李有德,周立霞,殷衛(wèi)國
(中水淮河規(guī)劃設(shè)計研究有限公司,233001,蚌埠)
行蓄洪區(qū)作為淮河流域防洪減災(zāi)體系的重要組成部分,是淮河干流泄洪通道的一部分,在河道泄洪能力不足時用于擴大泄洪斷面,增加泄洪能力。行蓄洪區(qū)進退洪工程的布置及運用方式的科學(xué)性與合理性,是行蓄洪區(qū)安全、可靠、高效及低成本運用的前提和保障。因此,為了保證高效靈活地啟用行蓄洪區(qū),建設(shè)科學(xué)合理的行蓄洪區(qū)進退洪工程是非常必要的,對進退洪工程的布置及運用方式進行研究也有十分重要的意義。
淮河干流現(xiàn)有行蓄洪區(qū)21處,分布在淮河中游平原地區(qū)的安徽、江蘇兩省,其中安徽16處,江蘇1處,總面積3 148.62km2,蓄滯洪容積 126.80 億 m3,耕地17.70萬hm2,區(qū)內(nèi)人口134.19萬人。
21處行蓄洪區(qū)中濛洼、城西湖、城東湖、瓦埠湖4處蓄洪區(qū)和姜唐湖、荊山湖2處行洪區(qū)均建有進退洪控制工程,城東湖和瓦埠湖蓄洪區(qū)進退洪閘為合并建設(shè),濛洼、城西湖、姜唐湖、荊山湖等行蓄洪區(qū)的進退洪閘為分開建設(shè)。
南潤段、邱家湖、壽西湖、董峰湖、上六坊堤、下六坊堤、石姚段、洛河洼、湯漁湖、方邱湖、臨北段、花園湖、香浮段、潘村洼、鮑集圩等15處行洪區(qū)目前均以口門方式行洪。為及時行洪,規(guī)定了行洪區(qū)堤防的高程以及行洪口門位置、寬度和高程,并要求當(dāng)河道控制站水位達到規(guī)定的行洪水位時扒口行洪。
濛洼蓄洪區(qū)和城西湖蓄洪區(qū)由國家防汛抗旱總指揮部調(diào)度,其他行蓄洪區(qū)由有關(guān)省防汛抗旱指揮部調(diào)度。在1950年、1956年、1968年、1975年、1982年、1991年、2003年和2007年等發(fā)生較大洪水年份,有10多處行蓄洪區(qū)被運用,1954年特大洪水時則全部被運用。
選取資料完整、代表性強的淮河1991年、2003年和2007年大洪水,通過對行蓄洪區(qū)不同類型進退洪工程的行洪能力、調(diào)度運用靈活性、運用難度、運用風(fēng)險等方面進行分析,挖掘建閘行洪和口門行洪方式各自的優(yōu)點和存在的問題。在此基礎(chǔ)上,總結(jié)行蓄洪區(qū)切實可行的進退洪工程布置及運用方式。
1991年、2003年和 2007年大洪水期間,濛洼、城西湖、城東湖等三處蓄洪區(qū)以水閘方式行洪,南潤段、邱家湖、董峰湖、上六坊堤、下六坊堤、石姚段、洛河洼行洪區(qū)以口門方式行洪。
濛洼蓄洪區(qū)進洪工程王家壩閘設(shè)計流量 1 626 m3/s,1991年、2003年 和2007年最大進洪流量分別為1600m3/s、1670m3/s和1660m3/s,退洪工程曹臺孜閘設(shè)計流量 2 000 m3/s,1991年和2007年控制退洪流量分別為645 m3/s、717m3/s。實際運用情況顯示,有閘控制的行蓄洪區(qū),水閘實際行洪流量可以達到設(shè)計行洪流量,行洪能力較強;同時,可以根據(jù)干流來水以及行蓄洪區(qū)內(nèi)水位、庫容等情況,控制進退洪流量。
南潤段行洪區(qū)上下口門設(shè)計寬度均為1 000 m,設(shè)計行洪流量均為2 600 m3/s。1991年汛期上下口門實際運用寬度分別為822 m和454.7 m,估算行洪流量均為 1 740 m3/s;2007年汛期上下口門實際運用寬度分別為89.7 m和163.1 m,估算行洪流量均為255 m3/s。通過對口門寬度和行洪流量進行分析,并結(jié)合1991年、2003年、2007年行洪區(qū)口門實際運行情況可知,絕大部分行洪區(qū)口門實際開口寬度和行洪流量遠小于運用標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的口門寬度和行洪流量,行洪區(qū)口門能力嚴重不足,給下游防汛帶來壓力。
1991年、2003年和2007年汛期啟用的建有進退洪閘的行蓄洪區(qū),其實際啟用水位超出規(guī)定行洪水位平均值很小,分別為0.4m、0.56m和0.38m,以口門方式行洪的行蓄洪區(qū),其實際啟用水位超出規(guī)定行洪水位平均值較大,分別為1.72 m、1.87 m和1.37 m。同時從1991年、2003年和2007年汛期規(guī)定行洪水位與實際啟用最高水位比較,可知建閘行洪的行蓄洪區(qū)規(guī)定行洪水位與實際啟用水位相差很小,而以口門行洪方式行洪的行蓄洪區(qū),規(guī)定行洪水位與實際啟用水位相差較大。
建有進退洪閘的行蓄洪區(qū),當(dāng)淮河洪水位超過規(guī)定行洪水位以后,可以及時提閘行洪,啟用方便、快捷;汛期部分有閘控制的行蓄洪區(qū)啟用兩次,通過水閘的控制,行蓄洪區(qū)在一個汛期時間段內(nèi)可以反復(fù)使用,調(diào)度運用靈活。
口門方式行洪的行洪區(qū)啟用以后,口門寬度、深度、進洪流量無法控制,而且一旦啟用,只能等到汛后才能堵口,控制難度大,啟用不方便,調(diào)度運用方式單一。
1991年、2003年和2007年汛期,淮河干流先后有11處行洪區(qū)以口門方式行洪。
1991年汛期,除了唐垛湖、石姚段和荊山湖行洪區(qū)采用爆破方式行洪,上六坊堤上口門以扒口方式行洪外,其余行洪區(qū)全部在洪水漫過行洪堤潰堤以后行洪,破口位置和規(guī)定口門位置不一致,實際行洪口門寬度小于規(guī)定行洪口門寬度,每個行洪區(qū)破口數(shù)都在2處以上,其中唐垛湖下口門破口數(shù)達到11處,洪水漫溢,洪水進出行洪區(qū)的控制難度加大。
2003年汛期,邱家湖上口門、唐垛湖、荊山湖行洪區(qū)采用爆破方式行洪,荊山湖行洪區(qū)上口門洪水漫過行洪堤后行洪,邱家湖下口門、上六坊堤、下六坊堤、石姚段、洛河洼行洪區(qū)以扒口方式行洪,部分行洪區(qū)口門破口個數(shù)為2處。
2007年汛期,南潤段、邱家湖等行洪區(qū)全部以扒口方式行洪,部分行洪區(qū)口門破口數(shù)為2處。除此之外,大部分行洪區(qū)采用人工開挖方式,存在施工周期長、洪水對施工人員威脅大等問題。如果不能按時挖開行洪區(qū)上口門,將對下游堤防造成較大洪水威脅;不能按時挖開下口門,洪水將在行洪區(qū)內(nèi)形成水庫,淹沒面積加大,造成經(jīng)濟損失。
此外,汛后為了防止秋汛,需要及時組織力量將口門封堵,洪水過后原有道路被阻斷,施工設(shè)備、材料等運抵口門處難度加大,而且口門處還留有余水,封堵口門時需要修筑圍堰,抽水施工難度很大。
歷年大洪水期間,接到上級調(diào)度命令后,水閘控制的行蓄洪區(qū)可以立即提閘向行蓄洪區(qū)內(nèi)進洪,水閘開啟難度小,運用效率高。
行蓄洪區(qū)建閘后,可以根據(jù)預(yù)報的淮河洪峰流量、水位,按照相關(guān)調(diào)度規(guī)程及時提閘進洪,可以按時分蓄淮河干流洪水,提升淮河下游工程防洪安全。水閘行洪可以控制進洪流量,在干流防汛安全前提下,可以盡量向行蓄洪區(qū)內(nèi)分泄小流量洪水,以減少淹沒面積,降低經(jīng)濟損失,同時如果區(qū)內(nèi)還有尚未撤離的群眾,可以根據(jù)進洪流量計算某地被淹沒的時間,為群眾撤離預(yù)留較為充足的時間。建閘行洪的行蓄洪區(qū)運用風(fēng)險較小。
以口門方式行洪,口門爆破、扒口需要一定施工時間,如果不能根據(jù)調(diào)度運行時間按時扒口,將給下游堤防安全帶來較大壓力,形成防汛風(fēng)險。口門爆破、扒口行洪后,行洪口門的寬度和深度無法控制,進洪流量也無法準(zhǔn)確控制,無法準(zhǔn)確預(yù)測行洪區(qū)內(nèi)淹沒范圍,給行洪區(qū)內(nèi)群眾財產(chǎn)造成較大的風(fēng)險。以口門方式行洪的行洪區(qū),行洪風(fēng)險較大。
水閘控制的行蓄洪區(qū)具有行洪能力強、調(diào)度運用靈活、運用難度小、風(fēng)險低等優(yōu)點,在淮河干流歷年大洪水期間,分泄淮河洪水,降低淮河洪峰,對下游河道堤防安全起到了重要的保障作用。根據(jù)《淮河干流行蓄洪區(qū)調(diào)整規(guī)劃》,所有保留的行蓄洪區(qū)均安排建設(shè)進退水閘,建閘以后使得防汛調(diào)度可以做到進洪及時、調(diào)度靈活,防洪效果將會更加顯著。
[1]水利部淮河水利委員會.1991年淮河暴雨洪水[M].北京:中國水利水電出版社,2010.
[2]水利部淮河水利委員會.2003年淮河暴雨洪水[M].北京:中國水利水電出版社,2006.
[3]水利部淮河水利委員會.2007年淮河暴雨洪水[M].北京:中國水利水電出版社,2010.