水闸与河涌
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4.9 水闸及泵站运用方式

4.9.1 防洪潮调度运用方式

(1)防洪潮调度原则。根据钟村镇的流域特点和外江潮位特性,以及地区防洪潮需求,拟定钟村镇排涝区的防洪潮调度原则为:在钟村镇排涝区无雨或者雨量较小时,外江水闸投入防洪潮调度运用,满足钟村镇排涝区的防洪潮需求,确保排涝区内不超过相应的最高控制水位,保证该地区的防洪潮安全。

(2)防洪潮调度运用方式。钟村镇排涝区直通外江的水闸为陈头水闸、西海嘴水闸、西码头水闸、韦涌水闸,同时具有防洪挡潮功能的有屏山水闸,屏山水闸的调度与雁州水闸的调度运用方式有关。根据《广州市番禺区市桥河水系水利工程联合优化调度专题研究报告》,当市桥河流域预报发生120mm以下的日雨量,且预报雁洲水闸闸下水位将超过1.5m时,或陈村水道水位超过1.2m时,陈村水道外江挡潮水闸及屏山闸按防洪(潮)调度运行。

1)当陈村水道水位超过1.2m时,陈村水道外江挡潮水闸关闸。

2)当雁洲水闸闸下水位达1.5m,预报将继续上涨时,此时,雁州水闸关闸防洪(潮),待闸下水位退至与闸上水位稍低时全开闸孔,把闸内雨洪及时排出闸外,屏山闸的调度方式跟雁州水闸一致,当闸外水位超过1.5m时,屏山闸关闸挡潮,待闸外水位低于闸内水位时,开闸泄洪。

4.9.2 排涝调度运用方式

(1)排涝调度原则。根据钟村镇排涝区的流域特点、城市排涝需求,拟定钟村镇排涝区的排涝调度原则为:在外江潮位较高且排涝区发生较大暴雨时,通过外江水闸和内河涌水闸以及泵站的联合调度运用,满足钟村镇排涝区的排涝需求,确保排涝区内不同排涝片区不超过相应的最高控制水位,保证该地区的排涝安全。

(2)泵闸联合排涝调度运用方式。根据《广州市番禺区市桥河水系水利工程联合优化调度专题研究报告》,当预报将要发生日雨量大于120mm的降水时,启动排涝调度,排涝调度运用方式为:

1)降雨来临之前,预先开雁洲水闸排水,把雁洲水闸闸上水位降低至低潮位,此时陈村水道外江水闸和钟村镇排涝区内部水闸同时开启闸门,预排至-0.5m时关闸。

2)暴雨来临时,对于外江水闸,如果外江水位低于-0.5m,打开外江闸门泄洪,若外江水位上涨高于内河涌水位,关闭外江水闸闸门和屏山闸闸门,待外江水位回落时开闸泄洪;如果外江水位高于-0.5m,关闭外江闸门,洪水由屏山闸排往市桥水道,屏山闸闸外水位高于内河涌水位时,关闭闸门,待外江水位回落时开闸泄洪至常水位0.2m后关闸。

3)暴雨来临时,对于内河涌水闸,调度方式有所不同。首先关闭新涌水闸、幸福涌水闸以及新客站3号闸,待幸福涌排涝片内水位涨至0.2m时,且新客站水位低于幸福涌水位时,关闭新客站1号闸,待外江水位回落时开闸泄洪至常水位0.2m后关闸。

4)对于泵站的调度方式,各排涝区的水闸关闸后,当本排涝区的河涌达到起排水位时,泵站即开机抽排;当外江水位低于内河涌水位时,开闸排水,如果此时闸上水位仍持续上涨则泵站继续开机运行,以增加外排水量。

4.9.3 水环境调度运用方式

(1)水环境调度原则。当钟村镇排涝区的水闸群没有防洪、排涝调度运用要求时,可以进行钟村镇排涝区水环境调度,以增大水环境容量和加快钟村镇排涝区内的水体置换量和置换速度。联合调度后可充分利用网河水系的条件、涨落潮流动力条件及河槽调蓄能力,增加水环境容量、加快河网水体交换,提高水体自净能力。

(2)引水潮位动力条件分析。一般来说,排涝区有生态换水要求时,可以通过外江汛期和非汛期的潮位变化过程和涨落潮历时来分析生态换水的水动力条件、置换水流方向、置换水量、等基本条件。本次以临近的三沙口潮位站的1952—2003年潮位资料分析钟村镇排涝区的生态换水引水潮位水动力条件。

从潮位变化过程来看,三沙口站汛期 (4—10月)多年平均高潮位为1.86m,非汛期(11月至次年3月)多年平均高潮位为1.56m。从涨落潮历时来看,平均涨潮历时冬长夏短,而平均落潮历时则相反。无论汛期或枯水期,涨潮历时均较落潮历时短。三沙口站多年平均涨潮历时分别为5∶33,多年平均落潮历时分别为6∶56。

从置换水流方向来看,根据《广州市番禺区市桥河水系水利工程联合优化调度专题研究报告》,钟村镇排涝区换水时,从陈村水道陈头水闸、西海嘴水闸、韦涌水闸引水,从屏山闸排水至市桥水道,完成钟村镇排涝区的水量置换。

从置换水量来看,分别选取了枯水小潮(2001年4月17—18日,最高潮位0.49m)、枯水中潮(1989年5月3—4日,最高潮位0.98m)和中水小潮(2000年7月23—24日,最高潮位0.89m)三种水情进行换水计算。三种潮位过程时陈头水闸、西海嘴水闸、韦涌水闸的总引水量分别为174万m3、307万m3和282万m3,置换水量分别占钟村镇排涝区常水位0.2m以下蓄水量的56.6%、100%和96.7%。

综合以上分析,可以看出,从陈头水闸、西海嘴水闸、韦涌水闸引水,实现对钟村镇排涝区的生态换水具备外江潮位的水动力条件,完成水量置换调度是可行的。

(3)水环境调度运用方式。根据钟村镇排涝区的生态换水要求,按照生态换水的水动力条件、置换水流方向、置换水量等方面的分析,初步拟定钟村镇排涝区生水环境调度运行方式为:当钟村镇排涝区的水闸群没有防洪、排涝调度运用要求时,根据生态景观和水环境要求,可以对钟村镇排涝区内进行水环境调度运用。调度运用时,开启陈头水闸、西海嘴水闸、韦涌水闸引水,首先在外江涨潮段,打开新涌水闸,关闭幸福涌水闸,打开新客站1号水闸和3号水闸,优先保证新客站地区的换水要求,水流排向屏山河;在外江落潮段,打开幸福涌水闸,完成幸福涌的水量置换,最后水流通过屏山水闸排向市桥河道。