金 鑫 楊 林

（淮河水利委員會(huì)綜合事業(yè)發(fā)展中心 蚌埠 233001）

1 實(shí)體模型概況

淮河干流正陽(yáng)關(guān)至渦河口段實(shí)體模型位于合肥市三十崗鄉(xiāng)淮河模型基地內(nèi)，模型占地面積約12000m2，模擬河段選取上自正陽(yáng)關(guān)以上1km，下至蚌埠閘下2km，全長(zhǎng)144.5km，水平比尺1︰300，垂直比尺1︰60。實(shí)體模型淮河以北以淮北大堤為界，淮河以南以27.0m 高程或相應(yīng)城市圈堤、防洪堤為界，上述邊界內(nèi)淮河兩側(cè)所有行洪區(qū)與生產(chǎn)圩均在模擬范圍內(nèi)。河段主要入?yún)R支流包括潁河、東淝河、茨淮新河、渦河等4 條支流，行洪區(qū)包括壽西湖、董峰湖、上六坊堤、下六坊堤、石姚段、湯漁湖、荊山湖、洛河洼等8 個(gè)行洪區(qū)以及東淝閘右圩、靠山圩、老婆家圩等多個(gè)生產(chǎn)圩。

2 研究?jī)?nèi)容

行洪區(qū)口門(mén)寬度變化對(duì)淮河干流水位影響研究采用恒定流方式，即保持來(lái)流恒定、尾水恒定的情況下，通過(guò)控制不同的口門(mén)寬度，來(lái)控制行洪區(qū)進(jìn)洪流量，研究不同分泄流量時(shí)淮河干流沿程水位的變化。本文以單獨(dú)開(kāi)啟董峰湖或壽西湖行洪區(qū)，其他行洪區(qū)不開(kāi)啟為例，說(shuō)明行洪區(qū)口門(mén)寬度變化對(duì)淮河干流水位的影響。

表1 董峰湖行洪區(qū)口門(mén)不同開(kāi)啟寬度時(shí)水位情況表（7000m3/s）

2.1 董峰湖行洪區(qū)

以董峰湖行洪區(qū)作為研究對(duì)象，在進(jìn)口流量分別為7000m3/s、8000m3/s，出口水位為對(duì)應(yīng)流量控制水位時(shí)，保持董峰湖單個(gè)行洪區(qū)口門(mén)行洪，測(cè)讀河道斷面流速分布，研究董峰湖行洪區(qū)全開(kāi)、開(kāi)啟3/4寬度、1/2 寬度、1/4 寬度時(shí)分泄流量對(duì)淮河干流沿程水位的影響。

2.1.1 降低水位情況

在來(lái)流量相同、口門(mén)開(kāi)啟寬度不同時(shí)，董峰湖行洪區(qū)口門(mén)全開(kāi)變化至口門(mén)開(kāi)啟1/4 寬度時(shí)降低水位情況見(jiàn)表1 和表2。由表中數(shù)據(jù)可知，隨著口門(mén)開(kāi)啟寬度減小，降低沿程水位也減小了。對(duì)于不同流量級(jí)，規(guī)律基本是一致的，說(shuō)明行洪區(qū)的行洪效果與口門(mén)開(kāi)啟寬度呈正相關(guān)。

相同來(lái)流量，口門(mén)開(kāi)啟大小不同時(shí)河道和行洪區(qū)分泄流量的情況見(jiàn)表3。由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)來(lái)流量相同，則隨著口門(mén)開(kāi)啟寬度的增大，行洪區(qū)分泄流量增大。

表2 董峰湖行洪區(qū)口門(mén)不同開(kāi)啟寬度時(shí)水位情況表（8000m3/s）

表3 不同口門(mén)開(kāi)啟寬度時(shí)流量分配表

表4 壽西湖行洪區(qū)口門(mén)不同開(kāi)啟寬度時(shí)水位情況表（7000m3/s）

表5 壽西湖行洪區(qū)口門(mén)不同開(kāi)啟寬度時(shí)水位情況表（8000m3/s）

表6 不同口門(mén)開(kāi)啟寬度時(shí)流量分配表

圖2 董峰湖行洪區(qū)口門(mén)不同開(kāi)啟寬度河道流速分布圖

圖3 壽西湖行洪區(qū)口門(mén)不同開(kāi)啟寬度河道流速分布圖

2.1.2 流速分布

隨著口門(mén)開(kāi)啟寬度減小，行洪區(qū)過(guò)流減小，河道流速增大。當(dāng)Q=7000m3/s 時(shí)，主河槽最大流速?gòu)?.37m/s 升至1.59m/s。當(dāng)Q=8000m3/s 時(shí)，主河槽最大流速?gòu)?.41m/s 升至1.62m/s。董峰湖行洪區(qū)口門(mén)全開(kāi)時(shí)和只開(kāi)啟1/4 時(shí)河道流速分布見(jiàn)圖1、圖2。

2.2 壽西湖行洪區(qū)

以壽西湖行洪區(qū)為研究對(duì)象，在進(jìn)口流量分別為7000m3/s、8000m3/s，出口水位為對(duì)應(yīng)流量控制水位時(shí)，保持壽西湖單個(gè)行洪區(qū)口門(mén)行洪，測(cè)讀河道斷面流速分布，研究董峰湖行洪區(qū)全開(kāi)、開(kāi)啟3/4寬度、1/2 寬度、1/4 寬度時(shí)分泄流量對(duì)淮河干流沿程水位的影響。

2.2.1 降低水位情況

在來(lái)流量相同、口門(mén)開(kāi)啟寬度不同時(shí)，壽西湖行洪區(qū)口門(mén)全開(kāi)變化至口門(mén)開(kāi)啟1/4 寬度時(shí)降低水位情況見(jiàn)表4 和表5。由表中的數(shù)據(jù)可知，隨著口門(mén)開(kāi)啟寬度減小，降低沿程水位也減小了。對(duì)于不同流量級(jí)，規(guī)律基本是一致的，說(shuō)明行洪區(qū)的行洪效果與口門(mén)開(kāi)啟寬度呈正相關(guān)。

相同來(lái)流量、口門(mén)開(kāi)啟大小不同時(shí)河道和行洪區(qū)分泄流量的情況見(jiàn)表6。當(dāng)來(lái)流量相同，則隨著口門(mén)開(kāi)啟寬度的增大，行洪區(qū)分泄流量增大。

2.2.2 流速分布

隨著口門(mén)開(kāi)啟寬度減小，行洪區(qū)過(guò)流減小，河道流速增大。當(dāng)Q=7000m3/s 時(shí)，主河槽最大流速?gòu)?.43m/s 升至1.57m/s。當(dāng)Q=8000m3/s 時(shí)，主河槽最大流速?gòu)?.48m/s 升至1.68m/s。壽西湖行洪區(qū)口門(mén)全開(kāi)時(shí)和開(kāi)啟1/4 時(shí)河道流速分布見(jiàn)圖3、圖4。

圖4 壽西湖行洪區(qū)口門(mén)不同開(kāi)啟寬度河道流速分布圖

3 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)控制董峰湖和壽西湖行洪區(qū)不同的口門(mén)寬度，來(lái)控制行洪區(qū)進(jìn)洪流量，研究不同口門(mén)寬度分泄不同流量對(duì)淮河干流沿程水位的影響，可以得出以下結(jié)論：董峰湖和壽西湖在口門(mén)全開(kāi)，寬度達(dá)到規(guī)劃設(shè)計(jì)寬度時(shí)，在7000m3/s 時(shí)可分別降低水位正陽(yáng)關(guān)水位0.16m 和0.13m，降低魯臺(tái)子水位0.19m和0.12m；在8000m3/s 時(shí)可分別降低水位正陽(yáng)關(guān)水位0.20m 和0.15m，降低魯臺(tái)子水位0.22m 和0.12m。但隨著口門(mén)開(kāi)啟寬度減小，降低沿程水位的效果也變小，到董峰湖和壽西湖口門(mén)寬度只開(kāi)1/4 時(shí)，在7000m3/s時(shí)只能分別降低水位正陽(yáng)關(guān)水位0.07m 和0.04m，降低魯臺(tái)子水位0.08m 和0.03m；在8000m3/s 時(shí)只能分別降低水位正陽(yáng)關(guān)水位0.11m 和0.08m，降低魯臺(tái)子水位0.11m 和0.04m，說(shuō)明行洪區(qū)的行洪效果與口門(mén)開(kāi)啟寬度呈正相關(guān)。同時(shí)，隨著口門(mén)開(kāi)啟寬度減小，行洪區(qū)過(guò)流減小，河道流速增大■