广西北海市合浦县总江水闸调度运行方案探讨

广西北海市合浦县总江水闸调度运行方案探讨

李振坤

广西南宁水利电力设计院有限公司 广西南宁 530000

摘要：合浦县总江水闸工程位于广西北海市合浦县总江社区附近，所在河流为南流江，与洪潮江水闸联合运用。洪水期间闸门根据来水量启闭闸门运行，非洪水期根据来水流量控泄调度，共同发挥效益。

关键词：水闸；调度；联合运行；调度方案

1.流域概况

合浦县总江水闸工程位于广西北海市合浦县总江社区附近，所在河流为南流江，闸址以上集雨面积为8365km²，是一座以挡潮、灌溉、供水为主，兼顾交通等综合利用的大（1）型水闸。有效灌溉面积7.5万亩。保证合浦县城15万人供水及党江、廉州和星岛湖3个乡镇10万人供水。

南流江是广西沿海诸河中最大的独流入海河流，地处东南沿海盆地和平原地带，发源于玉林市的大容山南麓，向南流经北流市西琅镇、茂林镇，转向西南流，流经玉林市玉州区、福绵区，博白县城厢、凌角等乡镇，钦州市石埇、泉水镇，合浦县常乐、党江镇等乡镇，在党江镇分3支入海。全流域面积9232km²，主河道长285km，总落差1150m，平均坡降0.35‰，流域平均宽度32.4 km。

2.工程概况

2017年总江水闸在原闸线重建，选择的闸型为开敞平底板的结构，堰顶高程1.70m，共设20孔，闸孔净宽为10m。闸室总宽度达240.8m。孔口尺寸为10×3.3m（宽×高）。

总江水闸工程根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252--2000）的相关规定属大（1）型水闸，工程等别为Ⅰ等，主要建筑物级别1级，次要建筑物3级。水闸按50年一遇洪水设计，相应洪峰流量为5200 m³/s，上游水位为8.62m，下游水位8.47m；200年一遇洪水校核，相应洪峰流量为6860 m³/s，上游水位为9.44m，下游水位9.16m。

洪潮江水闸是一座分流南流江洪水兼有挡潮、灌溉、交通等综合利用的大（2）型水闸，分洪流量约为总江水闸的三分之一；与总江水闸联合运用共同发挥效益。

3.闸门调度方式

闸门的调度运行方式分为以下几种： ①闸门开启的次序分为同步开启和按先后顺序开启 ；②闸门开启的组合形式可分为均匀开启、双号孔开启、从中间同时向两侧逐孔开启等形式；③闸门有大小开度之分。④开启的孔数可分为全部开启和部分开启。

4.水闸调度条件

（1）水闸容积曲线

总江水闸库容曲线采用《广西北海市合浦县总江水闸除险加固工程初步设计》成果。

表4.1 总江水闸库容曲线成果表

（2）水闸泄流曲线

总江水闸泄流曲线采用《广西北海市合浦县总江水闸除险加固工程初步设计》成果。

表4.2 总江20孔*10m 多年年高潮位3.14m影响泄流曲线

5.总江水闸水工模型试验成果

总江水闸水工模型试验中，进行了各闸孔全部均匀开启、双号孔开启、从中间同时向两侧逐孔开启不同闸门开启方案的试验。部分试验结论如下：

①总江拦河闸敞泄时，上游水位试验值均低于设计值，下游水位为天然水位时，两者相差幅度为0.01～0.09m，下游水位受多年年高潮位3.14m影响时，两者相差幅度为0.04～0.18m，拦河闸泄流能力满足设计要求。

②下游为天然水位时，拦河闸敞洪时的综合流量系数m₀为0.291~0.364；下游水位受多年年高潮位影响时，拦河闸敞洪时的综合流量系数m为0.138~0.363。

③敞泄各级洪水时，上游公路桥虽对拦河闸前流态有影响，但不至于严重影响闸孔过流的流态。墩尾下游存在范围不大的回流区，对闸的安全和运行影响很小。

④下游为天然水位时，海漫下游左岸测得最大岸边流速为0.79 m/s， 海漫下游右岸测得最大岸边流速为0.85 m/s，海漫下游河床的底流速大小在0.88m/s~2.99m/s之间。

⑤设计洪水Q=4600m³/s时海漫防冲槽下游侧出现轻微冲刷；敞泄设计洪水Q=5200m³/s时海漫防冲槽下游侧出现较明显的冲刷，最大冲坑出现在左岸河床，最大冲坑的深度为1.58m。

⑥从水流流态来判断，闸门开启方案最好是20个孔闸门均匀开启；其次是开启闸孔数不超过12孔时，闸门从中间闸孔向两侧同步开启。

6.总江水闸调度方案

总江水闸汛期多年平均流量在38.4～1761 m³/s之间。本次总江江水闸调度方案参考总江水闸水工模型试验闸门开启方案。

根据水闸泄流计算成果，洪潮江水闸和总江水闸下游无潮位影响时全开泄流能力分别为560m³/s和1200m³/s，总泄流能力为1760m³/s。拟定水闸调度方式如下：

a.当水闸来水流量Q＞1760m³/s，洪潮江与总江水闸闸门均匀全开敞泄。

b.当入库流量大于1200 m³/s而小于1760m³/s时，洪潮江闸门控泄，闸门开启方式按顺序从中间向两边依次开启。闸门开启顺序为先中间第8孔、第9孔开启，由中间向两边依次开启，开启高度根据流量大小决定。

c.当流量小于1200m³/s，全部由总江排泄，直至总江水闸全部闸门开启完毕为止。闸门开启方式按顺序从中间向两边依次开启，依次开启总江江闸门泄流。闸门开启顺序为先中间第10孔、第11孔开启，流量增大后由中间向两边依次开启，开启高度根据流量大小决定。

7. 总结及建议

根据总江水闸水工模型试验结果，从水流流态来判断，闸门开启方案最好是水闸20个孔闸门均匀；其次是开启闸孔数不超过12孔时，闸门从中间闸孔向两侧同步开启，当需要开启闸孔数超过12孔时，同时开启剩余闸孔；不推荐隔孔开启方案。

洪潮江与总江水闸的自动测报系统应与常乐水文站对接，实现信息资源共享，满足洪潮江水闸、总江水闸洪水调度对洪水预见期的要求。

参考文献：

[1]《广西北海市合浦县总江水闸除险加固工程初步设计》。

[2]《广西北海市合浦县总江水闸除险加固工程水工整体模型试验研究报告》

作者简介：李振坤（1986.-），男，汉族，广西南宁人，大专，工程师，主要从事水文规划设计工作。

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