王蓓，黃渝桂

（中水淮河規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限公司，安徽 合肥 230601）

0 引言

沂沭泗河洪水東調(diào)南下工程是一項(xiàng)解決沂河、沭河（以下簡(jiǎn)稱“沂沭河”）及南四湖地區(qū)洪水出路的系統(tǒng)工程。經(jīng)過幾十年治理，沂沭泗流域初步形成了由水庫、河湖堤防、控制性樞紐、行洪河道、蓄滯洪工程等組成的防洪工程體系，流域中下游重要防洪保護(hù)區(qū)的總體防洪標(biāo)準(zhǔn)基本達(dá)到了50 年一遇。

近年來，沂沭泗流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，沂沭泗河中下游防洪保護(hù)對(duì)象及重要性都發(fā)生了較大變化，對(duì)保護(hù)區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)提出了新的更高要求。防洪保護(hù)區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性分析成果表明，現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低，與保護(hù)區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和城市產(chǎn)業(yè)布局要求不匹配，需進(jìn)一步提高沂沭泗流域防洪標(biāo)準(zhǔn)，因此，開展100 年一遇洪水條件下的沂沭河洪水安排研究是十分必要的。

1 概述

沂沭泗河水系洪水總體治理原則是“上蓄、下排、統(tǒng)籌兼顧，合理調(diào)度”。沂沭泗流域防洪工程體系總體布局為上游利用修建的水庫，攔蓄山丘區(qū)洪水；下游利用新沭河、新沂河排洪能力，開辟沂沭泗河洪水入海出路；在沂河、沭河上分別修建有劉家道口和大官莊樞紐工程，用來控制沂河、沭河洪水，使沂河、沭河洪水盡量由新沭河就近“東調(diào)”入海，從而騰出駱馬湖、新沂河調(diào)蓄洪水、泄洪能力接納南四湖“南下”洪水。

沂河是沂沭泗河水系中最大的山洪河流，河道全長(zhǎng)333km；沭河也是山洪河流，與沂河平行南下，河道全長(zhǎng)300km。沂沭河洪水安排主要是通過劉家道口樞紐、大官莊樞紐調(diào)度實(shí)現(xiàn)，“東調(diào)”與“南下”不同比例的洪水安排將影響沂河、沭河、分沂入沭水道、新沭河（含石梁河水庫）、新沂河等東調(diào)南下工程布局，需通過“東調(diào)”與“南下”不同洪水比例方案比選確定沂沭河洪水安排，優(yōu)化東調(diào)南下工程布局。

2 計(jì)算方法

2.1 水庫調(diào)算

水庫調(diào)洪演算的理論方法是基于水力學(xué)的圣維南方程組進(jìn)行簡(jiǎn)化，忽略了洪水入庫至泄洪建筑物間的行進(jìn)時(shí)間、沿程流速變化及動(dòng)庫容等因素的影響，簡(jiǎn)化后得到水庫調(diào)洪演算公式，即水量平衡方程[1,2]。

式中：Q1，Q2—分別為計(jì)算時(shí)段初、末的入庫流量（m3/s）；

q1，q2—分別為計(jì)算時(shí)段初、末的下泄流量（m3/s）；

V1，V2—分別為計(jì)算時(shí)段初、末的水庫蓄水量（m3）；

ΔV—V1與V2之差；

Δt—計(jì)算時(shí)段。

2.2 河道演進(jìn)

河道演進(jìn)采用馬斯京根流量演算法的改進(jìn)方法即分段連續(xù)演算法。分段連續(xù)演算法根據(jù)馬斯京根演算方程為線性系統(tǒng)的特點(diǎn)，首先推求上游斷面進(jìn)入一個(gè)單位水量后經(jīng)多個(gè)河段連續(xù)向下游演進(jìn)，在下游斷面形成一個(gè)相應(yīng)的流量過程線。

沂河、沭河上游為山區(qū)性河流，干、支流間相互干擾作用不大，可把干、支流各河段視為相互獨(dú)立的無支流河段，求得各自的流量演算參數(shù)，分別把上游站（水庫出流）的入流量演算到下游站（臨沂站、重溝站），然后疊加即為該斷面的出流過程。

2.3 樞紐調(diào)度

沂河臨沂、沭河大官莊洪水過程按照沂河、沭河洪水經(jīng)水庫調(diào)蓄后下泄，匯入?yún)^(qū)間水，并經(jīng)河道演進(jìn)的方法確定。

沂河臨沂、沭河大官莊洪水過程按照擬定的調(diào)度運(yùn)用辦法進(jìn)行河道分流計(jì)算，確定沂河劉家道口以下流量過程、沂河江風(fēng)口以下流量過程、邳蒼分洪道流量過程、分沂入沭水道流量過程、新沭河泄洪閘流量過程、老沭河流量過程。

2.4 駱馬湖調(diào)洪

按照駱馬湖現(xiàn)有調(diào)度運(yùn)用辦法，根據(jù)入湖過程、湖水位與容蓄量曲線、水位與出流（嶂山閘）關(guān)系曲線，結(jié)合嶂山閘～沭陽區(qū)間來水，按新沂河沭陽設(shè)計(jì)行洪規(guī)模湊泄，進(jìn)行調(diào)洪演算，計(jì)算嶂山閘出口下泄情況下駱馬湖水位及泄量過程。

3 沂沭河“東調(diào)”“南下”洪水安排方案分析

擬定沂沭河洪水“東調(diào)”“南下”不同比例洪水安排方案，分析不同洪水安排方案對(duì)沂沭泗河洪水東調(diào)南下工程格局的影響，并提出推薦方案。

3.1 “東調(diào)”“南下”洪水安排方案擬定

方案一：“東調(diào)”維持50 年一遇行洪規(guī)模不變，超額洪水洪量（超50 年一遇洪水，下同）全部“南下”。

方案二：“南下”維持50 年一遇行洪規(guī)模不變，超額洪水洪量全部“東調(diào)”。

方案三：用足現(xiàn)狀河道行洪能力，超額洪水洪量60%“東調(diào)”、40%“南下”。

3.2 方案比選范圍

南四湖100 年一遇洪水安排是通過擴(kuò)大韓莊運(yùn)河、中運(yùn)河行洪規(guī)模下泄超額洪水，南四湖堤防不再加高，滿足南四湖防洪要求。根據(jù)南四湖調(diào)洪演算成果和淮河流域綜合規(guī)劃成果，中運(yùn)河運(yùn)河鎮(zhèn)規(guī)模為7200m3/s，不參與沂沭河洪水安排方案比選。

根據(jù)淮河流域綜合規(guī)劃，駱馬湖按照100 年一遇設(shè)計(jì)水位24.83m（1985 國(guó)家高程基準(zhǔn)）要求，通過采取河道擴(kuò)挖或堤防加固措施擴(kuò)大新沂河行洪能力，駱馬湖堤防不再加高。駱馬湖工程主要與是否退守宿遷大控制有關(guān)，沂沭河洪水安排不影響駱馬湖工程，因此，駱馬湖工程不參與沂沭河洪水安排方案比選。

邳蒼分洪道仍維持分洪規(guī)模4000m3/s 不變，不參與沂沭河洪水安排方案比選。

綜上所述，沂沭河“東調(diào)”“南下”洪水安排方案比選范圍包括沂河、沭河、分沂入沭水道、新沭河（含石梁河水庫）、新沂河。

3.3 “東調(diào)”“南下”不同比例洪水安排方案分析

根據(jù)沂沭河上游水庫調(diào)洪演算、樞紐調(diào)度分洪、石梁河水庫調(diào)洪演算、駱馬湖調(diào)洪演算、河道洪水演進(jìn)等成果，分析沂沭河不同比例洪水安排方案對(duì)東調(diào)南下工程格局的影響。

3.3.1 方案一（超額洪水洪量全部“南下”）

沂沭河100 年一遇洪水，超額洪水洪量全部“南下”，經(jīng)沂河、沭河入駱馬湖和新沂河入海。

新沭河維持50 年一遇行洪規(guī)模不變，即新沭河泄洪閘規(guī)模6000m3/s，新沭河下段規(guī)模6000～6400m3/s。

擴(kuò)大沂河、沭河、新沂河行洪規(guī)模下泄沂沭河超額洪水，即江風(fēng)口以下沂河由8000m3/s 擴(kuò)建到11000m3/s，邳蒼分洪道規(guī)模4000m3/s，沭河人民勝利堰閘由2500m3/s 擴(kuò)建到5050m3/s；沭陽以下新沂河由7800m3/s 擴(kuò)建到9400m3/s，新沂河?？跇屑~閘由7800m3/s 擴(kuò)建到9400m3/s。擴(kuò)建工程主要集中在沂河、沭河、新沂河。

方案一投資規(guī)模最大。沂沭河超額洪水洪量全部“南下”，沒有充分發(fā)揮新沭河河道行洪能力和石梁河水庫調(diào)蓄作用，“東調(diào)”工程仍有較大行洪余力；增加了駱馬湖、宿遷市防洪壓力，河道擴(kuò)挖占用大量土地資源。

沭河人民勝利堰以下河道行洪規(guī)模由2500m3/s 擴(kuò)大至5050m3/s，由于該段區(qū)域沖積物覆蓋層較厚，部分堤段座落于砂基之上或堤身由砂土填筑而成，行洪時(shí)堤基、堤身滲水嚴(yán)重，為險(xiǎn)工險(xiǎn)情易發(fā)段，影響堤防安全，給沭河防洪帶來較大壓力，因此該段沭河需采取河道擴(kuò)挖和險(xiǎn)工處理措施。另外，由于新沂河口頭水位過低，與沭河出口處水位不銜接，河道縱向比降過大，河床土質(zhì)基本以砂性土為主，考慮到工程安全，沭河人民勝利堰以下段行洪規(guī)模不宜擴(kuò)大太多。

3.3.2 方案二（超額洪水洪量全部“東調(diào)”）

沂沭河100 年一遇洪水，超額洪水洪量全部“東調(diào)”，經(jīng)新沭河就近入海。

沂河、沭河維持50 年一遇行洪規(guī)模不變，即江風(fēng)口以下沂河規(guī)模8000m3/s，邳蒼分洪道規(guī)模4000m3/s，沭河人民勝利堰閘規(guī)模2500m3/s。

擴(kuò)大分沂入沭水道、新沭河行洪規(guī)模下泄沂沭河超額洪水，即分沂入沭水道由4000m3/s 擴(kuò)建到7000m3/s；新沭河泄洪閘由6000m3/s 擴(kuò)建到10800m3/s，新沭河下段由6000～6400m3/s 擴(kuò)建到8600～9200m3/s，三洋港閘由6400m3/s 擴(kuò)建到9200m3/s。擴(kuò)建工程主要集中在分沂入沭水道、新沭河。

方案二投資規(guī)模次之。雖然沂沭河超額洪水洪量可以就近“東調(diào)”入海，但沒有充分發(fā)揮沂河、沭河下段行洪能力，“南下”工程仍有較大行洪余力；超額洪水全部由新沭河承擔(dān)，石梁河水庫防洪高水位持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，增加了石梁河水庫、連云港市防洪壓力；新沭河下游河道高水位大流量持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，行洪期間連云港市區(qū)基本無法排澇，惡化了當(dāng)?shù)嘏艥硹l件。

3.3.3 方案三（用足現(xiàn)狀河道行洪能力，超額洪水洪量60%“東調(diào)”、40%“南下”）

沂沭河100 年一遇洪水，在保障駱馬湖行洪安全的前提下，用足現(xiàn)狀河道行洪能力分洪，盡量“東調(diào)”入海。

江風(fēng)口以下沂河由8000m3/s 擴(kuò)建到9600m3/s；邳蒼分洪道規(guī)模4000m3/s；沭河人民勝利堰閘由2500m3/s 擴(kuò)建到3000m3/s；分沂入沭水道由4000m3/s擴(kuò)建到5400m3/s；沭陽以下新沂河由7800m3/s 擴(kuò)建到8600m3/s，新沂河海口樞紐閘由7800m3/s 擴(kuò)建到8600m3/s；新沭河泄洪閘由6000m3/s 擴(kuò)建到8300m3/s，新沭河下段由6000～6400m3/s 擴(kuò)建到7000～7600m3/s，三洋港閘由6400m3/s 擴(kuò)建到7600m3/s。擴(kuò)建工程主要集中在沂河、沭河、分沂入沭水道、新沂河、新沭河，其中沂河、沭河、分沂入沭水道、新沂河工程量較小。

方案三投資規(guī)模最小。沂沭河超額洪水洪量用足現(xiàn)狀河道行洪能力分洪，盡量“東調(diào)”入海，沂河、沭河現(xiàn)狀行洪能力可得到充分發(fā)揮，工程占地最小，符合沂沭河上游洪水盡量“東調(diào)”原則；擴(kuò)大分沂入沭水道、新沭河行洪規(guī)?？墒购樗徒皷|調(diào)”入海；擴(kuò)大新沂河行洪規(guī)?？墒柜橊R湖洪水盡快“南下”入海，騰出駱馬湖部分庫容接納南四湖下泄洪水，充分發(fā)揮東調(diào)南下防洪工程體系的整體效益。

沂河劉家道口以下段、沭河人民勝利堰以下段、新沂河等“南下”河道提高至100 年一遇行洪規(guī)模，如果遇到沂沭河同頻率的極端天氣，而南四湖無降雨，可充分發(fā)揮“南下”河道行洪能力，洪水經(jīng)新沂河入海，從而減輕“東調(diào)”洪水壓力，更好地發(fā)揮東調(diào)南下防洪工程體系的整體效益。

綜上所述，沂沭河發(fā)生100 年一遇洪水，超額洪水安排對(duì)東調(diào)南下工程布局影響較大。根據(jù)沂沭河上游洪水盡量“東調(diào)”原則，并統(tǒng)籌考慮沂河下游、沭河人民勝利堰以下段、分沂入沭水道、新沂河、新沭河等河道行洪能力及新沭河下游城市防洪排澇要求，采用方案三（用足現(xiàn)狀河道行洪能力，超額洪水洪量60%“東調(diào)”、40%“南下”）作為沂沭河洪水安排推薦方案。

4 結(jié)論

（1）當(dāng)沂沭河發(fā)生100 年一遇洪水時(shí)，根據(jù)水庫調(diào)洪演算、河道洪水演進(jìn)和樞紐（劉家道口樞紐、大官莊樞紐）調(diào)度分洪等成果，“東調(diào)”與“南下”不同比例的洪水安排將影響沂河、沭河、分沂入沭水道、新沭河（含石梁河水庫）、新沂河等東調(diào)南下工程布局。

（2）沂沭河超額洪水洪量全部“南下”方案，沒有充分發(fā)揮新沭河河道行洪能力和石梁河水庫調(diào)蓄作用，“東調(diào)”工程仍有較大行洪余力，增加了駱馬湖、宿遷市防洪壓力，河道擴(kuò)挖占用大量土地資源，投資規(guī)模最大；沂沭河超額洪水洪量全部“東調(diào)”方案，沒有充分發(fā)揮沂河、沭河下段行洪能力，“南下”工程仍有較大行洪余力，增加了石梁河水庫及連云港市防洪排澇壓力，投資規(guī)模次之；沂沭河超額洪水洪量用足現(xiàn)狀河道行洪能力分洪，盡量“東調(diào)”入海方案，可充分發(fā)揮沂河、沭河現(xiàn)狀行洪能力，擴(kuò)大分沂入沭水道、新沭河行洪規(guī)模可使洪水就近“東調(diào)”入海，擴(kuò)大新沂河行洪規(guī)?？墒柜橊R湖洪水盡快“南下”入海，騰出駱馬湖部分庫容接納南四湖下泄洪水，充分發(fā)揮東調(diào)南下防洪工程體系的整體效益，投資規(guī)模最小，因此，采用本方案作為沂沭河洪水安排推薦方案。

（3）沂沭河100 年一遇洪水“東調(diào)”“南下”不同比例洪水安排方案研究成果可為優(yōu)化沂沭河100年一遇洪水安排及東調(diào)南下工程布局，進(jìn)一步鞏固完善沂沭泗流域防洪工程體系，提高骨干河道中下游防洪保護(hù)區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)提供參考■