沙潁河近期治理工程調(diào)洪演算方案探討

沙潁河近期治理工程調(diào)洪演算方案探討

從加固筑壩到治理隊(duì)伍沙迎河是淮河的最大支流。國(guó)家、河南、安徽和其他省份一直非常重視沙堯河的管理。1949年以來(lái),先后在上游山區(qū)修建了昭平臺(tái)、白龜山、孤石灘、白沙四座大型水庫(kù),漯河以西修建了泥河洼滯洪區(qū),對(duì)控制上游山區(qū)洪水起到了一定作用。對(duì)沙潁河干流堤防進(jìn)行了培修加固;此外,為增加沙潁河的洪澇水出路,開辟了茨淮新河,設(shè)計(jì)分洪2000m3/s。1991年江淮大水后,針對(duì)淮河流域防洪體系暴露出的問題,國(guó)務(wù)院及時(shí)召開了治淮治太會(huì)議,作出了《國(guó)務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步治理淮河和太湖的決定》,確定了以防洪除澇為主要內(nèi)容的近期治淮19項(xiàng)骨干工程,沙潁河近期治理工程為其中之一。由于豫、皖兩省在沙潁河周口控泄流量問題上分歧較大,治理規(guī)劃方案的技術(shù)協(xié)調(diào)難度也大。自1985年以來(lái),水利部淮委及中水淮河工程有限責(zé)任公司做了大量的分析研究工作,現(xiàn)兩省對(duì)沙潁河治理的迫切性已達(dá)成共識(shí),《沙潁河近期治理工程可行性研究報(bào)告》已分別于2004年8月通過(guò)水利部審查、2004年12月通過(guò)中咨公司評(píng)估。1流域降水與洪水沙潁河發(fā)源于河南省伏牛山區(qū),流經(jīng)平頂山、漯河、周口、阜陽(yáng)等四十個(gè)市縣,于安徽省潁上縣沫河口匯入淮河,河道全長(zhǎng)620km(見圖1)。沙潁河流域地形由西北向東南傾斜,沙河干流漯河以上三面環(huán)山,控制流域面積12580km2,山丘區(qū)面積約占四分之三,是沙潁河洪水的主要來(lái)源地;山區(qū)向平原區(qū)過(guò)渡帶為一廣闊的丘陵區(qū),東南部平原地勢(shì)坦蕩開闊;周口以上流域呈扇形,控制面積25800km2,兩岸羽狀河系發(fā)育,支流眾多;周口以下、特別是省界以下流域呈帶狀,少有支流匯入。本流域暴雨多集中在汛期,一般發(fā)生在6～8月份,以7月份最多。洪水主要由暴雨形成,漯河以西沙河干流、北汝河、澧河上游是沙潁河流域暴雨中心多發(fā)地區(qū),沙潁河周口以上洪水主要來(lái)源于漯河以西。周口以下汾泉河流域也是暴雨多發(fā)地區(qū),由于汾泉河防洪除澇標(biāo)準(zhǔn)低,往往造成洪澇災(zāi)害。2現(xiàn)有的防洪體系2.1座大型水庫(kù)1953年以來(lái),沙潁河上游山區(qū)陸續(xù)修建了昭平臺(tái)、白龜山、孤石灘、白沙等4座大型水庫(kù),常莊、尖崗等23座中型水庫(kù)和大量的小型水庫(kù)。大型水庫(kù)控制流域面積4011km2,總庫(kù)容19.38億m3,防洪庫(kù)容8.49億m3。這些水庫(kù)的建成,對(duì)于控制上游山區(qū)洪水,發(fā)展農(nóng)業(yè)灌溉,防止水旱災(zāi)害,保證農(nóng)業(yè)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn),提高人民生活起了很大的作用。2.2設(shè)計(jì)滯蓄水量沙潁河流域現(xiàn)有泥河洼滯洪區(qū),位于漯河以西30km的沙、澧河之間的低洼易澇地區(qū),設(shè)計(jì)蓄水位68.0m,設(shè)計(jì)滯蓄水量2.36億m3。泥河洼自建成以來(lái),共進(jìn)洪43次,對(duì)有效控制漯河以上沙河干流、北汝河、澧河洪水起了很大作用。2.3沙私家車港沙潁河漯河以下河道全長(zhǎng)393km,河槽寬度100～200m,深8～12m,現(xiàn)狀河道過(guò)洪能力從上到下均約3000m3/s,整個(gè)堤防的綜合防洪能力約10年一遇。受黃泛影響,沙潁河兩岸灘地淤高,灘地一般高出堤內(nèi)地面1～2m。河道比降河南境內(nèi)不到1/8000,安徽境內(nèi)1/10000～1/20000。由于沙潁河河床、岸坡多為粉質(zhì)砂壤土,經(jīng)水流沖刷或浸蝕后河岸極易坍塌,岸坡失穩(wěn),使河勢(shì)發(fā)生變化,形成險(xiǎn)工險(xiǎn)段。3區(qū)域治理計(jì)劃3.1防洪和防止3.1.1水庫(kù)內(nèi)山丘區(qū)面積存在自然大陸利益沙潁河流域上游雖已修建了4座大型水庫(kù),23座中型水庫(kù)和眾多的小型水庫(kù),控制了部分山丘區(qū)洪水,但現(xiàn)有水庫(kù)控制的山丘區(qū)面積仍不及整個(gè)山丘區(qū)面積的1/3。特別是漯河以西的北汝河、澧河支流干江河,是暴雨多發(fā)地區(qū),兩河流域面積近7360km2,其上無(wú)洪水控制工程,兩河暴雨是漯河以西洪澇災(zāi)害的主要成因。3.1.2沙下河堤岸現(xiàn)狀沙潁河流域無(wú)論是干流還是支流,防洪標(biāo)準(zhǔn)普遍偏低。漯河以下干流,現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)約10年一遇。沙潁河干流岔河口以上安全泄量已達(dá)3000m3/s;漯河控制面積已是岔河口以上控制面積的4倍,河道安全泄量也是3000m3/s;周口的控制面積已是岔河口以上控制面積的8倍,河道安全泄量仍只有3000m3/s。省界以下干流河道安全泄量也只有3000m3/s左右。由于歷史原因,沙潁河堤防堤線不盡合理,堤距寬窄不一,堤線局部不連續(xù)甚至還沒堤防,個(gè)別堤段堤內(nèi)外溝塘較多。每遇洪水,堤基、堤身滲漏、管涌、堤防邊坡失穩(wěn)、坍塌現(xiàn)象較為嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì),沙潁河現(xiàn)有堤防及河岸險(xiǎn)工共200多處。3.1.3防洪保護(hù)區(qū)安全分析沙潁河兩岸堤防涵閘多為1980年以前所建,設(shè)施老化,砼碳化,洞身短,閘門、啟閉機(jī)毀壞現(xiàn)象嚴(yán)重,汛期常發(fā)生險(xiǎn)情,嚴(yán)重威脅著防洪保護(hù)區(qū)的安全。特別是干流節(jié)制閘樞紐經(jīng)幾十年運(yùn)行,工程結(jié)構(gòu)老化、砼碳化嚴(yán)重。3.1.4堤?hào)|南角場(chǎng)壩地沙潁河萬(wàn)福溝口以下,各段堤防堤距差異較大,寬的達(dá)2～3km,窄的只有200m左右,堤外灘地上群眾筑圩保莊保地,共形成97個(gè)圩區(qū),內(nèi)有人口9.93萬(wàn),耕地10.5萬(wàn)畝。這些圩堤大部分臨河,外無(wú)灘地,現(xiàn)有圩堤高程較高,除1954年和1975年大水部分破圩行洪外,一般洪水年份未破圩,對(duì)河道行洪影響較大。3.2加固洪水工程沙潁河近期治理規(guī)劃以防洪為主,應(yīng)繼續(xù)貫徹“上下游兼顧,蓄泄兼籌,統(tǒng)一規(guī)劃,統(tǒng)一治理”的原則,在已建水庫(kù)及泥河洼滯洪區(qū)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步修建山谷水庫(kù)攔蓄山區(qū)洪水(近期修建燕山水庫(kù),遠(yuǎn)期增建下湯水庫(kù)和前坪水庫(kù)),并充分利用洼地自然滯洪,合理確定漯河、周口的泄流規(guī)模,應(yīng)實(shí)施沙潁河干堤加固工程,以提高沙潁河本干的防洪標(biāo)準(zhǔn),增強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)能力,促進(jìn)沙潁河兩岸社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展?？紤]到沙潁河的現(xiàn)狀及治淮的總體部署,沙潁河近期按20年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)治理,遠(yuǎn)期再提高到50年一遇。3.3水利與防洪的分析計(jì)算3.3.1白合成同頻率,有以下幾種漯河以上設(shè)計(jì)洪水考慮3種地區(qū)組成:①北汝河襄城以上與漯河同頻率,其它相應(yīng),以1982年為典型;②沙河白龜山以上與漯河同頻率,其它相應(yīng),以1957年為典型;③澧河何口以上與漯河同頻率,其它相應(yīng),以1975年為典型。阜陽(yáng)以上設(shè)計(jì)洪水考慮2種地區(qū)組成:①周阜區(qū)間與阜陽(yáng)同頻率,周口以上相應(yīng),以1954年為典型;②漯周區(qū)間、周口、阜陽(yáng)同頻率,其它相應(yīng),以1957年為典型。3.3.2提高林分質(zhì)量,加強(qiáng)河道的基礎(chǔ)治理近期規(guī)劃工況(見圖2)主要是:①在澧河支流甘江河上新建燕山水庫(kù),并對(duì)澧河河道進(jìn)行治理,使澧河防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到20年一遇;②北汝河、漯河以上沙河干流維持現(xiàn)狀;③泥河洼設(shè)計(jì)滯洪庫(kù)容2.36億m3,馬灣進(jìn)洪閘現(xiàn)設(shè)計(jì)最大進(jìn)洪流量1730m3/s,規(guī)劃再擴(kuò)建750m3/s。3.3.3主要調(diào)洪演算結(jié)果沙潁河的調(diào)洪演算,上游山區(qū)主要考慮已建的昭平臺(tái)、白龜山、孤石灘、白沙等4座大型水庫(kù)及近期擬建的燕山水庫(kù)。為控制漯河站的下泄流量,漯河以上還需充分利用泥河洼滯洪區(qū)滯洪及湛河洼、灰河洼、唐河洼等自然洼地臨時(shí)滯洪,根據(jù)調(diào)洪演算結(jié)果合理確定漯河泄量、周口泄量。漯河以上調(diào)洪演算結(jié)果及漯河控泄流量:漯河以上調(diào)洪演算主要研究了三種洪水組成,漯河泄量分別研究了2500、3000m3/s方案。二個(gè)方案基本都能滿足20年一遇防洪要求。鑒于漯河～周口河段現(xiàn)狀行洪能力已基本達(dá)3000m3/s,1951年以來(lái),漯河下泄流量也有多次達(dá)到或超過(guò)3000m3/s,因此沙潁河近期治理漯河～周口河段設(shè)計(jì)流量仍維持3000m3/s。阜陽(yáng)以上河道調(diào)洪演算結(jié)果及周口控泄流量:漯河泄流分兩種情況,即控泄流量3000m3/s和采用反控制調(diào)節(jié)(最大泄量不超過(guò)3000m3/s)。漯河泄流反控制方法是根據(jù)預(yù)報(bào)的漯周區(qū)間來(lái)水和漯河下泄流量判斷,在周口泄流將要超過(guò)設(shè)計(jì)流量時(shí),漯河泄量采用反控制調(diào)節(jié),以保證周口泄流不超過(guò)設(shè)計(jì)流量,即漯河下泄流量=min(Q周口設(shè)計(jì)流量-Q漯周區(qū)間來(lái)流,3000)。流量計(jì)算調(diào)洪演算結(jié)果周口泄量近期工程分別研究了3000、3250、3500m3/s方案。漯河控泄流量3000m3/s方案調(diào)洪演算結(jié)果說(shuō)明,盡管漯周區(qū)間蓄量較大,但當(dāng)泥河洼尚未蓄滿時(shí),此方案不盡合理。而且現(xiàn)在要在漯周區(qū)間興建滯洪區(qū)的難度是很大的,因此,漯河控泄流量3000m3/s方案難以實(shí)施。從實(shí)踐蓄量角度分析漯河泄量采用反控制調(diào)洪演算結(jié)果(見表3-1),漯周區(qū)間可以不分洪。周口泄量3000m3/s方案。漯河以上有1.11億m3臨時(shí)滯蓄量,漯河以上洼地難以承受;3500m3/s方案漯河以上臨時(shí)滯蓄量較小,但周口泄量較大,加大了對(duì)淮干的壓力;3250m3/s方案漯河以上洼地蓄量0.69億m3,湛河洼、灰河洼、唐河洼尚可容納。由此近期治理工程推薦周口泄量3250m3/s漯河反控制調(diào)節(jié)的規(guī)劃方案。3.4大交叉口下泄流量本著蓄泄兼籌的治淮方針,充分發(fā)揮現(xiàn)有工程的作用,盡可能利用水庫(kù)和泥河洼滯洪區(qū)調(diào)蓄周口以上洪水,并適當(dāng)增大周口下泄流量。根據(jù)水文水利計(jì)算和規(guī)劃,沙潁河近期治理工程按20年一遇周口控泄3250m3/s,以沙潁河干流堤防防洪為重點(diǎn),干流堤防采用沿原堤加高加固方案,并適當(dāng)興建部分洼地排澇站,完善堤防管理以及水文設(shè)施等非工程措施,使沙潁河漯河以下干流綜合防洪能力近期達(dá)到20年一遇,為區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造良好的防洪保障。4從管理上看,基于“蓄泄兼籌”的治理,有利于提高下游的防洪標(biāo)準(zhǔn)沙潁河流域是淮北支流中防洪問題最突出的地區(qū),現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)低,防洪壓力大,沙河右堤防洪保護(hù)區(qū)是淮河中游僅次于淮北大堤的第二大防洪保護(hù)區(qū),是豫皖兩省的主要農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū),工業(yè)發(fā)展也很迅速,流域內(nèi)公路、鐵路交通都比較發(fā)達(dá)。由于現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)與兩岸保護(hù)區(qū)的重要性不相適應(yīng),洪澇災(zāi)害已成為制約流域內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要因素。隨著防洪保護(hù)區(qū)內(nèi)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展、城市建設(shè)水平的迅速提高,對(duì)防洪