浅析水闸排涝问题

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摘要：水闸位于江河交汇处，同时也处于出海口，外江水位受下游潮水和上游洪水的共同影响，围内水位受洪水来流的影响，内、外水位均处于变动水位，无法精确计算时段内水闸排涝的水量，该文通过简化方法分析、计算水闸在该情况下的排涝能力。

关键词：水闸；水位；排涝

Abstract: the gate is located in the river intersection, simultaneously is also in the sea, on water level common influence by the downstream and upstream flood tide, affected by flood flow effect in water, all is in change water level, it cannot accurate calculation period sluice drainage water, through the analysis, simplified method of calculating sluice in the case of the drainage capacity.

Key words: sluice; water level; drainage

中图分类号：TV66文献标识码：A文章编号：

1、水闸工程概况

溪仔水闸地处粤东惠来县东陇镇，位于雷岭河之一级支流盐岭河汇入口下游，即水闸汇流区东面为盐岭河和雷岭河干流出口段，南面为龙江干流出口段，西北两面倚山，下游为神泉港。

溪仔水闸是一宗以排涝、防洪、防潮为主，兼顾灌溉的中型水闸，与东陇江、海堤围和其他涵闸共同捍卫着东陇洋内12.5万人民群众的生命财产安全，担负3.5万亩农田和1.23万亩鱼虾池、盐田的防潮、排涝任务。

水闸由老五孔及新三孔组成，老五孔每孔净宽2.0m，总过水净宽10.0m，闸底高程-1.80m，新三孔每孔净宽2.5m，总过水净宽7.50m，闸底高程-2.40m。

2、排涝工况

由于水闸处于江河交汇处，当上游普降暴雨时，受上游来水量的影响，此时外江水位持续抬高，当洪水消退后，水位又持续下降，而水闸又毗邻出海口，外江水位又受潮汐的影响，因此，外江水位不是一个定值，处于时刻变动区，无法准确计算出外江水位过程线；而水闸围内上游同时遭遇暴雨时，此时同样受上游来水影响，内河水位也处于变动水位。因此，在某一时刻，水闸内、外江水位均处于变化阶段，无法准确计算出某时段内水闸排出的水量，只能通过简化方法进行分析、计算，本文以两种工况进行计算。

工况一：不考虑外江受常遇洪水的影响，仅考虑受外海潮位的影响，围内水位不变，围外去两种水位，计算采用水量排出平均值，即围内为正常蓄水位-0.1m，围外为水位高程-0.2m及5年一遇的潮水位过程线，即：

（1）、水闸以低水位差0.1m的运行方式，即围内水位为正常蓄水位-0.1m，围外水位为-0.2m，计算得出各时段的水量为W1；

（2）、以围内水位为正常蓄水位-0.1m，围外为5年一遇的潮水位相对应的典型潮水过程线，计算得出的水量为W2。

由于水闸下游出海口处没有设置潮位纪录站，只能根据相邻的乌坎水闸出海口处潮位来推求该处的典型潮位过程线，乌坎水闸及溪仔水闸潮位过程线如下。

乌坎水闸及溪仔水闸潮位过程线表

序号 潮位 序号 潮位 序号 潮位

乌坎 溪仔 乌坎 溪仔 乌坎 溪仔

1 -0.25 -0.26 25 -0.14 -0.15 49 0.25 0.24

2 -0.04 -0.05 26 0.34 0.33 50 0.31 0.3

3 -0.14 0.13 27 0.46 0.45 51 0.27 0.26

4 0.44 0.43 28 0.89 0.88 52 0.36 0.35

5 0.58 0.57 29 0.93 0.92 53 0.63 0.62

6 0.7 0.69 30 0.69 0.68 54 1.01 1

7 0.72 0.71 31 1032 1.31 55 1.04 1.03

8 0.72 0.71 32 1019 1.18 56 0.95 0.94

9 0.58 0.57 33 0.9 0.89 57 0.81 0.8

10 0.35 0.34 34 1.4 1.39 58 0.83 0.82

11 0.13 0.12 35 0.44 0.43 59 0.82 0.81

12 0.11 0.1 36 0.19 0.18 60 0.76 0.75

13 -0.11 -0.12 37 -0.23 -0.24 61 0.62 0.61

14 -0.22 -0.23 38 -0.13 -0.14 62 0.46 0.45

15 -0.38 -0.39 39 0.4 0.39 63 0.33 0.32

16 -0.53 -0.54 40 0.72 0.71 64 0.28 0.27

17 -0.6 -0.61 41 0.21 0.2 65 0.26 0.25

18 -0.63 -0.64 42 -0.2 -0.21 66 0.22 0.21

19 -0.57 -0.58 43 -0.24 -0.25 67 0.16 0.15

20 0.47 0.46 44 0.08 0.07 68 0.11 0.1

21 -0.25 -0.26 45 0.17 0.16 69 0.1 0.09

22 -0.05 -0.06 46 0.25 0.24 70 0.08 0.07

23 -0.05 -0.06 47 0.3 0.29 71 0.15 0.14

24 -0.05 -0.06 48 0.27 0.26 72 0.14 0.13

工况二：考虑水闸同时受外江雷岭河、盐岭河洪峰流量共同的影响，即考虑常遇洪水的影响，由出海口推算至水闸处的洪峰水位。该工况是假定上游水位在一定的情况，能在三天内排出上游的来水量。

外江水面线计算运用计算机按省水利厅推广的《天然河道水面线推求》程序“HD-5”进行水面线推算, 河道糙率n取0.03。起推水位为出海口5年一遇的潮水位相对应的典型潮水过程线。

3、排涝计算方法

水闸排涝能力现有结构进行计算，即按老五孔与新三孔共同排涝。

水闸计算方法采用《水闸设计规范》（SL265-2001），根据内、外江水位组合情况，水闸出流采用以下两种方式计算：

（1）、当（H为从堰顶算起的闸前水深）时，水闸过流按无底坎宽顶堰淹没出流计算，计算公式为：

（2）、当堰流处于高淹没度（）时，水闸过流按下式计算：

排涝标准根据广东省水利电力厅文件《广东省防洪（潮）标准和治涝标准》选取，排涝标准为十年一遇最大24小时暴雨产生的径流量，农田为三天排干。

4、计算结果

根据以上水位、计算方法及排涝标准，计算出各工况情况下排出水量

工况一：根据以上方法计算各个时段水量W1、W2，水闸在各时段未受外江顶托时的平均水量W=（W1+W2）/2，即为该时段内水闸平均排出的水量。计算得出水闸三天内老五孔排出流量142.57万m3，新三孔排出流量137.94万m3，即溪仔水闸三天内能够排出的总水量为W=280.51万m3，而根据围内十年一遇洪水过程线，总来水量为W24=576.1万m3，远大于水闸三天内排出的总水量，表明水闸在三天内排涝无法使水位降至正常蓄水位-0.1m，即水闸无法在三天内排出围内来水量，该情况下排涝标准无法满足要求。由水位～库容关系曲线知，围内剩余水量将会使水位升高至1.485m，高于村庄最低高程1.214m，将会使部分村庄受淹，水闸无法达到排涝标准。

工况二：根据试算，以围内水位高程为1.042m的情况下，三天内老五孔能排出的水量为307.24万m3，新三孔能排出的水量为271.25万m3，即溪仔水闸三天内能排出的水量为307.24+271.25=578.49万m3，大于围内十年一遇24小时暴雨量，围内田面最低高程0.298m，村庄最低高程约1.214m，故该种情况下仅能保证村庄不受浸，农田基本受浸。

5、结语

根据以上计算情况可知，在未考虑常遇洪水的情况下（工况一），围内能到达的最高水位是1.485m，高于围内田面高程0.298m，也高于围内村庄最低高程1.214m，三天内围内水位无法降至正常蓄水位-0.1m，将会对围内农田、村庄等产生较为严重的影响，即水闸不能满足排涝标准；当考虑外江常遇洪水时（工况二），围内能到达的最高水位1.042m，比围内田面高程（90%受益面积）高出0.744m，虽然未对村庄造成影响，但是对围内种植会造成较大的影响。通过现场了解，围内水位曾经出现1m左右的水位，与工况二计算情况较为接近，故可认为工况二计算结果与水闸实际运行情况较为吻合。

通过上述的计算可以看出，目前水闸排涝能力存在一定的问题，当围内、外水位较高，特别是围外水位持续不下的情况下，围内水量无法在一定的时间内排至水闸外，从而会影响围内的正常生产、生活，也会影响水闸的安全运行，因此，为保证水闸正常运行，围内水量及时排至闸外，保证围内正常生产，水闸需进行加固改造。

参考文献：

［1］《水闸设计规范》（SL265-2001）；

［2］《广东省防洪（潮）标准和治涝标准》（广东省水利电力厅）；

［3］《天然河道水面线推求》。