李金涓
懷洪新河流域地處淮北平原中南部,由7條淮干二、三級左岸支流組成,總集水面積12109km2,涉及蚌埠、宿州、淮北、亳州4個(gè)市12個(gè)縣(區(qū))。歷史上,懷洪新河流域澇水或直接入淮(如北淝河),或經(jīng)漴潼河水系排入洪澤湖。由于河道過流斷面標(biāo)準(zhǔn)低,地勢低洼,水系不暢,流域澇漬災(zāi)害頻發(fā)。20世紀(jì)90年代,通過對懷洪新河干流河道主槽的開挖和支流水系的疏通,大大提高干流泄流能力的同時(shí),流域干支流排澇能力也有了一定程度的提高。但是,2003年和2007年,由于受分洪影響,懷洪新河沿線宿州、蚌埠境內(nèi),特別是埇橋區(qū)、固鎮(zhèn)、五河等干支流沿線,“關(guān)門淹”現(xiàn)象非常嚴(yán)重。在特殊年份干流分洪前,如何充分利用洪澤湖枯水位的有利時(shí)機(jī),將流域澇水外排,需要對懷洪新河的流域特征、產(chǎn)匯流特性與排澇能力有系統(tǒng)認(rèn)識。
懷洪新河設(shè)計(jì)成型于20世紀(jì)80年代,設(shè)計(jì)資料系列是1951~1979年,共28年。自1979年至今,又新增了近30年的水文系列資料,系列資料的進(jìn)一步延長,使水文資料統(tǒng)計(jì)成果更接近自然真實(shí),有必要對流域的降雨徑流資料系列進(jìn)一步延長補(bǔ)充,準(zhǔn)確掌握懷洪新河流域排澇能力,為防洪度汛和排澇減災(zāi)提供必要的數(shù)據(jù)支持。
懷洪新河流域是淮河中游淮北平原的一部分,地面坡降約為萬分之零點(diǎn)三,全線既有河、湖、洼地等軟土段,亦有平地挖河和切嶺段,地質(zhì)條件較為復(fù)雜(干支流幾何特征見表1)。
懷洪新河流域7大支流中以澮河流域面積最大、河長最長。澮河雖然河長較長,但縱比降大,河流彎曲系數(shù)與圓度系數(shù)分別為1.2和0.27,匯流速度一般。北淝河是僅次于澮河的第二長河流,流域圓度系數(shù)為0.3,河流較彎曲,河流縱比降較小,為流域匯流最慢的一條支流。同樣原因,唐河也是該流域匯流較慢的另一支流,但由于該支流在下游草溝鎮(zhèn)納北沱河來水后,又在樊集同沱河相匯,并經(jīng)沱湖調(diào)蓄后入漴潼河,沱湖出口又位于懷洪新河干流下游,因此唐河匯流慢在干流上反映就不太明顯。幾條支流比較而言,沱河與北沱河雖然圓度系數(shù)均為1.1,但由于河流縱比降和河流彎曲系數(shù)相對較小,其匯流速度要快于其他幾條支流;石梁河雖然圓度系數(shù)較大,但河流縱比降較為平緩,匯流速度位居流域中游。
表1 流域干支流幾何特征表
表2 懷洪新河流域不同重現(xiàn)期產(chǎn)匯流計(jì)算結(jié)果
表3 最大30日洪量法分析推求支流典型年洪峰流量成果表
表4 懷洪新河各支流排澇能力對比分析表
設(shè)計(jì)暴雨(P):以流域內(nèi)蚌埠、五道溝、宿州、固鎮(zhèn)、北店子、靈璧、龍亢、臨渙、蒙城9個(gè)典型雨量站的3d最大降雨量進(jìn)行PⅢ頻率適線后,根據(jù)泰森多邊形的分區(qū)權(quán)重計(jì)算各支流流域和干流流域各種頻率的3d最大面雨量。
設(shè)計(jì)暴雨前期影響(Pa):3~5年一遇為45mm。
最大3d暴雨產(chǎn)流量:根據(jù)流域三日面雨量P以及各支流流域面積,由淮北平原降雨徑流關(guān)系(P+Pa~R~F)計(jì)算各支流的降雨徑流、產(chǎn)流量,采用24h平均值計(jì)算排澇模數(shù),計(jì)算成果見表2。
通過9個(gè)典型雨量站降雨頻率分析成果確定的典型年面雨量,計(jì)算出各支流相應(yīng)的徑流深,進(jìn)而得出各流域5年一遇和3年一遇的最大30d洪量,然后與1954年實(shí)測最大30d洪水流量過程(洪量)擬合,確定放大倍比,進(jìn)而推算出各支流典型頻率日平均最大流量。懷洪新河各支流最大30d洪量分析成果見表3。
懷洪新河流域各支流3年一遇、5年一遇設(shè)計(jì)流量與最大3d暴雨法、最大30d洪量法推求的最大日平均流量對比分析見表4。
懷洪新河在擔(dān)負(fù)特殊年份分泄淮河中游洪水任務(wù)的同時(shí),正常年份的首要任務(wù)是通過截排、搶排、抽排多種手段,盡可能保證在汛期暴雨過程中澇水的及時(shí)排泄。懷洪新河工程實(shí)施后,漴潼河水系中下游的排澇能力有所提高,但是,與規(guī)劃中近期達(dá)到3年一遇,遠(yuǎn)期達(dá)到5年一遇相比,北淝河、澥河、澮河、石梁河除澇標(biāo)準(zhǔn)偏低,一旦使用懷洪新河進(jìn)行分洪,易導(dǎo)致沿岸大面積農(nóng)田澇水不能自流排除,容易形成“關(guān)門淹”。而沱河、北沱河、唐河設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)基本滿足要求,汛期重點(diǎn)需要掌握好排澇時(shí)機(jī)。
實(shí)際運(yùn)用中,懷洪新河符淮新河段采用兩河三堤方案,妥善解決了北淝河中游段的排澇問題。不分洪時(shí)期,兩條河道承泄?jié)乘?,大大減輕了北淝河流域排澇壓力;分洪時(shí)期,既使關(guān)閉四方湖連通閘,中游澇水仍然能通過新淝河下泄到老胡洼閘。但是,由此也造成了澥河沿線澇水難以下泄,排澇效益較治理前變化不大。特別是左岸,由于地勢較低,分洪時(shí)由于上游澇水下泄較快,使得該流域內(nèi)的澇水受到頂托,難以排出。澥河右岸澇水原可以自然排入澥河洼,筑堤后則應(yīng)重點(diǎn)做好穿堤涵閘管理運(yùn)用,抓住有利時(shí)機(jī)搶排澇水,否則將形成新的澇災(zāi)。在河道治理過程中,由于河床開挖、修筑左右岸防洪堤和灘槽處理,對澥河洼段(湖溝喬湖)、澮河香澗湖段(九灣)和新澮河段與沱湖下游段入漴潼河段生態(tài)系統(tǒng)均造成了較大破壞,也對兩岸排澇造成了一定影響。下一步,在進(jìn)一步實(shí)行洼地圈圩建站、機(jī)械排灌、種植水稻等除澇應(yīng)對措施,蓄泄兼籌、防災(zāi)避災(zāi)的同時(shí),如何恢復(fù)原河段生態(tài)條件,是河道運(yùn)行管理中應(yīng)重點(diǎn)考慮的問題■