期為基礎分析時長，對日常開展的各項觀測任務進行總結、分析，探索其內在規(guī)律，可以讓管理單位和從事工程觀測的技術人員更好地了解工程在各種運行條件下的實際狀況，從而可以更好地開展今后的工程觀測工作，并能提高應對各種突發(fā)狀況的能力。