李輝,王江
(中水淮河規(guī)劃設計研究有限公司,合肥 230601)
溧河發(fā)源虹縣山區(qū),明代其下游在泗州城北約35 km處入塔影湖。塔影湖長約30 km,寬25 km。溧河西北入湖,湖東接汴河,下流自高家溝入淮。萬歷時,塔影湖成為洪澤湖的一部分。隨著洪澤湖水位的上升,至乾隆時溧河洼成為洪澤湖西北的一部分。
20世紀50年代,溧河洼僅承擔本地區(qū)面積為350 km2的內水排澇任務。1966年濉河實施調尾工程,使流域面積3598km2的奎濉河由直接入洪澤湖改為經溧河洼入洪澤湖;1966—1970年,大型人工河道新汴河的開挖使溧河洼增加來水面積6 562 km2;懷洪新河工程使溧河洼增加來水面積12 024 km2。目前,溧河洼總匯水面積約2.25×104km2,是匯入洪澤湖的洪水走廊。
溧河洼一直未經系統(tǒng)治理,近年來,溧河洼水情、工情發(fā)生較大變化,其內行洪障礙多,阻水十分嚴重,尤其是2003年、2007年的洪水,洪澤湖蔣壩水位最高為14.38 m、13.90 m,而溧河洼承泄的洪水難以通暢下泄,沿線水位均超16.0 m,部分圩堤漫圩、堤段滲水嚴重,溧河洼兩岸及上游泗洪縣城的防洪壓力巨大。
由于溧河洼為洪水走廊,其洪水下泄能力不足,嚴重影響奎濉河、新汴河、懷洪新河防洪除澇效益的發(fā)揮。經復核,按各河除澇水位控制時,溧河洼20年一遇防洪水位超各河道防洪出口水位1.07~1.29 m;按防洪水位控制時,溧河洼3年一遇除澇水位超各河道出口水位0.22~0.46 m。
1)溧河洼為“洪水走廊”,下受洪澤湖水頂托,排水問題突出[1]。溧河洼僅承擔本地區(qū)350 km2面積的內水排澇任務,上游水系調整后,使溧河洼承擔了上游2.25×104km2的洪水匯入洪澤湖的洪水走廊。多年沒有治理,淤積嚴重,蘆草叢生,排水不暢,每年汛期洪水受洪澤湖水位頂托,沿岸倒灌防汛緊急。2003年和2007年,溧河洼高水位均超16.0 m,其中溧西七圩漫圩。溧西5條支河受水位頂托,部分堤段滲水嚴重,加大了溧河洼兩岸支河堤防的防洪壓力。
2)溧河洼多年未進行系統(tǒng)治理,防洪除澇問題突出。長期以來,溧河洼一直沒有進行過系統(tǒng)治理,通道內漁網、水下壩等眾多,行洪阻水嚴重,洪水下泄能力不足,使奎濉河、新汴河、懷洪新河防洪除澇效益的發(fā)揮。圩區(qū)泵站大多建于20世紀70年代初,設計標準低,機泵不配套、設備嚴重老化。
3)區(qū)域發(fā)展較快,防洪除澇體系不健全。泗洪縣城位于奎濉河下游和洪澤湖上游,一旦遇淮河流域發(fā)生大洪水,洪澤湖水位較高,穿越縣城的幾條骨干河道奎濉河、老濉河、濉河、老汴河水位相應逼高,使得縣城內部部分低洼地區(qū)排水困難,加上現(xiàn)狀抽排動力不足,往往形成嚴重內澇。
3.2.1 溧河洼治理是歷次規(guī)劃提出的要求
水利部淮河水利委員會編制的《加快治淮工程建設規(guī)劃(2003—2007年)》和《關于加強淮河流域2001—2010年防洪建設的若干意見》中都明確提出進行溧河洼治理工程建設。
《淮河流域綜合規(guī)劃 (2012—2030年)》(國函〔2013〕35號)提出,重要支流防洪標準總體達到20年一遇,溧河洼位于洪澤湖西北部,有奎濉河、老濉河、新汴河、懷洪新河匯入,總集水面積22 184 km2,按奎濉河、新汴河、懷洪新河的近期排水要求擴大溧河洼排洪能力。設計排澇流量647~2 650 m3/s,設計排洪流量1 820~5 870 m3/s。
《淮河流域防洪規(guī)劃》提出,溧河洼治理工程除澇標準為3年一遇,規(guī)劃開挖七里溝—臨淮頭段湖內淺槽,降低沿程水位,以滿足奎濉河、新汴河、懷洪新河的排水要求。
3.2.2 溧河洼治理是淮干洪水順利入湖的必要保障
懷洪新河工程是淮河中游一項戰(zhàn)略性骨干工程,是淮河防洪工程體系的重要組成部分,其功能是分泄淮河干流洪水,最大分泄流量2 000 m3/s,溧河洼是承泄懷洪新河的接力河道,溧河洼地區(qū)通暢排水是淮干洪水順利入湖的必要保障;開辟馮鐵營引河作為浮山以下行洪區(qū)調整工程的主要措施,縮短了淮干洪水行洪線路,緩解淮河干流浮山以下河道的防洪壓力,但也使近半數(shù)洪水通過溧河洼就近入湖,加重了溧河洼地區(qū)的泄洪排澇壓力,通過對溧河洼進行系統(tǒng)治理,可保證馮鐵營引河分洪效果和淮干洪水通過溧河洼順利入湖。因此,溧河洼治理是淮干洪水順利入湖的重要保障。
3.2.3 溧河洼治理是解決自身防洪除澇問題的重要措施
溧河洼承擔上游懷洪新河、新汴河、奎濉河、老濉河等4條河道的洪水匯入,是名副其實的洪水走廊。但由于溧河洼長期未進行系統(tǒng)治理,排水不暢,行洪斷面不足,使上游支流及兩岸圩區(qū)洪澇水排水困難,防洪除澇問題突出。2003年、2007年和2018年溧河洼高水位均超16.0 m,其中,2018年新老濉河水位均超過17.0 m。通過溧河洼進行系統(tǒng)治理,暢通洪澇水下泄通道,減輕解決溧河洼兩側圩區(qū)和泗洪縣城的防洪除澇壓力,使溧河洼地區(qū)防洪標準達到20年一遇,除澇標準達到3年一遇。
1)防洪標準:20年一遇;滿足奎濉河、新汴河和懷洪新河防洪除澇要求。
2)除澇標準:3年一遇。
4.2.1 工程規(guī)模
20年一遇防洪設計流量:七里溝—新汴河口1 820 m3/s、新汴河口—懷洪新河口2980m3/s、懷洪新河口~臨淮頭5870m3/s。
3年一遇除澇設計流量:七里溝—新汴河口647 m3/s、新汴河口—懷洪新河口1 210m3/s、懷洪新河口—臨淮頭2 650m3/s。
4.2.2 工程范圍
溧河洼七里溝—臨淮頭段河道。
通過數(shù)學模型率定和參考溧河洼周邊河道糙率值,綜合取值七里溝—臨淮頭:現(xiàn)狀主槽0.027 5,工程后主槽0.025,灘地0.06,葦?shù)?.075。
為降低七里溝、新汴河口水位,需對該段河道進行擴挖,以滿足設計防洪除澇標準。河道分別按除澇水位和防洪水位作為控制條件,確定河道擴挖規(guī)模,在此基礎上,推求各控制點相應的洪、澇水位,經分析比較后,確定采取的水位控制條件。
以除澇水位為控制條件擴挖七里溝—臨淮頭段湖內淺槽,七里溝、新汴河口、雙溝、臨淮頭除澇水位均滿足設計除澇水位要求。而七里溝、新汴河口洪水位分別為16.47 m、15.93 m,高出設計洪水位0.46 m、0.22 m。
以控制點防洪水位為控制條件擴挖七里溝—臨淮頭段湖內淺槽,七里溝、新汴河口、雙溝、臨淮頭洪水位均滿足設計水位要求,七里溝、新汴河口、雙溝澇水位分別為14.40 m、14.28 m、13.91 m,低于設計除澇水位0.30 m、0.16 m、0.40 m,滿足各支流除澇要求
因此,湖內淺槽擴挖以防洪水位作為控制條件,確定河道擴挖規(guī)模。
以七里溝、新汴河口和臨淮頭防洪水位作為控制條件,根據(jù)河道開挖中心線的布置方式,湖內淺槽擴挖可分為以下3個方案,方案一:懷洪新河口—臨淮頭段維持現(xiàn)狀,七里溝—懷洪新河口段擴挖淺槽;方案二:懷洪新河口—臨淮頭段湖內實施清障,七里溝—懷洪新河口段擴挖淺槽;方案三:溧河洼全線擴挖方案。擴挖七里溝—臨淮頭段河道,通過全線擴挖,打通溧河洼內主要泄洪通道,使洪水盡快下泄至洪澤湖內。
5.2.1 設計規(guī)模
方案一:七里溝—新汴河口段河道開挖底寬270 m,底高程10.0 m,邊坡1∶3;新汴河口—懷洪新河口段河道開挖底寬350~450 m,底高程10.0~8.0 m,邊坡1∶3。河道開挖土方量3 195萬m3,永久占地833.73 hm2(12 506畝),估算投資約31.01億元。
方案二:七里溝—新汴河口段淺槽開挖底寬270 m,底高程10.0 m,邊坡1∶3;新汴河口—懷洪新河口段淺槽開挖底寬350~300 m,底高程10.0~8.0 m,邊坡1∶3。實施懷洪新河口以下非核心區(qū)清障,包括魚塘、圍網清除,清理隔埂等阻水建筑物,清障面積3 706.67 hm2(5.56萬畝)。該方案淺槽開挖土方量2 235萬m3,永久占地589.67 hm2(8 845畝),估算投資約23.72億元,后續(xù)運行管理投資11.68億元,總投資35.40億元。
方案三:七里溝—新汴河口段擴挖底寬270 m,底高程10.0 m,邊坡1∶3;新汴河口—懷洪新河口段開挖底寬350~245 m,底高程10.0~8.0 m,邊坡1∶3;懷洪新河口—臨淮頭段淺槽開挖底寬245 m,底高程8 m,邊坡1∶3。該方案開挖土方量3 418萬m3,永久占地1 029.53 hm2(15 443畝),估算投資約28.36億元。
5.2.2 方案比選
方案一
優(yōu)點:(1)可以有效降低沿程除澇水位;(2)僅穿越緩沖區(qū)15.2 km;(3)施工水下方相對較少,減少施工難度;(4)對緩沖區(qū)影響較小,不影響濕地保護區(qū)的核心區(qū)。
缺點:(1)懷洪新河口上下游河道形成倒比降,影響水流流態(tài);(2)淺槽開挖寬度寬,土方量大,投資多;(3)新汴河以下淺槽開挖外魚塘分布密集,阻水嚴重。
方案二
優(yōu)點:(1)有效降低沿程除澇水位,特別是降懷洪新河口水位達0.35 m;(2)懷洪新河口以下清障,有利行洪,同時有利于改善濕地保護區(qū)環(huán)境;(3)土方開挖量相對較少,投資相對較省。
缺點:(1)清障魚塘面積大,失漁農民安置費用高;(2)清障影響緩沖區(qū)試驗區(qū),約26.7 km2,立項審批難度大,實施困難;(3)蘆葦易復生,清障降低糙率難以達到設計值,后續(xù)持續(xù)投資大;(4)魚塘隔埂清除施工難度大。
方案三
優(yōu)點:(1)有效降低沿程除澇水位,特別是降懷洪新河口水位達0.48 m;(2)不存在倒比降問題;(3)淺槽水深超過3 m,蘆葦難以生長,可達到降低糙率目的;(4)淺槽穿越緩沖區(qū)和試驗區(qū)邊緣,影響相對較小;(5)較方案二對保護區(qū)的影響程度小,立項審批難度相對較小。
缺點:(1)工程量大,臨時占地多,投資較大;(2)懷洪新河口以下水下土方多,施工棄土運距遠。
綜合分析,本次溧河洼湖內淺槽擴挖采用方案三,即沿溧河洼西側全線開挖淺槽。淺槽開挖七里溝—新汴河口段底寬270 m,底高程10 m;新汴河口—付圩溝口底寬350 m,底高程10 m;付圩溝口—懷洪新河口245 m,底高程10~8 m;懷洪新河口以下為245 m,設計底高程為8 m,開挖土方量為3 418萬m3。
本文通過對溧河洼現(xiàn)狀存在的問題和建設的必要性進行分析,結合江蘇泗洪洪澤湖濕地國家級自然保護區(qū)的分布,綜合考慮工程建設對濕地的影響,洪澇水特性和溧河洼的地形特點,對溧河洼治理方案進行分析,提出了全段在西側進行淺槽開挖的方案。
溧河洼綜合治理工程,主要是打通溧河洼內泄洪通道,擴大洪水出路,降低洪水位,使之防洪標準達到20年一遇、除澇標準達3年一遇;滿足奎濉河、新汴河、懷洪新河的排水要求;擴大溧河洼排洪能力,減輕泗洪縣城的防洪除澇壓力。工程的實施對保證溧河洼周邊人民生命財產安全,促進區(qū)內工農業(yè)生產的發(fā)展有重要作用,其經濟和社會效益亦十分顯著。