1 8 0 垒羹逭塞淮河“ T - 流正阳关至临北段河道整治与行洪I K , I 届I 整河工模型试验研究吕列民。虞邦义( 安徽省水利部淮河水利委员会水利科学研究院蚌埠2 3 3 0 0 0 )捕要淮河干流正阳关至临北段出口河段长约16 5 k i n 河段恩泄量不能满尾防洪规划要求。利用正淮段、淮蚌段、方临段等大型河工模型，研究河段现状泄沆能力，河道整j 台方案、行洪区调整方案，为规划设计提供了科学支撑和优化方案。美t 词河工模型正淮段淮蚌段方临段淮河干流正阳关至I 临北段出口河段长约1 6 5 k m 。根据防洪规划要求，正阳关至涡河1 ：3 近期治理目标为：正阳关以下淮北大堤保护区和沿淮工矿城市的防洪标准达百年一遇，河道滩槽泄洪能力8 0 0 0 m 3 s 充分运用蓄( 行) 区行洪后，在河道设计水位正阳关2 6 4 m ，涡河口2 3 3 9 m 时，正阳关至涡河口段设计流量为1 0 0 0 0 m 3 s 涡河口以下河道滩槽泄洪能力9 5 0 0 m 3 s ；涡河口河道设计水位为2 3 3 9 m ，吴家渡河道设计水位为2 2 4 8 m 浮山河道设计水位为1 8 3 5 m 时相应设计流量为1 3 0 0 0 m 3 s 。河道现状工况、滩槽泄洪能力不能满足规划要求，即使蓄( 行) 洪区充分运用，河道总泄量仍达不到设计泄量，需要采用河道整治、行洪区调整等一系列工程措施，以扩大河道滩槽泄量，从而满足设计泄量要求。为配合淮河干流正阳关至临北出1 ：3 段河道整治与行洪区调整规划设计，自1 9 9 8 年以来，安徽省水利都淮河水利委员会水利科学研究院先后开展了淮河干流正阳关至淮南( 田家庵) ( 下称正淮段) 、淮河干流淮南( 平圩) 至蚌埠闸( 下称淮蚌段) 、淮河干流方邱湖至I h ：l t出口段( 下称方l 临段) 大型河工模型试验研究。上述3 个大型河工模型为本河段河道整治、行洪区调整提供了科学依据，通过方案比选试验研究，为规划设计提供了优化方案。一、正淮段河工模型试验研究淮河干流正淮段长约7 3 k i n ，涉及淮南市和颧上、寿县、凤台3 个县。该段河道弯曲、狭窄、分汉，河道洪水比降约1 3 0 0 0 0 1 4 0 0 0 0 ，干流主河槽宽度一般为2 0 0 5 0 0 m ，两堤间过水宽度6 0 0 1 0 0 0 m 。河道两岸沿程分布有寿西湖、董峰湖、上六坊堤、下六坊堤和石姚段5 个行洪区，并有东淝闸右圩、靠山圩、老婆家圩、魏郢子圩、灯草窝圩和程小湾圩等6 个生产圩；风台桥北岸处还有望淮楼、轮渡口等阻水高地，河道边界条件复杂。正淮段河工模型平面比尺1 ：5 0 0 ，垂直比尺1 ：8 0 变率为6 2 5 。模型采用自动检测与控制系统对人流和尾水进行自动控制，对水位，流速。流量进行自动检测。模型糙率经过恒定流多级率* 吕列民安徽省水利部推河水利委员会水利科学研究院高级工程师，主要儿事水刊量测研究! 塞墅王窭垩里羞至堕垄星型塞壁遒皇! 量送垦塑塞翌三堡型这堕鲤窭1181定和1 9 9 1 年、2 0 0 3 年洪水非恒定流过程验证。正淮段河工模型取得了如下主要阶段成果。( 1 ) 设计水位条件下，各行洪区通畅行洪鲁台子一田家庵段洪水比降为1 0 4 3 0 0 0 0 _ 。峡 山口一永幸闸段洪水t Z 降为2 1 8 X3 0 0 0 0 ，是平均比降的2 倍多，为全河段最陡，表明该段阻水较严重。( 2 ) 生产圩铲除效果明显。对东淝闸右圩、靠山圩、老婆家圩、魏郢子圩、灯草窝圩、程小湾 圩等6 个生产圩进行不同高程的铲除试验。无论是铲至2 2 8 7 m 高程还是铲至地面高程，均以5 0 0 0 m 3 s 流量级降低沿程水位效益最明显。对于1 0 0 0 0 m 3 s 流量级，生产圩铲至2 2 8 7 m 高程，一般能降低沿程水位0 0 2 o 0 5 m ，铲至地面高程效果更好。上述6 个生产圩中，东淝闸右圩、靠 山圩和灯草窝圩铲除效果比较明显。( 3 ) 黑龙潭河段疏浚降低水位明显。黑龙潭河段局部疏浚后河道过水断面扩大，降低水位效益明显。受望淮楼及轮渡口高地的阻挡，风台桥西引桥8 个桥孔失去泄洪功能。为配合黑龙潭段河道疏浚，将望淮楼与轮渡口两处高地切至2 2 ：m 可有效地消除局部静水区，改善流态。( 4 ) 石姚段行洪堤退建并改为一般堤，可扩大中小洪水出路，满足设计要求。将石姚段行洪堤遢建改为一般堤，最大退堤距为1 0 0 0 m 。设计水位条件下，河道排洪效果较现状河道及行洪区共同行洪能力有所增大。对于中小洪水( 7 0 0 0 m 3 s 以下) ，河道行洪面积较退堤前增大，水流下泄顺畅。在7 0 0 0 m 。s 流量级，降低沿程水位明显。( 5 ) 上、下穴坊堤行洪区废弃降低水位明显。上、下六坊堤行洪区行洪堤全部铲除后，在流量Q 一5 0 0 0 m 3 s 时，降低鲁台子水位0 2 5 m ，口= 7 0 0 0 m 3 s 时降低鲁台子水位0 a m I 口一1 0 0 0 0 m 。s时，降低鲁台子水位0 1 2 m ，效果明显。鉴于上、下六坊堤行洪区全部废弃涉及较多耕地，正在研究仅废弃上六坊堤行洪区保留下六坊堤行洪区，对下六坊堤段河道进行疏浚的组合方案，以扩大河段泄量。二、淮蚌段河工模型试验研究本河段试验研究范围上自淮南平圩+ 下至蚌埠闸上游，左岸有汤渔湖、荆山湖两个行洪区，右岸有洛河洼行洪区及窑河圩、新城1 = I 圩、天河圩等生产圩。现阶段模型上自淮南平圩，下至新城I = 1 ，主要研究洛河洼行洪堤退建与汤渔湖行洪区调整。试验袭明，洛河洼行洪区行洪堤退建8 0 0 m ，在设计条件下，行洪能力与行洪区通畅行洪相当，在中小洪水条件下，降低田家庵水位明显，可扩大中小洪水出路。考虑到本河段退堤多在弯曲河段。一侧退堤容易在另一侧引起大范围回流建议将洛河洼行洪堤与汤渔湖行洪堤、荆山湖行洪堤与黄苏段行洪堤的退建作为箍体方案统一研究，分步实施。在退堤的同时还应考虑适当的河道切滩疏泼措施，以期进一步改善流态，调整河势。同时，荆山湖退堤要兼顾到荆山湖进、退洪闸的进、出水流条件三、方邱湖至临北段河道整治与行洪区调整试验研究本项目研究范围为难河干流方邱湖进I ：1 至临北段出口，根据河工模型试验需要，上延至席家沟，下延至花园胡行洪区上口门以下黄湾断面，河段全长4 3 9 1 1 k m 。本河段河型复杂，从平面形态分类来看席家沟至方邱湖进口属顺直微弯河型，方邱湖进1 ：3 至沫河口属弯曲河型，沫河口至文德洲上游属顺直过渡型，文德洲进口至姚湾属分汉( 江心洲) 河型，姚湾至临淮关属弯曲河型，l 临淮关至花园湖行洪区上口门( 和尚庵) 属顺直过渡型，花园湖行洪区上口f - i 至黄湾属分汉( 江心洲) 河型，基本包括了淮河干流主要河型。1 8 21 丝堡塞!该河段平槽河宽和堤距变化也较大。河道左岸有淮北大堤、i t s ：i E 缕堤和局部生产圩堤右岸为蚌埠城市圈堤和方邱湖堤防。河段平均平槽宽度( 3 0 0 0 m 3 s 流量级) 为5 4 5 m ，而最小平槽宽度只有平均宽度的1 2 最大平槽宽度接近平均宽度的2 倍。河段堤距( 以1 0 0 0 0 m 3 s 流量级水面宽计算) 平均值为7 9 6 m ，最小为4 2 0 m ，最宽为1 6 1 6 m 。3 0 0 0 m 3 s 和1 0 0 0 0 m 3 s 流量级河段过水面积变化较大，最大值与最小值之比分别为1 8 8 和2 1 5 。河宽小、过水面积较小的断面位于弯曲河段弯顶附近，而最大过水面积位于分汉河段。与河道平面形态变化相对应，河段纵剖面变化剧烈。顺直河段一般平均深泓底高程5 7 m ，最 大值为8 1 I n ( H D 2 9 3 1 3 4 + 8 5 8 ) ，各弯曲河段深襁底高程一般小于0 。信家湾为一1 4 5 m( H D 7 2 ，1 0 7 + 0 6 2 ) ，是淮河中游的最深点；孙咀子为1 3 4 6 m ( H D 7 3 1 0 7 + 2 4 8 ) 。最浅处与最深处泓底高程相差2 2 6 m ，是淮河中游纵剖面变化最剧烈的河段。纵剖面的急剧变化导致水流更加紊乱，深潭处形成泡漩河道形状阻力加大。综上纵横剖面特性分析，本河段纵剖面在淮河中游纵剖面图中处于谷底部分。河道滩地窄属窄深河型。弯道部分水流贴岸，崩岸现象严重，如孙咀子、赵拐子、姚湾、临淮关等弯段。全河段形成孙咀子、王咀子、赵拐子、姚湾、临淮关5 个弯曲卡口段。有必要对这些卡r n 河段进行整治，以扩大河道行洪能力。右岸方邱湖行洪区面积8 5 k m 2 ，人口6 5 万人，耕地5 7 3 3 h m 2 ，分属蚌埠市和风阳县的5 个乡镇。行洪区南北宽l 6 5 k i n ，东西长2 0 k m 区内地面高程1 7 1 8 5 m 堤顶高程2 2 1 8 2 1 2 5 m 。进洪口门位于新铁路桥下游约2 k m 处，两处下口门分别位于夹河滩和临淮关上游。行洪区设计最大行洪流量3 5 0 0 m 3 s ，分别于1 9 5 0 年、1 9 5 4 年和1 9 5 6 年进洪。左岸临北段行洪区位于淮河左岸五河县境内，面积2 9 k r n 2 ，人口约2 万人，耕地2 4 0 0 h m 2 。区内地面高程1 6 5 1 9 5 m ，堤顶高程2 1 9 5 2 1 4 5 m 。进洪口门位于沫河口以下约3 5 k m 处，下口门位于临淮关下游。行洪区设计最大行洪流量2 7 0 0 m 3 s ，建成至今尚未使用。此河段模型平面比尺1 ：4 0 0 ，垂直比尺1 ；8 0 ，变率为5 0 。采用2 0 0 3 年实测水文资料进行恒定流多级率定与非恒定流过程验证。分段泄量试验表明方邱湖进口至临北段出口现状滩槽泄量为9 8 5 0 m 3 s 。试验对左岸l 临北缕堤、右岸方邱湖孙咀子段、赵拐子段以及方邱湖以下姚湾段进行了退堤，保持两岸堤距1 0 k i n ，基本消除了由于堤线不顺而产生的滩地回流，水流贴岸顶冲部位滩地宽度加大，有利于堤防安全。在上述退堤的基础上，对河段内5 个严重阻水的弯道卡1 3 实施切濉疏浚，其中方邱湖进口至临北段进口疏浚河底高程8 m 底宽3 3 0 “ m ；方邱湖出口至临北出口段对姚湾、临淮关两段卡口进行切嘴，切嘴疏浚河底高程7 5 m 。上述整治措施实施后，在设计水位条件下，方邱湖进出1 2 1 间河道滩槽泄量增加3 4 0 0 m s s ，临淮关至临北出口间河道达到设计泄量。若结合方邱潮行洪区改造等工程措施，本河段泄量可满足设计要求。四、对几个问题的思考1 行洪区行洪能力问题淮河干流各行洪区行洪流量是河段总泄量的重要组成部分，在设计条件下，行洪区通畅行洪，行洪流量一般为河段总泄量的2 0 4 0 。但实际上从模型验证试验结果看，1 9 9 1 年和2 0 0 3 年两次洪水，本河段启用的行洪区均朱达到设计流量。影响行洪区行洪流量的因寨较多，初步概括主要影响因素有：行洪区的面积；行洪区形状( 长度、宽度) ；区内高程与地形起伏情况糙率( 包括阻水建筑物、树木、公路、沟渠、种植情况及行洪期植物生长情况) ；行洪口门宽整塑王煎垂堕羞翼J 堑些墼塑翼壁塑皇复进垦塑墼塑三量型堇堕鲤窭18 3度；u 门位置尤其是与来流交角；L 门开启方式( 自由漫溢、人工扒H 或爆破行洪) ；1 3门冲剧情况( 与I Z I 门土质、填筑质量有关) ；上、下1 5 1 门间的河道落差；上、下I Z l 门开启的先后及运用时机；河段相邻行洪区运用情况及其组合。由此可见行洪区行洪流量影响因素的复杂性。鉴于目前行洪区实际行洪流量实测资料较缺乏，难以定量分析那么从定性