胡笑妍，崔振華，李榮容

（1.黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，鄭州 450003；2.水利部黃河流域水治理與水安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（籌）, 鄭州 450003）

貫孟堤位于黃河下游左岸河南省新鄉(xiāng)市境內(nèi)，黃河干流測(cè)淤斷面辛莊和王高寨之間，長(zhǎng)21.12 km，是封丘倒灌區(qū)的控制性工程。封丘倒灌區(qū)位于黃河下游左岸河南省新鄉(xiāng)市封丘縣和長(zhǎng)垣縣境內(nèi)。貫孟堤設(shè)防段末端姜堂至黃河大堤之間有長(zhǎng)約8 km 的缺口，形成封丘倒灌區(qū)的倒灌口門，威脅封丘倒灌區(qū)群眾防洪安全。通過(guò)擴(kuò)建貫孟堤，沿貫孟堤設(shè)防段末端姜堂至臨黃堤石頭莊封堵倒灌區(qū)缺口，可基本消除設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)黃河洪水對(duì)封丘倒灌區(qū)的淹沒威脅及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的負(fù)面影響，促進(jìn)倒灌區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展。

但是，貫孟堤擴(kuò)建工程勢(shì)必對(duì)黃河下游防洪產(chǎn)生一定影響，因此，在保持小浪底水庫(kù)長(zhǎng)期有效庫(kù)容、保證水庫(kù)及下游大洪水防洪安全條件下，如何突破水庫(kù)現(xiàn)狀調(diào)度運(yùn)用方式，研究利用小浪底水庫(kù)消減貫孟堤擴(kuò)建工程防洪影響的可行性十分必要。本文結(jié)合黃河下游河道過(guò)流能力和灘區(qū)防洪需求，分析計(jì)算河段洪水演進(jìn)、沿程水位變化及東平湖運(yùn)用情況，提出貫孟堤擴(kuò)建工程主要防洪影響及防治對(duì)策，以期為支撐貫孟堤擴(kuò)建工程建設(shè)及黃河下游防洪安全提供參考。貫孟堤位置及擴(kuò)建工程示意圖如圖1。

圖1 貫孟堤位置及擴(kuò)建工程示意圖

1 貫孟堤擴(kuò)建工程對(duì)黃河防洪影響分析

黃河中下游暴雨洪水多發(fā)生在7—10 月，洪水主要來(lái)自河口鎮(zhèn)至龍門區(qū)間、龍門至三門峽區(qū)間（簡(jiǎn)稱龍三間）和三門峽至花園口區(qū)間（簡(jiǎn)稱三花間），其中三門峽以上的“上大洪水”洪峰高、洪量大、含沙量高，如1933 年洪水；三花間的“下大洪水”洪峰高、漲勢(shì)猛、預(yù)見期短，如1954，1958，1982 年洪水［1］。

根據(jù)貫孟堤擴(kuò)建工程規(guī)模設(shè)置兩種計(jì)算方案，分別為不考慮無(wú)貫孟堤擴(kuò)建工程［2］、考慮貫孟堤擴(kuò)建工程按照百年一遇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。兩個(gè)方案分別選取1933，1954，1958，1982 型百年一遇設(shè)計(jì)洪水過(guò)程，采用RSS 河流數(shù)值模擬系統(tǒng)計(jì)算研究河段的洪水演進(jìn)、沿程水位變化及對(duì)東平湖運(yùn)用的影響。

1.1 貫孟堤擴(kuò)建工程對(duì)河道行洪影響分析

高村、孫口站各典型百年一遇洪水條件下，方案1 及方案2 對(duì)洪水演進(jìn)影響計(jì)算結(jié)果如表1。可見，考慮孟堤擴(kuò)建工程按照百年一遇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，當(dāng)發(fā)生百年一遇洪水時(shí)，方案2 相較于方案1 高村站洪峰流量增加62.7～566.1m3/s，峰現(xiàn)時(shí)間提前2.1～4.4 h，最高水位升高0.01～0.06 m；孫口站洪峰流量增加58.3～495.8 m3/s，峰現(xiàn)時(shí)間提前2.8～5.4 h，最高水位升高0.01～0.10 m。當(dāng)發(fā)生百年以上洪水時(shí)，貫孟堤擴(kuò)建工程按潰堤考慮，封丘倒灌區(qū)在洪峰時(shí)分洪，對(duì)下游洪水演進(jìn)影響減小。

表1 各典型百年一遇洪水條件下貫孟堤擴(kuò)建方案對(duì)洪水演進(jìn)的影響

1.2 貫孟堤擴(kuò)建工程對(duì)東平湖影響分析

1.2.1 東平湖現(xiàn)狀運(yùn)用方式

根據(jù)2009 年國(guó)務(wù)院批復(fù)的 《黃河蓄滯洪區(qū)建設(shè)與管理規(guī)劃》，東平湖滯洪區(qū)分滯黃河洪水時(shí)的運(yùn)用原則為：當(dāng)孫口站實(shí)測(cè)洪峰流量達(dá)10000 m3/s，且有繼續(xù)上漲趨勢(shì)，首先運(yùn)用老湖區(qū)；當(dāng)老湖區(qū)分洪能力小于黃河要求分洪流量或洪量時(shí)，新湖區(qū)投入運(yùn)用。

1.2.2 東平湖分洪幾率及新湖運(yùn)用幾率分析［3］

經(jīng)分析，小浪底水庫(kù)正常運(yùn)用后，東平湖滯洪區(qū)蓄滯黃河洪水的分洪幾率為近30 年一遇，老湖防御大汶河洪水標(biāo)準(zhǔn)為近10 年一遇。新湖的運(yùn)用幾率視黃河和汶河來(lái)水情況定：二級(jí)湖堤的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是防御大清河10 年一遇洪水，因此新湖區(qū)滯蓄大清河洪水的運(yùn)用幾率為10 年一遇；滯蓄黃河洪水時(shí)，當(dāng)黃河、大清河洪水遭遇，如遭遇汶河10 年一遇洪水，則需要新湖區(qū)滯蓄黃河洪水的運(yùn)用幾率為近30 年一遇；如遭遇汶河5 年一遇洪水，則需要新湖區(qū)滯蓄黃河洪水的運(yùn)用幾率約為80 年一遇。

1.2.3 貫孟堤擴(kuò)建工程對(duì)東平湖運(yùn)用影響分析

各典型百年一遇洪水條件下，孟堤擴(kuò)建工程對(duì)東平湖運(yùn)用影響計(jì)算結(jié)果如表2?？梢?，不考慮汶河來(lái)水，貫孟堤擴(kuò)建工程實(shí)施后，東平湖滯洪區(qū)分洪幾率略有提前，百年一遇洪水東平湖最大分洪量增加0.89 億～1.22 億m3，分洪時(shí)機(jī)提前1～3 h。

表2 各典型百年一遇洪水條件下貫孟堤擴(kuò)建方案對(duì)東平湖運(yùn)用影響

根據(jù)現(xiàn)有東平湖運(yùn)用方式，不考慮汶河來(lái)水，孫口流量超過(guò)13500 m3/s 時(shí)啟用新湖區(qū)，對(duì)應(yīng)洪水量級(jí)略超百年一遇洪水。貫孟堤擴(kuò)建方案按百年一遇標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，發(fā)生百年一遇洪水時(shí)，孫口最大流量為13354.3 m3/s，不考慮汶河來(lái)水情況下，不啟用新湖區(qū)。

2 貫孟堤擴(kuò)建工程防洪影響消減措施分析

從防洪影響分析結(jié)果來(lái)看，貫孟堤擴(kuò)建工程主要影響百年一遇“下大洪水”的演進(jìn)過(guò)程。本研究考慮通過(guò)壓減小浪底水庫(kù)洪峰段下泄最小流量，從而減小高村～孫口河段洪峰流量和東平湖分洪量的方式，消除貫孟堤擴(kuò)建工程帶來(lái)的防洪影響。

選取1954，1958，1982 年典型百年一遇設(shè)計(jì)洪水過(guò)程進(jìn)行調(diào)洪演算，外包值結(jié)果如表3。

表3 小浪底水庫(kù)不同最小下泄流量方案下游洪水特征值統(tǒng)計(jì)

經(jīng)計(jì)算，對(duì)于千年、萬(wàn)年一遇洪水，洪峰段小浪底最小下泄流量0 m3/s 時(shí)，水庫(kù)庫(kù)水位分別為271.76，274.89 m，不超設(shè)計(jì)、校核洪水位，不影響水庫(kù)自身防洪安全。

當(dāng)發(fā)生百年一遇洪水，小浪底水庫(kù)洪峰段最小下泄400～200 m3/s 流量時(shí)，與小浪底現(xiàn)狀運(yùn)用方式相比，小浪底水庫(kù)多攔蓄0.95 億～1.27 億m3，水位抬升0.44～0.58 m，高村～孫口河段洪峰流量減小783 ～938 m3/s，孫口超萬(wàn)洪量減少1.29 億～1.49 億m3。

綜合上述分析，當(dāng)發(fā)生百年一遇洪水時(shí)，通過(guò)將小浪底洪峰段下泄流量從1000 m3/s 調(diào)整至200 ～400 m3/s，即可消除貫孟堤改擴(kuò)建工程防洪影響，同時(shí)不影響小浪底水庫(kù)自身防洪安全。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）現(xiàn)狀設(shè)計(jì)洪水條件下，貫孟堤擴(kuò)建工程的建設(shè)將在一定程度增加工程下游至孫口段洪峰流量和洪峰水位。

（2）現(xiàn)狀設(shè)計(jì)洪水條件下，貫孟堤擴(kuò)建工程的建設(shè)對(duì)東平湖運(yùn)用有一定影響，表現(xiàn)在分洪幾率略有提前，同量級(jí)洪水淹沒東平湖淹沒水深加大。

（3）可通過(guò)將小浪底洪峰段下泄流量從1000 m3/s調(diào)整至200～400 m3/s 的方式消除貫孟堤擴(kuò)建工程防洪影響，且不影響水庫(kù)自身防洪安全。

（4）總體來(lái)看，貫孟堤擴(kuò)建工程按百年一遇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，當(dāng)發(fā)生百年一遇洪水時(shí)，對(duì)防洪影響最大，主要表現(xiàn)在增大下游洪峰流量，工程出險(xiǎn)幾率增加，同量級(jí)洪水淹沒東平湖淹沒水深加大，總體上工程對(duì)黃河防洪影響較小且可控，可通過(guò)相應(yīng)非工程措施消除因工程建設(shè)對(duì)黃河下游排洪能力的不利影響。