陳占才

(連云港市臨洪水利工程管理處， 江蘇 連云港 222002)

位于海州灣的臨洪口作為淮河流域入?？谥?，歷來承擔著流域排洪的重任。 實施“導沭整沂”工程后，興修了新沭河，將臨洪口拓展為沂沭泗水系的洪水入海通道，初步解決了區(qū)域洪澇災害問題，其后實施的淮河流域沂沭泗洪水東調(diào)南下工程，興建了一批防洪、排澇、蓄水、擋潮的水閘和泵站[1]。

1 臨洪樞紐的建設歷程

1949年，實施導沭入海工程，新沭河下游大沙河至臨洪河舊道兩岸筑堤，束水漫灘行洪3 800 m3/s，開辟新河道至臨洪口入海；1952年，薔薇河下游裁彎取直并拓浚；1954年，興建大浦閘；1958年開挖沭新河，同期興建臨洪閘，設計流量1 380 m3/s，保護面積200 km2，蓄淡灌溉46 600 hm2，大量荒地被開墾為良田；1970年,建成沭新渠；1971—1980年，實施沂沭水東調(diào)南下工程，新沭河泄洪量擴大至6 000 m3/s，開挖了中泓并擴大筑堤，興建太平莊閘；1976年興建臨洪西站、臨洪東站，疏浚烏龍河，興建烏龍河調(diào)度閘、自排閘；1995年啟動薔薇河引水工程，調(diào)引江、淮水經(jīng)洪澤湖、淮沐河、沐新河入薔薇河；1998年建成臨洪東站，設計流量360 m3/s，功率36 000 kW，為全國最大排澇泵站；2003年建成大浦站，市區(qū)洪澇具備強排功能；2008年實施新沭河50年一遇工程，興建東站自排閘、大浦二站；2015年，設計流量6 400 m3/s的三洋港擋潮閘建成，同期開工建設的通榆河北延送水工程亦通過臨洪樞紐；2016年薔薇河治理工程開工，民主河閘、馬河閘等工程建成；2020年,魯蘭河治理工程啟動[2-3]。

經(jīng)過多年建設，在新沭河下段14 km河道堤防上有3座大型水閘和4座大中型泵站，關聯(lián)的水利工程設施共20余座，是結構嚴密的系統(tǒng)工程。2018—2020年，新沭河接連3次行洪，最大行洪流量超過4 000 m3/s，區(qū)間同時強排流量超過500 m3/s，全部澇水安然入海，水利樞紐防洪減災效益充分發(fā)揮[4]。臨洪片區(qū)水域示意圖見圖1。

圖1 臨洪片區(qū)水域示意圖

2 現(xiàn)行調(diào)度原則

2.1 排洪

臨洪樞紐因防洪而建，最初的治水路徑是新辟河道，將過境的上游洪水束縛在堤內(nèi)，與此同時帶來“客水奪路”問題，需結合區(qū)域排水措施同期治理。新沭河行洪增加，區(qū)間排水能力亦需相應加強，兩種因素相激勵、疊加，進而集聚建設一系列防洪除澇工程。

臨洪樞紐的防洪工程分為流域性防洪、區(qū)域性防洪和城市防洪，區(qū)域性河道(薔薇河、烏龍河等)、城市防洪河道(大浦河)在新沭河下段匯入后重疊，而上游各自獨立。

2.1.1 新沭河上游洪水

新沭河上游洪水也就是過境“客水”，這類洪水體量巨大，近年來發(fā)生的最大流量4 000 m3/s。由于上游距離較遠，且在中途有調(diào)蓄設施(石梁河水庫)，一般有準確的預報，可于行洪前24 h作出應對準備，做好河道水位預降，洪水到來時根據(jù)來水并結合潮汐情況做好水閘啟閉運行。投運的工程是太平莊閘、三洋港閘等流域性攔河工程。

2.1.2 區(qū)間洪水

主要是薔薇河流域1 140 km2范圍內(nèi)的洪澇，由于區(qū)域地勢平坦，暴雨形成的徑流可在數(shù)小時內(nèi)發(fā)展為內(nèi)澇，雖然遠不及“客水”的體量，但是來勢迅猛，具有較大的不可預見性。一般采取預降的措施贏取減災時機。如果區(qū)間洪澇遭遇流域洪澇，新沭河河道被“客水”擠占而高于內(nèi)河水位，則啟動強排泵站，在共同的入海河段——新沭河下段強行“插隊”排洪。投運的工程是臨洪閘、臨洪東站、東站自排閘、烏龍河自排閘等。

2.1.3 連云港市城區(qū)洪水

主城區(qū)面積約110 km2，由于歷史上采取了河道“裁彎取直”的治理措施，加上城市建設擠占，城區(qū)河流長度減少，水面萎縮，幾乎沒有蓄滯洪區(qū)。市區(qū)澇水的形成過程急促，一般采取自排或強排的方式除澇，對工程、設備響應時間要求較為苛刻。投運的工程是大浦閘、大浦站、大浦二站等。

2.2 調(diào)水和蓄水

臨洪樞紐防洪工程給調(diào)蓄水運行預留了空間，調(diào)水、蓄水是在防洪功能的基礎上“派生”出來的，即利用防洪工程的河道和水工建筑物引江淮水進薔薇河，進而分水至大浦河、烏龍河繼續(xù)北調(diào)。薔薇河常水位2.62～2.91 m，在現(xiàn)行運行方式下，新沭河下段河道蓄水控制水位0.5～2.0 m，一般情況，為了利于上游工程排水而采納較低的蓄水位。

3 現(xiàn)行運行模式存在的問題

3.1 河槽空置

新沭河下段堤距1 060～1 750 m，50年一遇運行水位3.88 m，實際運行水位0.5～2.0 m；薔薇河10年一遇排澇設計水位為4.63～5.94 m，平時蓄水位僅為2.62～2.91 m，河道平時運行工況遠遠低于設計工況。原因是臨洪樞紐功能重疊而差距懸殊，新沭河設計流量6 400 m3/s，區(qū)域性排洪流量約1 000 m3/s，調(diào)水流量一般不足100 m3/s，而河道等工程設施是共用的，性能指標只有保證高等級需求并向下兼容。從日常運行來看，水利設施處于不飽和狀態(tài)，產(chǎn)生工程資源的浪費現(xiàn)象。

3.2 河流流動性減弱

臨洪區(qū)域所有河流歷史上都是感潮河段，擋潮作為治理措施，達到了御鹵、防淤的治理功效，保護了河道水質(zhì)和斷面面積。與此同時，水動能交換被隔絕，流動性減弱，時而造成一河死水的狀態(tài)，導致水質(zhì)變差。

3.3 水系割裂

支流與干流交匯處多建有擋水工程，人為干預控制的河流、河段不斷延伸。人工調(diào)控只是從目前認識的層面調(diào)節(jié)水量、水質(zhì)、流動性，無法反映天然河流全部要素需求，造成能量積聚，局部水質(zhì)自凈能力惡化，甚至形成“工程圈圩”局面，河流減少了物質(zhì)和能量傳遞交換，造成河流生態(tài)破壞。

3.4 泵站閑置

臨洪樞紐泵站總流量450 m3/s，裝機功率38 000 kW，絕大多數(shù)時間處于待機閑置狀態(tài)。臨洪東站2000年建成以來，總共投入排澇運行僅4次，每年僅于汛期帶電備用，其余時間斷電。雖然經(jīng)技術經(jīng)濟分析，開機強排減災效果已達工程投資預期，但是如果利用泵站為水資源賦能、增加流動性，或可創(chuàng)造更大效益。提高運行頻率有利于運行單位經(jīng)驗積累，提升設備完好率，促進技術進步和管理水平的提升。

3.5 濕地退化

三洋港閘建成后，原上游?？诔遍g帶濕地性狀完全改變，由趕潮河段改變?yōu)閮?nèi)陸河川，淡水海水交互的狀態(tài)不復存在。新沭河濕地高程2.7—3.5 m，而平時蓄水位低于2 m，達不到地表過濕或經(jīng)常積水狀態(tài)，涵養(yǎng)水源、蓄洪防旱、降解污染、調(diào)節(jié)氣候、補充地下水、控制土壤侵蝕、保護生物多樣性等功能均受限，濕地植被在向淡水作物演替的過程中，同時承擔地表水位下降，土壤含水率降低，物種退化的風險。

3.6 反應過度

薔薇河流域下游縱深約50 km，平均坡降很小，水流緩慢，在入海口尚需落潮時機配合，往往要10 h以上才產(chǎn)生排水效果，這段時間足以讓高強度暴雨釀成洪災。基于最大化防控風險的理念，為了給可能發(fā)生的暴雨預留河槽庫容，采用提前排空河道的調(diào)度運行方式，以時間換空間，消減災害成因。但是，防范失效的結果時有發(fā)生——暴雨并未降臨，或者不及預期強度，讓“虛位以待”的河槽撲了空，提前反應卻讓水資源白白浪費。

4 治理進程

治理初期所面對的主要矛盾是：洪澇災害頻發(fā)，人民群眾生命財產(chǎn)受到嚴重威脅；農(nóng)業(yè)灌溉保障不足，糧食產(chǎn)量低；城市飲水困難，耕地不足。經(jīng)過持續(xù)多年的水利建設，流域性洪災不再重現(xiàn)，城市飲水及工農(nóng)業(yè)用水問題得到極大緩解。擋潮閘的興建讓大量飽受潮水侵襲浸漬的鹽堿地得以開墾利用。臨洪閘建成后，數(shù)年間開墾了大量荒地，大浦閘、太平莊閘的興建同樣釋放了大量農(nóng)業(yè)用地。此后三洋港擋潮閘建成，人工調(diào)控的河流再次向海洋推進，雖然與洪澇災害斗爭的局面得以扭轉(zhuǎn)，逐步取得主動，但是土地的載荷同時成倍增加，河流的負擔加重，水質(zhì)問題在很多情況下超越水量問題而逐漸凸顯為主要矛盾。

目前，所面臨的主要問題是水量時空分部不均，水質(zhì)惡化，水環(huán)境亟需改善。隨著認識的發(fā)展及矛盾的轉(zhuǎn)化，對水的管理手段和措施要與時俱進地相應調(diào)整，以反映新需求。近年來，河長制工作有效推進，制度上的創(chuàng)新打破了專業(yè)性局限和單一行業(yè)治理的范疇，以宏闊視角來審視并統(tǒng)籌解決河流的問題，取得顯著成效，就是因為治理手段反映了新的變化。

4.1 荒地與濕地

2010年，在臨洪河口濕地調(diào)查記錄到水鳥數(shù)量超過4萬只，其中達到國際保育認可受脅水鳥4 種，包括易危的卷羽鵜鶘等珍稀鳥類，顯然其生態(tài)環(huán)境價值不遜于耕地的經(jīng)濟價值。三洋港樞紐在規(guī)劃期間，原計劃將新納入水利設施保護范圍的數(shù)萬畝潮間帶“蘆葦荒灘”進行開墾，但是隨著認識的發(fā)展，濕地的功用已深入人心，工程竣工后，濕地得以保留，不再墾植。

4.2 水資源利用

隨著技術的進步，水資源區(qū)分的邊界將逐漸模糊，二者在不同時期均有利益最大化的邊界，開展雨洪資源利用的嘗試就是對邊界的探索。只要洪水存在于陸地，就有作為水資源的可能，一旦排泄入海，則需經(jīng)過蒸發(fā)、云系搬運、降水等漫長過程的大循環(huán)才能再次形成水資源。據(jù)統(tǒng)計，三洋港樞紐年均入海徑流約10億m3，其中很大部分是為了調(diào)節(jié)河道庫容而排放的。三洋港閘作為入海前最后一道屏障，應確定更加節(jié)約水資源的運行制度。

5 運行調(diào)度方案調(diào)整策略

系統(tǒng)性工程設施一方面強化了人為調(diào)控的手段，另一方面也給模擬天然河道創(chuàng)造了條件。針對臨洪樞紐現(xiàn)行運行模式下存在的問題，擬采取以下策略化解矛盾：一是發(fā)揮集群效應，采取靈活的工程組合運行方式以消除或減緩不利影響，以工程措施加強河流流動性；二是抬高蓄水位，提高河道槽蓄量；三是充分利用濕地凈化水源功能，適當增加濕地，補償耕地擴張帶來的生態(tài)承載力不足。

5.1 利用泵站“冗余”功能激活水資源

以薔薇河和新沭河下段為研究區(qū)域，在薔薇河流域預報大降雨時，不再將全流域河水直接排海，而是分為兩步走：第一步，采用強排方式，將薔薇河水泵入新沭河，形成薔薇河低水、新沭河高水局面。第二步分兩種情況：一是預報的降雨如期而已，則開啟三洋港閘將新沭河末端的高水排空。這時，河水被壓縮在臨近海口，水位高于一般潮位，可隨時泄水而不會浪費排水時機；二是如果降雨未至，則開啟臨洪閘，讓河水返回薔薇河。這種運行方式下，薔薇河視為抽水蓄能電站的下水庫，新沭河為上水庫，上水庫的水體得到儲能，在快速排海的同時能夠利用勢能返回原河道重復使用，因而增加了選擇余地，避免不必要的水資源浪費。

5.2 河流單向流動恢復為往復流動

這是上述措施在平時蓄水運行時的重現(xiàn)，即在沒有排水需求時，將薔薇河水泵入新沭河，因為新沭河下段為天然濕地，在此駐留的水體經(jīng)過濕地植物分解、凈化，形成再生優(yōu)質(zhì)水，通過水閘逆向回歸上游河道。此舉充分發(fā)揮樞紐工程集群配合效應，利用泵站揚水賦能、閘站配合、濕地水處理等功能，讓河水流動性得以恢復，在阻斷了鹽鹵和淤泥的前提下，補償了工程阻隔帶來的不利影響，體現(xiàn)選擇性。這是基于工程調(diào)度運行組合分析而得出的“附加功能”，是水利工程建設不斷集聚下的產(chǎn)物，也是順應自然法則，以管理措施對天然生態(tài)河流的模擬和仿生，對河流“松綁”重新賦予活力，優(yōu)化了水資源的循環(huán)利用和空間布局。

5.3 抬高蓄水位

新沭河干河工程建設推進給支流增加了屏障，改變原先直接與潮汛對壘的局面，可以在高潮位時向干河不間斷泄水，以空間補償時間，提高了排水效率。既然排得更快，就可以蓄得更多。排水效率的改善讓增加河道槽蓄量成為可能，進而避免過度排水，平衡取排水在時域上分部不均。將薔薇河蓄水位抬高0.5 m、新沭河下段水位抬高1.0 m，在遠低于設計行洪水位的前提下，獲得了超過1 000萬m3蓄水增量，這樣的調(diào)蓄空間將給水資源管理帶來極大的便利。

同時，薔薇河水質(zhì)優(yōu)良，抬高蓄水位、增加水體面積對于地下水的補給及入滲污水的抑制具有突出效果，新沭河蓄水位抬高，則可以讓濕地煥發(fā)更大活力，提升水體自凈能力。

5.4 適當做“減法”

持續(xù)建設令工程數(shù)量不斷增加，工程措施不斷強化，人工干預日趨明顯，入海河流尾閭形成“潮退人進”的局面。“加法”解決了洪災、飲水困局，同時帶來濕地開墾、農(nóng)業(yè)耕作強度增加等問題，原有生態(tài)模式被強烈干擾，河流生態(tài)負擔加重。因此，對歷史上持續(xù)推進勢頭的適當回撤與補償，適量“退耕還濕”，在抬高蓄水位的同時，對少量低洼地段農(nóng)田予以征收，引導改良為天然濕地，結合河道打造河流濕地生態(tài)長廊，釋放土地的載荷，給河流減負，同時也是符合生態(tài)規(guī)律的舉措。

6 結 語

臨洪口在防洪實踐中發(fā)揮了顯著功效，工程的集聚給全新運行組合方式提供可能，以現(xiàn)有工程措施，釋放更大的水資源調(diào)配潛能，是水利工程可持續(xù)發(fā)展的體現(xiàn)。雖然水位抬升數(shù)值均位于工程運行極限之內(nèi)，理論可行，但在實際操作層面仍需進行現(xiàn)場檢測并開展安全論證，部分水閘反向引水的運行工況以及河道水位抬升對堤防及低洼地帶排水影響等亦需論證。對少量病險穿堤建筑進行除險加固，部分工程消能防沖設施補強。準確的洪水預報、精確的取排水時間和定額統(tǒng)計、工程精準調(diào)度以及設備響應效率等，都是需強化的工作項目。水動力對水質(zhì)的影響、濕地和河床對水質(zhì)各參數(shù)凈化效果均需開展定量分析，從優(yōu)化水質(zhì)的角度確定最優(yōu)流速和蓄水位，以優(yōu)化工程運行調(diào)度。