駱馬湖泄流能力分析

馬余良，趙天昌，莊萬里，許攀

（1.江蘇省駱運(yùn)水利工程管理處，江蘇 宿遷 223800；2.駱馬湖水利管理局，江蘇 宿遷 223800）

駱馬湖為江蘇省第四大淡水湖，地處淮河沂沭泗流域，隸屬江蘇省宿遷市、徐州市，蓄水面積375km2，汛限水位22.50m，汛末蓄水位23.00m，設(shè)計(jì)洪水位25.00m，校核洪水位26.00m，是沂沭泗洪水的重要調(diào)蓄水庫，具有防洪、灌溉、航運(yùn)、發(fā)電、水產(chǎn)養(yǎng)殖等功能。駱馬湖承接的來水有三支，即沂河干流來水、泗運(yùn)水系經(jīng)南四湖下泄的洪水及邳蒼地區(qū)澇水，集水面積51178km2，多年平均汛期的來量和出量均占全年來量和出量的80%，而汛期水量又集中于7、8 兩月。出湖主要泄洪通道有新沂河、中運(yùn)河及徐洪河，控制口門分別為嶂山閘、皂河閘及劉集地涵，本文重點(diǎn)分析駱馬湖在未啟用滯洪區(qū)的情況下，三座涵閘不同水位級(jí)的最大泄洪流量之和，即駱馬湖最大泄洪流量。

1 駱馬湖泄洪建筑物基本情況

嶂山閘位于江蘇省宿遷市曉店鎮(zhèn)，為駱馬湖出湖最大泄洪水工建筑物，1961 年建成，閘上游為駱馬湖，閘下游為新沂河，共36 孔，每孔凈寬10m，設(shè)計(jì)過閘流量8000m3/s，校核10000m3/s。

皂河閘位于江蘇省宿遷市皂河鎮(zhèn)，1951 年建成，最近一次除險(xiǎn)加固為2015 年，加固后的節(jié)制閘共6孔，單孔凈寬10m，閘左側(cè)布置4 臺(tái)套水輪發(fā)電機(jī)組。閘上游為駱馬湖，閘下游為中運(yùn)河，設(shè)計(jì)過閘流量500m3/s，校核1000m3/s。該閘東接駱馬湖南堤、西接皂河船閘東堤，與洋河灘閘、駱馬湖南堤等組成駱馬湖一線控制工程，是駱馬湖泄洪口門之一。

劉集地涵位于江蘇省邳州市議堂鎮(zhèn)和八路鎮(zhèn)，是徐洪河干河與房亭河交匯處的地下立體交叉工程，地下涵洞南側(cè)與徐洪河干河連接，底層地下涵洞按南水北調(diào)引水流量200m3/s 設(shè)計(jì)，按協(xié)助駱馬湖調(diào)泄洪水400m3/s 校核。

2 駱馬湖泄洪建筑物泄量占比

駱馬湖主要泄洪口門有嶂山閘、皂河閘、劉集地涵，駱馬湖泄洪時(shí)間主要發(fā)生在每年的7—9 月份，近十年來各閘7—9 月份的泄洪水量，詳細(xì)見表1。通過表1 可以看出，嶂山閘泄洪水量占駱馬湖總泄洪水量達(dá)80%以上，且皂河閘、劉集地涵的統(tǒng)計(jì)水量中有部分為供用水量，嶂山閘泄洪水量實(shí)際占比應(yīng)更大。另外，由于現(xiàn)在執(zhí)行汛期嚴(yán)格控制汛限水位，沂沭泗區(qū)域工程調(diào)度方式也發(fā)生轉(zhuǎn)變，在發(fā)生較大洪水時(shí)，考慮徐洪河、運(yùn)河行洪、航運(yùn)安全，絕大部分來水經(jīng)嶂山閘下泄，從近2 年的數(shù)據(jù)中可以看出，嶂山閘下泄水量占比超過了90%。

表1 2011—2021 年駱馬湖主要出湖口門水量統(tǒng)計(jì)表（單位：億m3）

3 駱馬湖泄洪建筑物出流能力分析

3.1 嶂山閘泄洪能力

嶂山閘下游為新沂河，新沂河從嶂山閘起，向東流經(jīng)燕尾港南灌河口入黃海，全長(zhǎng)146km，之間無水工建筑控制，根據(jù)該閘近年實(shí)測(cè)流量成果點(diǎn)繪水位流量關(guān)系曲線（圖略），下游水位流量關(guān)系具有河道站的特性，呈單一線。

在歷年實(shí)際控制運(yùn)用中，該閘有三種泄流方式：自由式孔流、淹沒式孔流、淹沒式堰流。根據(jù)《水文資料整編規(guī)范》采用歷年實(shí)測(cè)流量資料進(jìn)行圖解分析法定線，率定出自由式孔流、淹沒式孔流、淹沒式堰流推流公式。嶂山閘泄洪能力是指嶂山閘在閘門敞開時(shí)（即淹沒式堰流出流）可通過節(jié)制閘排泄的最大流量，淹沒式堰流的推算公式：

式中：B 為閘門開啟總寬；

hl為閘下游水頭；

ΔZ 為水位差，采用駱馬湖水位（洋河灘閘上游）減嶂山閘下游水位。

先設(shè)定嶂山閘下游水位為Z嶂山下，通過查嶂山閘下游Z～Q 水位流量關(guān)系曲線圖，得到相應(yīng)的流量Q；再根據(jù)已知流量Q、閘寬B、閘下游水頭 hl，代入淹沒式堰流公式，可以反求出水位差ΔZ，則駱馬湖相應(yīng)水位Z駱為Z嶂山下+ΔZ，駱馬湖洋河灘水位與嶂山閘泄流量成果詳細(xì)見表2，嶂山閘泄洪能力關(guān)系曲線見圖1。

圖1 新沂河嶂山閘泄洪能力關(guān)系曲線圖

表2 駱馬湖洋河灘水位與嶂山閘泄流量成果表

從圖1 中可以看出，當(dāng)駱馬湖水位23.00m 時(shí)，嶂山閘下泄流量為5650m3/s，當(dāng)駱馬湖水位23.50m時(shí)，嶂山閘下泄流量為6350m3/s，當(dāng)駱馬湖水位23.94m 時(shí)，嶂山閘的下泄流量可達(dá)7000m3/s。

依據(jù)《沂沭泗河洪水調(diào)度方案》調(diào)度原則，嶂山閘下游沭陽水文站斷面不超過流量7800m3/s，考慮2019 年沭陽站發(fā)生歷史最高水位時(shí)，實(shí)測(cè)流量為6900m3/s，以及沭河、區(qū)間來水影響，為確保新沂河行洪安全，必要時(shí)倒控制嶂山閘流量，因此嶂山閘最大泄洪能力可以定位在7000m3/s。非汛期期間，新沂河兩堤之間的灘地有近40 萬畝耕地，一直以來種夏禁秋。因此在麥作期間，為了確保新沂河灘地麥子收獲，同時(shí)考慮防止沭河下泄污水污染淮沭河清水通道，嶂山閘盡量不泄洪；嶂山閘即使泄洪，根據(jù)下游出路，為保證駱馬湖防洪安全同時(shí)兼顧保灘地小麥，麥作期間嶂山閘泄洪流量一般不超過500m3/s，通過新沂河南偏泓分泄200m3/s，通過淮沭河?xùn)|岸柴米閘、錢集閘分泄300m3/s。綜上，嶂山閘的泄洪流量控制在500～7000m3/s。

3.2 皂河閘泄洪能力

皂河閘為分泄的駱馬湖洪水主要口之一，也是中運(yùn)河流量控制工程，控制駱馬湖向中運(yùn)河的泄洪流量，調(diào)節(jié)閘上下游水位，以保航道和駱馬湖一線大堤安全，實(shí)測(cè)歷史最大流量1240m3/s，發(fā)生日期為1974 年8 月16 日，相應(yīng)上游水位24.96m；2019年，淮河流域洪澤湖出現(xiàn)較大干旱，實(shí)施“引沂濟(jì)淮”調(diào)水，調(diào)泄駱馬湖水補(bǔ)充洪澤湖，8 月9 日實(shí)測(cè)流量710m3/s，對(duì)應(yīng)駱馬湖上游水位僅為21.70m，因此當(dāng)駱馬湖水位超過23.00m 時(shí)，能滿足閘校核流量1000m3/s；另外，依據(jù)調(diào)度原則，在駱馬湖防洪形勢(shì)不是很緊張時(shí)，考慮中運(yùn)河航運(yùn)船舶的通航安全及兼顧上游地區(qū)內(nèi)澇的排泄，一般可控制皂河閘下泄流量250～400m3/s。因此，皂河閘下泄出湖流量可控制在250～1000m3/s。

3.3 劉集地涵泄洪能力

劉集地涵位于徐洪河干河與房亭河交匯處，控制駱馬湖洪水下泄徐洪河流量的控制性工程，按照調(diào)度方案，當(dāng)駱馬湖水位25.0m，為減輕駱馬湖和黃墩湖滯洪區(qū)洪水壓力，劉集地涵上層排洪孔調(diào)泄駱馬湖洪水200m3/s；當(dāng)駱馬湖水位達(dá)25.50m 時(shí)，劉集地涵上層排洪孔調(diào)泄駱馬湖洪水400m3/s，相應(yīng)開啟其下游黃河北閘、沙集閘，幫助泄洪。徐洪河行洪期間，不考慮照顧房亭河北部分地區(qū)約240km2的排澇。根據(jù)實(shí)際調(diào)度資料，為兼顧徐洪河航運(yùn)，控制劉集地涵下泄流量一般不超過150m3/s。因此，劉集地涵下泄出湖流量可控制在150～400m3/s。

4 結(jié)論

通過對(duì)駱馬湖三個(gè)出湖口門的泄流能力分析可以看出，在不考慮黃墩湖滯洪區(qū)滯洪情況下，當(dāng)駱馬湖水位22.50m 時(shí)，最大出湖泄流能力為6350m3/s，其中嶂山閘流量4950m3/s、皂河閘流量1000m3/s、劉集地涵流量400m3/s；當(dāng)駱馬湖水位23.00m 時(shí)，最大出湖泄流能力為7050m3/s，其中嶂山閘流量5650m3/s、皂河閘流量1000m3/s、劉集地涵流量400m3/s；駱馬湖水位23.50m 時(shí)，最大出湖泄流能力為7750m3/s，其中嶂山閘流量6350m3/s、皂河閘流量1000m3/s、劉集地涵流量400m3/s；駱馬湖水位23.94m 時(shí)，最大出湖泄流能力為8400m3/s，其中嶂山閘流量7000m3/s，超過1974 年8 月16 日歷史最大流量5760m3/s（相應(yīng)的駱馬湖水位25.47m）、皂河閘流量1000m3/s、劉集地涵流量400m3/s；非汛期防洪不緊張時(shí)，為保證新沂河兩岸灘地小麥等農(nóng)作物、中運(yùn)河和徐洪河通航安全，嶂山閘泄量控制在500m3/s，中運(yùn)河控制在250m3/s，徐洪河控制在150m3/s，駱馬湖的出湖能力為900m3/s ■