張玉杰
(河南省水利勘測設(shè)計研究有限公司)
吳劉節(jié)制閘位于河南省漯河市和許昌市的交界處—漯河市臨潁縣繁城鎮(zhèn)吳劉村附近,是潁河中下游的重要控制性工程。潁河屬于淮河水系沙潁河支流,發(fā)源于伏牛山脈東麓登封市申坡村,自西向東流經(jīng)河南省的禹州、許昌、襄城、臨潁、扶溝、西華等縣市,于周口市附近的孫咀匯入沙河,河道全長約350 km,流域面積7 230 km2,是沙潁河左岸一條重要防洪河道。根據(jù)潁河河道防御超標(biāo)準(zhǔn)洪水方案,當(dāng)潁河出現(xiàn)超標(biāo)準(zhǔn)洪水時,蜈蚣渠入口以上河段許昌、臨潁、郾城三縣(區(qū))要全力搶護左岸堤防,利用左堤一般比右堤高的工程條件,確保左堤安全,使洪水從右岸漫溢分洪入潁河、蜈蚣渠夾河套地區(qū)分滯洪水。由于潁河裁彎取直開挖的繁城~蜈蚣渠口段河道設(shè)計防洪流量為500 m3/s,因此節(jié)制閘的主要功能之一是防洪控泄洪水,控制流量是500 m3/s。
吳劉節(jié)制閘建于1957年,距今有50多年,水閘整體結(jié)構(gòu)破損嚴(yán)重,期間雖有過兩次小的維修,但因經(jīng)費困難,造成目前該閘積弊甚多,基本不能正常運行,2008年10月河南華北水利水電勘察設(shè)計有限公司完成了《漯河市臨潁縣吳劉閘安全評價報告》,同月,由漯河市水利局主持,有關(guān)專家組成專家組,對水閘進行了安全鑒定,鑒定結(jié)果為四類水閘,根據(jù)相關(guān)規(guī)范,四類水閘運用指標(biāo)無法達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),工程存在嚴(yán)重安全問題,需拆除重建。因此吳劉節(jié)制閘需要重建。由于自動翻板閘不能人為操控,防洪作用不甚理想,重建結(jié)構(gòu)型式為常規(guī)水閘。
根據(jù)相關(guān)工程地質(zhì)勘探資料,原閘址處地基承載能力為80~100 kPa,承載能力不理想,并且原閘址處于河南省許昌市和漯河市兩市交界處,交通閉塞,只有生產(chǎn)道路或堤防可作為施工道路,且距臨潁縣城約10 km,建筑物施工時,物資運輸不便且運距較遠,工程投資較大;水閘重建后結(jié)構(gòu)型式為常規(guī)水閘,原閘址位于漯河臨潁縣境內(nèi),由臨潁縣水利局負(fù)責(zé)管理,在遇到超標(biāo)準(zhǔn)洪水時,洪水自上游許昌段堤防漫溢分洪,同時需要淹沒許昌縣部分村莊和耕地,容易產(chǎn)生兩市(縣)間水事糾紛,為社會和諧發(fā)展,因此改址重建是必要的。
吳劉節(jié)制閘設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為2 a一遇除澇,10 a一遇防洪,相應(yīng)流量分別為184 m3/s、500 m3/s。水閘型式為自動翻板閘,共分12 孔,單孔凈寬5 m。另有2 孔調(diào)節(jié)閘,1 孔為可控翻板閘,尺寸為2 m×5 m,另1孔為常規(guī)閘,尺寸為2 m×5 m。
改址后吳劉節(jié)制閘位于省道S329(逍襄公路)下游200 m,距原閘址9.40 km,由于離河南省漯河市臨潁縣杜曲鎮(zhèn)較近,改稱為杜曲節(jié)制閘。改址后節(jié)制閘主要作用及功能不變,結(jié)構(gòu)型式改為常規(guī)水閘,水閘型式為鋼混凝土開敞式,共5 孔,尺寸(寬×高)為9 m×5.90 m。
閘址位置改遷示意圖見圖1。
圖1 吳劉節(jié)制閘閘址改遷示意圖
吳劉節(jié)制閘為潁河中下游的一座重要控制性工程,其控制運用對潁河的防洪具有重要影響,因此此水閘的改址重建對潁河的防洪影響分析具有重要意義。
重建后節(jié)制閘結(jié)構(gòu)型式由自動翻板閘改為常規(guī)節(jié)制閘,有利于下游河道及城市防洪。吳劉節(jié)制閘主要功能之一為防洪控泄功能,原吳劉節(jié)制閘為自動翻板閘,無法人為操控,其防洪控泄效果并不理想。水閘結(jié)構(gòu)型式由自動翻板閘改為常規(guī)閘后,可以更好地實現(xiàn)水閘控制運用,利于下游河道及城市防洪。
從吳劉節(jié)制閘原閘址至新閘址區(qū)間9.40 km河段右岸2 km范圍內(nèi)為臨潁縣繁城鎮(zhèn)的9個村莊,人口約2萬人,改址后新閘址以下為潁吳洼地滯洪區(qū),河道右岸2 km范圍無村莊,因此重建閘址下移,發(fā)生較小洪水時,減少了分滯洪水時淹沒的村莊數(shù)量,有利于減少淹沒損失,并且逍襄公路路基較高,路下橋涵較少,改址后洪水減少了在逍襄公路上游的滯蓄時間,損失減少。根據(jù)流域內(nèi)三日降雨量頻率曲線及所繪制的雨量~洪澇災(zāi)面積關(guān)系曲線,閘址改址重建后多年平均減災(zāi)面積180 hm2,減少受災(zāi)人口1.50萬人,多年平均防洪效益為173萬元。
吳劉節(jié)制閘位于許昌和漯河市交界處,結(jié)構(gòu)型式為自動翻板閘問題不大,但是若改為常規(guī)水閘,增加了控制運用,容易產(chǎn)生水事糾紛,節(jié)制閘改址后,閘址及分洪位置均位于臨潁縣境內(nèi),有利于水閘的控制運用,減少水事糾紛,也便于潁河防洪預(yù)案的實施。
改址后,潁河河道20 a一遇設(shè)計洪水以節(jié)制閘為界分為上下兩段,節(jié)制閘以上河道20 a一遇過流能力采用繁城和蜈蚣渠上口流量插值1 050 m3/s,杜曲閘以下仍采用防洪預(yù)案控泄流量500 m3/s。新老閘址區(qū)間9.40 km 河段過流能力由原來的500 m3/s 增大到1 050 m3/s,節(jié)制閘以上河段實施河道工程治理,加高堤防0.50~1.00 m,擴寬河槽,河道開挖土方21.70萬m3,填筑土方18.82萬m3,土方基本挖填平衡,投資增加不大,而兩閘址間槽蓄能力將增加800 萬m3。因此,閘址下移重建,河道投資增加不大,但增大了新老閘址之間河道的槽蓄能力,有利于減少分洪機遇,從而減少分洪災(zāi)害損失。
從以上分析可以看出,吳劉節(jié)制閘的改址重建有利于河道及城市的防洪,有利于減少淹沒損失,有利于減少分洪機遇及分洪災(zāi)害損失,因此吳劉節(jié)制閘的改址重建對潁河的防洪是有利的。
吳劉節(jié)制閘是潁河中下游的重要控制性工程,其結(jié)構(gòu)型式由自動翻板閘改為常規(guī)水閘,實現(xiàn)水閘更好地控制運用,有利河道及城市防洪;重建閘址下移,減少了分滯洪水時淹沒的村莊數(shù)量和耕地面積,有利于減少淹沒損失;閘址由許昌和漯河兩市的交界處改為漯河市臨潁縣杜曲鎮(zhèn)附近,有利有減少水事糾紛;改址后,新舊閘址之間9.40 km河道經(jīng)過河道治理后,增大了河道槽蓄能力,減少了分洪機遇和分洪災(zāi)害損失,因此,吳劉節(jié)制閘的改址重建,對潁河河道的防洪影響是有利的。