第二节 防洪、排涝功能
一、海河流域历史洪水灾害
海河流域是中国洪、涝、旱、碱灾害严重地区之一。流域年内降雨分配极为集中，80%左右集中在6～9月份，且往往集中在几次强降雨过程，在全国各大江河中最为突出。由于流域特殊的地形（从南、西、北3个方向向东倾斜），历史上各河洪水均集中天津入海，河道泄流能力上大下小矛盾突出，特别是入海尾闾泄量很小，因此遇稍大洪水即泛滥成灾。
据历史文献资料记载，在1469～1948年的480年间，发生水灾的年份共194年，平均2.5年一遇。其中特大水灾发生的年份共14年，平均34年一遇。在480年间，发生旱灾的年份共192年，平均亦为2.5年一遇。其中特大旱灾共发生11次，平均44年一遇。
1949～1990年的42年中，流域内发生水灾16次，约2.6年一次，其中特大灾年3次，约14年一次，大灾年4次约11年1次，特大灾年和大灾年共7次，约为6年一次。
在1956年和1963年海河流域发生大洪水，受灾损失巨大。特别是1963年8月上旬海河南系发生的洪水，暴雨中心最大7d降雨量达2050mm，超过中国大陆的已有记录。这次洪水的直接损失达60多亿元（当年价格），善后救灾开支达10亿元。
在1991～2011年的20年中，其中1996年8月上旬，受9608号台风的影响，海河流域太行山东麓山丘区普降大雨，造成部分地区发生洪水。“96.8洪水”共造成175个县市受灾，涉及1880个乡镇，2.6万个村庄，受灾人口2187万人，全流域直接经济损失395.7亿元。
二、水闸的泄洪、排涝功能
1963年海河流域发生洪水后，毛主席提出了“一定要根治海河”的伟大号召，各省市军民艰苦奋战，按照防洪规划确定的“上蓄、中疏、下排、适当地滞”的治理方针，构筑了由水库、堤防和蓄滞洪区组成的防洪工程体系，形成了“分区防守、分流入海”的工程格局，形成了漳卫新河、子牙新河、独流减河、海河、永定新河等主要分洪入海河道。海口建成的挡潮闸，使海河流域的洪水、涝水能够顺利下泄，缓解了天津市的防洪压力，促进了流域经济的发展，流域防洪形势也发生了根本性变化。
例如，1958年修建的西河闸枢纽工程，是天津市西部防线的一个控制性工程，其主要任务是控制进入天津市海河的洪水量，使洪水经独流减河宣泄入海，以缓解天津市的防洪压力。
屈家店枢纽是海河的控制性工程，也是天津市北部防线的重要工程，它的安危直接关系到天津市的防汛安全。其永定新河进洪闸是1969年根据永定河规划而建，该闸建成后可控制宣泄永定河较大洪水经永定新河直接入海，保障天津市及上游地区安全。
1993年国务院批准了《海河流域综合规划》，2010年随着《海河流域综合规划》修编的完成，海河流域河道的行洪标准又经过了新的核定。此外，伴随着地区经济的发展、城镇人口的增加，相应堤防的保护对象、区域人口数量等发生了改变，堤防等级也相应提高，这些变化对水闸规模提出新的要求。
应该注意的是，近年来，流域内河道上游来水量减少，河道泄洪功能得不到体现，造成河道淤积严重。需要对水闸的规模及行洪能力进行新的评估，进行扩建或加固，使其达到新的行洪标准，适应新形势下泄洪的需要。
如独流减河泄洪规模由原规划的3200m3/s增加到3600m3/s，因此，相应独流减河左堤、右堤堤防也按新的标准进行了加高、加固，但河道上与之相匹配的水闸的行洪能力不能达标，严重影响了泄洪功能。
三、主要水闸防洪运用情况
1.西河闸枢纽工程
西河闸枢纽地处天津市西青区杨柳青镇北子牙河上，上距大清河与子牙河汇流点12km，下距北运河与子牙河汇流点15km，是大清河系洪水进入天津市海河干流的最后一道屏障，是天津市防洪的西大门。工程始建于1958年4月，1958年10月竣工。工程主要建筑物为二级，包括节制闸、船闸两部分。
西河闸在防洪上主要是拦蓄大清河、子牙河、南运河等河道的汛期洪水，通过东淀等洼地进行调节，当大清河系与永定河、北运河系洪水遭遇时，控制大清河、子牙河系泄入海河的流量，使海河的水位和流量不超出安全值，保证天津市及津埔铁路的安全。西河闸在40余年的运行使用过程中，管理单位始终坚持精心维护、正确地进行控制运用，充分发挥工程效益。自1958年10月建成以来，累计泄水620.4亿m3，反向运用支援农业灌溉泄水2.86亿m3。
西河闸节制闸结构形式为开敞式，孔数为6孔。设计过闸流量为1100m3/s，校核过闸流量为1260m3/s。西河闸船闸结构形式为开敞式，孔数为1孔。
西河闸工程建成后不久，经受了1963年洪水的考验，实际最大流量超过设计流量420m3/s。经合理调度运用，西河闸有效地控制了下泄流量，全年径流量为97亿m3，对保卫天津市和津埔铁路的安全度汛起了巨大的作用。同时，为满足上游的抢险救灾物资的供应，船闸在超高水位8.5m的情况下继续运用，对抢险救灾物资供应起到一定的作用。
1996年汛期，大清河上游各地区突降大雨，河北省暴雨成灾，8月13日西河闸上游水位达6.63m，相应闸下水位2.74m。经合理调度，最大流量216m3/s，总泄水天数185d，共计泄水9.71亿m3。这座已运用近40余年的老闸，又一次经历了洪水的考验，运行正常，保卫了天津市和津浦铁路的安全，缓解了河北省的压力。
2000年6月，水利部海河水利委员会组织专家对运行40余年的西河闸进行安全鉴定，评定该闸为三类闸，需除险加固。2003年9月，西河闸除险加固工程开工，2004年12月全部工程完成。
西河闸除险加固后对提高大清河下游防洪能力，保障该地区特别是天津市的经济社会发展具有重要意义。
2.独流减河进洪闸
独流减河进洪闸位于天津市西青区第六埠村南，东淀下口大清河与子牙河交汇处，独流减河进口。该工程距上游枣林庄枢纽77km，下游距防潮闸67.2km，占地面积66万m2。
独流减河进洪闸包括北闸和南闸。北闸结构形式为开敞式，孔数为8孔，设计过闸流量为840m3/s；独流减河进洪南闸结构形式为开敞式，孔数为25孔，设计过闸流量为2360m3/s；南北两闸设计过闸流量共计3200m3/s。
独流减河进洪闸北闸于1953年建成，自建成后当年分洪生效。60多年来，前后经历了1954、1956、1963、1977、1996年洪水的考验，共泄洪水344亿m3，其中1954年泄洪72亿m3，1956年泄洪78.1亿m3，各占上游7、8月份来水总量的46%和44%。建成后经受了3次超标准运行，确保天津市和津浦铁路的安全。
独流减河进洪闸南闸自1969年6月建成以来，经过1977、1996年洪水的考验，共泄洪水54亿m3，减轻了大清河中下游地区的洪涝灾害。
2000年7月，水利部海委组织专家对独流减河进洪闸进行了安全鉴定，鉴定结论为三类闸。2005年4月，独流减河进洪闸除险加固工程开工。
加固后的进洪闸，设计泄洪能力由原规划的3200m3/s增加到3600m3/s，提高了天津市的防洪能力，保证了天津市的防洪安全。
3.屈家店枢纽闸
屈家店枢纽闸位于天津市北辰区永定河与北运河汇流处，距永定新河入海口62km，距北运河与子牙河交汇处12.5km。枢纽包括北运河节制闸、新引河进洪闸、永定新河进洪闸等。工程占地面积12.6万km2。设计总泄量1800m3/s，校核总泄量2200m3/s。枢纽以防洪为主，担负着北运河、永定河泄洪任务，直接保护天津市和京津公路、京山铁路的安全，同时兼有灌溉、排涝、挡潮、供水等综合效益，是天津市重点防汛工程之一，在天津市防洪体系中占有非常重要的地位。
北运河节制闸始建于1932年，其主要功能是向海河下泄洪水，控制汛期永定河、北运河洪水流入海河。经过几十年的运用，加之运用条件改变及地震等多种因素的破坏，工程老化、隐患多、闸室主要部位出现多处裂缝、闸室不稳定、设备陈旧，已不适应运用要求，于1990年在原址上进行改建。
新引河进洪闸始建于1931年，其主要功能是泄洪。经过60余年的运用，加之运行工况的改变，设备陈旧、闸室不稳定，已不能满足防洪要求，于1994年11月在原址上进行改建。
永定新河进洪闸是屈家店枢纽的重要组成部分，始建于1968年，主要承泄永定河洪水，非汛期闭闸，挡住潮水上溯及闸下游污水对海河水的污染。由于地面沉陷，混凝土老化、腐蚀，闸门锈蚀、锈损，启闭设备老化等原因，1998年11月经水闸安全鉴定被鉴定为三类闸。1999年开始除险加固，于2000年5月改建完成。
4.海河防潮闸
海河防潮闸位于天津市滨海新区海河入海口处，是一座泄洪、挡潮、蓄淡、航运等综合利用的大型水闸工程。功能是将子牙河、南运河、北运河、永定河五大水系在天津汇流后的部分洪水经海河干流宣泄入海，并具有防洪排沥、挡潮、蓄淡的功能，是海河干流重要的水利控制工程。
工程始建于1958年7月1日，1958年12月28日建成。工程建成以来，担负着天津市排沥、工农业生产及生活用水，对天津市的经济建设发挥了巨大作用。1963年8月28日，洪水最大实测流量为1698m3/s，当时海河防潮闸8孔闸门全部提升至最高位置全天候敞泄。
5.独流减河防潮闸
独流减河防潮闸（原工农兵防潮闸）位于天津市大港区独流减河入渤海口处，是大清河系的主要入海尾闾，是保障天津市、河北省两地防洪安全的关键工程。该闸始建于1967年，当时由河北省水利厅设计，天津市政工程局施工。经20多年运用，于1993年对该闸进行除险改建，工程等级二等二级，于1995年5月通过验收并交付使用。设计流量3200m3/s，相应闸上水位3.75m，闸下水位3.35m。
独流减河防潮闸闸室结构形式为开敞式，孔数为26孔。设计过闸流量为3200m3/s。
改建后的独流减河防潮闸主要功能是平时挡潮御沙，汛期宣泄洪水，并随机调度控制水位，利用上游河道深槽向北大港水库输水蓄存，大港电厂建成以后，又利用闸前蓄水作为冷却池。
独流减河防潮闸改建后，累计泄水26.03亿m3，启闭闸门300余次。运行期间遭受了1995年、1996年两次较大洪水及1997年风暴潮的考验，工程未出现大的事故。1995年9月7日，闸上最高水位2.47m，闸下水位0.59m，相应的过闸流量1450m3/s，接近闸上正常挡水位2.50m，该闸全年累计泄量3.03亿m3。
在“96.8洪水”中，独流减河防潮闸安全运行45d，泄洪13亿m3，取得了巨大的工程效益。
6.四女寺枢纽
四女寺枢纽坐落于卫运河末端，漳卫新河和南运河的源头，是重要的防洪控制枢纽。工程由南、北进洪闸、节制闸和船闸组成。其主要功能为泄洪、排涝、灌溉和航运，如图2-1所示。
南进洪闸位于减河入口处，设计流量1500m3/s，校核流量2200m3/s；北闸位于岔河入口处，设计流量2000m3/s，校核流量2800m3/s；节制闸位于南运河入口处，控制南运河泄流量不超过300m3/s。20世纪70年代以来，由于上游来水减少，断流时间增加，南运河失去航运作用，船闸已多年未启用。
四女寺枢纽南进洪闸水闸结构形式为开敞式。孔数为12孔；北进洪闸水闸结构形式为开敞式，孔数为12孔；节制闸水闸结构形式为带胸墙开敞式，孔数为3孔；船闸水闸结构形式为U形，孔数为1孔。
南进洪闸工程建成后在汛期控制上游洪水宣泄，当恩县洼暴雨致涝时，采取将南进洪闸间歇开启及全关措施，排除内涝积水。平时为解决沿河各县的用水问题发挥巨大作用。
1963年8月，漳卫南运河河系普降特大暴雨，月降水总量达106.9亿m3。此次洪水中，四女寺南进洪闸12孔闸门全部提起泄洪，最大泄洪流量1055m3/s。
1982年7～8月间，漳卫南运河发生多次的降雨过程，其中较大的降雨有3次，暴雨集中，强度大，为多年罕见。四女寺枢纽承担下泄卫运河洪水的任务，南运河节制闸向南运河泄洪量300m3/s；北进洪闸向岔河放水，最大泄量为549m3/s；南进洪闸向老减河放水，最大泄量为510m3/s。
1996年8月上旬，受8号台风的影响，漳卫南运河发生了自1963年以来的最大洪水。8月2日夜间至5日凌晨，漳卫河河系普降大暴雨。2～4日，漳河流域平均降雨143mm，卫河流域平均降雨238mm。其中，3日一天漳河平均降雨达82mm，卫河降雨195mm。卫运河到达四女寺枢纽的最大洪峰流量1690m3/s，其中经北进洪闸向岔河下泄980m3/s，经南进洪闸向减河下泄580m3/s，经节制闸向南运河分流100m3/s。
图2-1 四女寺枢纽位置
7.王营盘拦河蓄水闸
王营盘拦河蓄水闸位于河北省东光县王营盘村附近，闸室中心处漳卫新河河道中心桩号为62+270m，工程于1973年竣工。河道3年一遇设计排涝流量1200m3/s，50年一遇设计行洪流量3500m3/s，强迫行洪流量5000m3/s。设计洪水位19.46m（黄海标高），设计排涝水位16.20m，正常蓄水位15.50m，短期最高蓄水位15.70m，最大蓄水量1800万m3。
拦河闸闸体为开敞式平底板，浮筏式基础。全闸共12孔，其中包括10个中孔和两个边孔，每孔净宽8.0m。中孔闸室结构为
形和
形，孔中分缝，边孔闸室结构为
形。中孔闸墩厚1.0m，边孔缝墩厚1.6m。闸室底板长14m，厚1.3m，中孔闸底板高程9.2m，边孔闸底板高程10.8m。
闸门为升卧式平面钢闸门，中孔门高6.5m，边孔门高4.9m，配置12台QPQ2×160kN电动、手摇两用固定卷扬式启闭机。
8.前罗寨拦河蓄水闸
前罗寨拦河蓄水闸位于山东省乐陵县大孙乡吴官庄村北和河北省南皮县前罗寨村南，闸室中心处漳卫新河河道中心桩号为95+550m。工程于1980年底竣工。河道3年一遇设计排涝流量1200m3/s，50年一遇设计行洪流量3500m3/s，强迫行洪流量5000m3/s。设计洪水位15.60m，设计排涝水位12.74m，正常蓄水位11.30m，最高蓄水位11.50m，最大蓄水量1800万m3。
闸体为开敞式平底板，闸底板由墩底板和分离式小底板组成，闸室基础为低桩承台式混凝土灌注桩，桩径0.85m，闸底板高程5.50m。全闸共9孔，每孔净宽10m。闸墩厚1.2m，闸总宽134.8m，闸室顺水流方向长14m。
闸门为升卧式平面钢闸门，门高6m。机架桥由两根预制钢筋混凝土T形梁拼装而成，桥面宽4m，总长100.8m，桥面高程17.85m，配有9台QPQ2×250kN固定卷扬式启闭机。