北运河北关分洪枢纽

海河支流北运河上通州区境内分洪枢纽

北运河北关分洪枢纽，位于北京市通州区北关，是海河支流北运河上重要的防洪控制性工程，也是京杭大运河的北端起点。枢纽包括拦河闸和分洪闸，建于20世纪60年代，21世纪初进行了改建。

工程背景

北运河北关分洪枢纽是北运河首端重要的防洪控制性工程，位于北运河的起点。从这里以上称温榆河，以下称北运河。温榆河、北运河全部流域面积6166平方公里，其中属北京市流域面积为4423平方公里。

温榆河，发源于昌平、延庆、海淀山区及丘陵区，山前地区形成洪积扇，地形坡度较陡，有大小支沟39条，分别汇流为南沙河、北沙河和东沙河。三条沙河在昌平县沙河镇附近汇流成温榆河，流经顺义、朝阳、通县，长约63.5公里。温榆河主要支流有蔺沟、清河、龙道河、坝河、小中河。北运河是北京地区永定河和潮白河之间的一条主要排洪河道。其主要支流之一通惠河，原为由北运河直达京城的通航河道，现仅负担城区和西郊地区的主要排水任务。建国后，凉水河、凤港减河相继纳入北运河，在通县牛牧屯流入河北省香河县境。北运河作为京杭大运河首段，历史上为解决南粮北调和沟通南北文化、政治交流发挥了显著作用。自辽、金建都北京以后，历代对北运河治理多以航运为主。清末民初，铁路兴起，加之潮白河苏庄闸被洪水冲毁，断绝了北运河补水水源，航运日衰，逐步成为北京市城近郊区主要排水河道，汛期多雨，灾害频繁。

中华人民共和国建国以后，为治理北运河流域洪涝灾害、开发利用水资源，先后兴建了十三陵等中小型水库10座，控制山区流域面积409平方公里，占该流域山区总面积54%，在通州区（原通县）北关修建了分洪枢纽并开挖了运潮减河向潮白河分洪。

运潮减河，属潮白河水系，位于通州镇东北，西起通县北关，东至胡各庄乡东堡村北入潮白河。河道长为11.5公里，堤防长20公里，流域面积20平方公里；流经城关、宋庄、胡各庄等乡镇；有村庄22个，防洪除涝面积3万余亩，堤防绿化植树8万株，是通县一条大型人工分洪河道。1960年开工后，由于河北省提出异议，中途停工，后于1962年10月复工，1963年汛前基本完工。建成后对削减北运河的洪峰流量，减轻北运河对下游各河道河水的顶托，以及沿河灌溉排涝发挥了重要作用。两岸有建筑物8座。

工程内容

北运河北关分洪枢纽，位于北京市通州区城北北关的北运河始端，也是温榆河的终点。由北关拦河闸和北关分洪闸组成，是北运河的控制性工程，关系到北京、河北、天津三省市的防洪安全。

旧设施

旧拦河闸，位于右侧的河道上，分洪闸位于左侧运潮减河的渠首。两闸相距500米，呈一字形布置，中间以土堤相接，共同组成分洪枢纽工程，是北京市东南郊防洪除涝工程的重要建筑物。平时蓄水灌溉，汛期调节运用，将北运河上游的洪水分向潮白河，以减轻北运河下游的排洪负担。

旧拦河闸及分洪闸除汛期分泄洪峰以减轻北运河下游防洪负担外，在灌溉季节蓄水灌溉。当闸上水位20.50米时，可蓄水790万立方米，配套灌溉面积3.2万亩。

京榆公路桥位于闸室下游的消力池部位，桥宽9.5米，荷载标准为汽-18。桥面高程，拦河闸为24.17米、分洪闸为23.97米。

旧拦河闸，为开敞式低坝实用堰型，闸底高程16.00米，堰顶高程17.00米。闸室为钢筋混凝土整体结构，弧形钢闸门，12孔，每孔净宽6米，门高5米。闸上设工作桥及京榆公路桥。闸基为粉细砂，用爆震法进行加固，上游打了5米深的防渗木板桩。但由于板桩施工质量差，伸缩缝漏水，1973年及1974年三次检查，最大渗水量达100立方米每时（28升每秒）。1978年进行加固处理，只对伸缩缝及上部结构进行了检修。经抗震验算，该闸位8级地震区，经校核仅能抗7级地震。为防止地基液化，闸上蓄水位控制在20.50米。1976年唐山大地震时，该闸安然无恙。

旧分洪闸，闸基落在粉细沙层上。其基础处理、防渗布置、闸形尺寸等与拦河闸同。闸10孔，采用宽6米、高5米弧形钢闸门。闸底标高17.00米，为平底式。上部有京榆公路桥及机架桥，手、电两用启闭机。地基采用爆破加密，原闸按7度地震设计。1976年唐山地震，该闸为8度范围，经验算不符合设计要求，在管理运用中采用与拦河闸相同的办法。

新枢纽

2007年3月~2010年4月，北关分洪枢纽实施了改建工程。改建后的枢纽仍然由拦河闸和分洪闸两部分组成，但由于闸址下移，两闸分布到了两条河道上。

新建拦河闸（含船闸），位于北运河干流通惠河口下游，闸室布置采用闸桥合一，闸室总净宽为84.0米，共7孔，每孔净宽12.0米，水闸顺水流向总长153.3米。在拦河闸右侧设有船闸，净宽8米，顺水流向总长80.9米。景观桥横跨拦河闸和船闸，桥长110.0米，共分9跨，加上两侧引路，景观桥总长154.02米，桥面宽13.1米。

新建分洪闸，位于旧闸下游1200米的运潮减河上，闸室总净宽为90.0米，共分9孔，单孔净宽10.0米，闸室总宽度105.8米，分洪闸顺水流向总长172.8米。新建拦河闸、分洪闸正常蓄水位为20.5立方米。

工程应用

调度方案

旧北关分洪枢纽主要功能是汛期控泄洪水，非汛期蓄水灌溉。当温榆河发生20年一遇以上洪水时，为减轻北运河下游的洪涝灾害，确保通州城区防洪安全，北关拦河闸控制下泄流量，将一部分洪水通过北关分洪闸分到运潮减河流入潮白河。

旧北关分洪枢纽的防洪调度方案是：10年一遇上游洪水1010立方米每秒，分洪闸分泄500立方米每秒；20年一遇上游洪水1450立方米每秒，分洪闸分泄600立方米每秒；50年一遇上游洪水2055立方米每秒，分洪闸分泄900立方米每秒。

旧北关分洪枢纽工程，平时蓄水灌溉，汛期调节运用，将北运河的洪水分向潮白河，以减轻北运河下游的排洪负担，两闸防洪设计标准分配，10年一遇上游洪水1010立方米每秒，分洪闸分泄500立方米每秒；20年一遇，上游洪水1450立方米每秒，分洪闸分泄600立方米每秒；50年一遇，上游洪水2055立方米每秒，分洪闸分洪900立方米每秒。灌溉季节蓄水灌溉，当闸上水位达20.5米时，可蓄水790万立方米，配套灌溉面积3.2万亩。

新北关分洪枢纽调度方案，根据设计运行标准，入汛后原则上北关分洪枢纽上游水位控制在19.0米以下，并加强监测工作。当水位低于汛期运用水位时，闭闸蓄水。当北关拦河闸闸前水位高于19.0米，按照由控制洪水向洪水管理转变，提高洪水资源利用率的要求，调节北关拦河闸和北关分洪闸泄量，水质较好时，向潮白河分蓄。具体调度细则是：

（1）当北运河发生5a一遇洪水，洪水来量为810立方米/秒（温榆河流量620立方米/秒，通惠河流量190立方米/秒）时，原则上拦河闸下泄流量310立方米/秒，分洪闸经运潮减河分泄洪水，最大分泄流量500立方米/秒。

（2）当温榆河发生10年一遇洪水，洪水来量达1010立方米/秒，北关拦河闸闸前流量达1300立方米/秒（含通惠河流量290立方米/秒）时，控制北关分洪闸向运潮减河分洪500立方米/秒，其余洪水由北关拦河闸向北运河下泄。

（3）当温榆河发生20年一遇洪水，洪水来量达1450立方米/秒，北关拦河闸闸前流量达1870立方米/秒（含通惠河流量420立方米/秒）时，首先利用北运河充分泄洪，原则上北关分洪闸控制下泄流量600立方米/秒。在保证运潮减河及潮白河行洪安全的前提下，视情况适当加大分洪闸的下泄流量，最大下泄流量不超过900立方米/秒。

（4）当温榆河发生50年一遇洪水，洪水来量达2055立方米/秒，北关拦河闸闸前流量达2666立方米/秒（含通惠河流量611立方米/秒）时，首先利用北运河充分泄洪，原则上北关分洪闸控制下泄流量900立方米/秒。在保证运潮减河及潮白河行洪安全的前提下，视情况适当加大分洪闸的下泄流量。

（5）当温榆河发生超过50年一遇洪水时，北关拦河闸、分洪闸全部提起，敞闸泄洪。

历史运用

1963年该闸基本竣工后，即出现较大洪峰，分洪闸分洪达380立方米每秒。1963年拦河闸出现建闸后最大洪峰，水位达21.85米。

2009年7月30日。2009年汛期新北关枢纽工程进入试运行阶段。考虑到新闸首次使用，且尚未移交，汛期北关分洪枢纽原则上控制蓄水位在18.5米以下，因分洪闸启闭系统尚未建好，当上游有较大来水时主要考虑从北运河下泄。每遇降雨预报或支流来水，北运河防办提前调度，适当腾出部分库容。2009年7月30日迎来入汛以来的第一场强降雨过程，通惠河和温榆河流域普降大到暴雨，30日夜间至31日6时，北运河流域平均降雨28.7毫米，北关闸降雨45.5毫米，最大降雨出现在南长街，为140.6毫米。城区重要排水河道通惠河迅速形成洪峰，31日凌晨1:00通惠河高碑店闸瞬时最大下泄量440立方米/秒，凌晨2:00清河下泄量100立方米/秒。接到高碑店闸泄流通知后，北运河防办立即对北关拦河闸进行调度，加大开度提前泄流。操作过程中，闸门液压启闭系统出现故障，3孔闸门不能达到开启高度。北运河防办立即通知机闸抢险队采用应急方式开启了新分洪闸泄洪，确保了城区雨洪安全下泄和水工建筑物安全。新北关分洪枢纽工程经受了第一次较大洪水考验。

2011年7月24日。2011年汛期，新北关分洪枢纽工程正式运行，汛期原则上控制蓄水位在19.0米以下，按照调度方案，主要运用分洪闸向潮白河泄水。7月23日接到次日有强降雨的紧急通知。北运河防办提前部署，北关分洪枢纽提前泄水，将水位降至18.0米。7月24日午后出现大到暴雨天气过程，北运河流域平均降雨量50.3毫米，其中最大降雨量为北关闸128毫米。高碑店下泄流量180立方米/秒，温榆河也有较大来水。降雨过程中，根据上游来水情况，北运河防办对分洪闸进行了2次逐级开启，在第二次开启时因北关分洪闸右岸液压站渗水严重，导致液压站操作室带电，只能切断电源，分洪闸无法继续操作。同时北关拦河闸验粮楼廊道电缆架钻孔处涌水，右岸液压室电缆沟积水严重。北运河管理处领导立即赶赴现场查看险情，为确保城市雨洪安全下泄和水工建筑物安全，防止拦河闸因渗水带电无法操作，果断将北关拦河闸全开泄洪。当高碑店下泄洪峰通过北关枢纽后，及时将北关拦河闸下压，控制下泄量，充分利用分洪闸泄洪，以减小北运河下游行洪压力。

此次行洪过程，北关枢纽工程闸前最高水位19.17米，拦河闸最大泄量270立方米/秒，泄水总量1040万立方米；分洪闸最大泄量158立方米/秒，泄水总量993万立方米。两闸运行安全。

工程建设

旧闸建设

旧拦河闸、桥由北京市政设计院设计，通县组织施工。1960年3月破工动工，当年10月竣工。工程完成土方50万立方米，石方1.7万立方米，混凝土及钢筋混凝土1.22万立方米。耗资250万元。全部由国家投资。分洪闸、桥由北京市市政设计院设计，1962年10月北京市减河工程指挥部建闸工程处，组织北京市第二市政工程公司进行施工，1963年汛前基本竣工。工程完成土方20.3万立方米，石方1.55万立方米，混凝土及钢筋混凝土1.12万立方米，工程投资351.24万元，由国家投资。

旧拦河闸，始建于1960年3月，完成于当年10月。拦河闸由市市政设计院设计，通县水利局负责施工。主要工程量：土方50万立方米，石方1.7万立方米，混凝土及钢筋混凝土1.22万立方米。工程投资250万元（不包括加固）。

旧分洪闸，于1962年9月，北京市市政设计院提出《运潮减河工程扩大初步设计》，当年10月河北省天津专区水利局与北京市水利局达成继续修建运潮减河工程的协议，1963年水电规字28号及40号文批准建闸。北京市减河工程指挥部建闸工程处组织市第三市政工程公司施工，1963年底完成。主要工程量：土方20.3万立方米，砌石1.55万立方米，混凝土及钢筋混凝土1.12万立方米。工程投资351.24万元。

旧拦河闸、分洪闸经40年的运用，存在较大的安全隐患，日常调度运行达不到设计标准。经安全鉴定，两闸被评定为三类病险闸，应进行加固或拆除重建。另外，随着城市化进程的加快和社会经济形势的发展，原闸已不满足新的防洪规划要求。为了消除枢纽安全隐患、提高防洪标准，落实北京市发改委的“全面开发利用北运河水系水资源”的思路及《北京城市总体规划》（2003—2020年）（以下简称《总规》）的水系布局，并在“十一五”期间保障首都水资源可持续利用，推动通州新城建设，让古老的大运河重放光彩，北京市政府决定改建北关分洪枢纽。

新闸建设

2007年3月，北关分洪枢纽改建工程开始，至2009年汛期基本建成，投入试运行。新建北关分洪枢纽仍由拦河闸和分洪闸组成，两闸均为50年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核。新拦河闸较老拦河闸下移了726米，新分洪闸较老分洪闸下移了1200米。枢纽下移后，纳入了通惠河，可以使通惠河、温榆河、北运河、小中河、运潮减河等河道水面连通，创造了优美的水环境，为通州新城建设创造了条件;同时为水资源合理利用创造了有利条件，为京杭大运河恢复旅游通航创造了条件。

总投资2.7亿元的北运河北关分洪枢纽工程日前竣工验收。枢纽设计标准为50年洪水设计，100年洪水校核。整个工程建成后，源水岛周边水面面积可达50万平方米。

此次建设的整个工程主要包括源水岛、新建拦河闸、分洪闸及水质改善、环境绿化等配套设施建设。

拦河闸布置满足防洪、蓄水、调节水位功能要求，并在右侧布置船闸，满足通航要求，同时配套建设验粮楼。拦河闸采用闸桥合一布置，总宽为108米。闸墩上建造景观桥，桥长110.3米，桥宽13.1米。分洪闸采用常规闸型，水闸顺河向总长为170.8米。在闸墩上设检修桥及外形简洁的起吊架，用以完成检修任务。源水岛位于北关，是大运河起点，工程重点是加强护砌和扩挖连通渠，建成后的源水岛周边水面面积约50万平方米。

北关分洪枢纽改建工程于2007年3月开始施工，2010年4月29日竣工。

工程效益

新建北关分洪枢纽工程，实现了温榆河、北运河、小中河、通惠河和运潮减河的 5 河连通，将通惠河雨洪拦截在北关枢纽以上，可将城区的雨洪通过运潮减河分洪，减小了下游北运河的行洪压力。但通惠河为北京东部地区主要的排水河道，每年都有较大雨洪下泄，且量大流急。2011 年 7 月 28 日，最大下泄量达 560 m3/s，超过通惠河 20 a 一遇洪水，给北关分洪枢纽的调度带来较大压力，如遇上游清河、坝河雨洪，容易形成洪峰叠加。

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