安徽省淮河干流中小洪水漫滩淹没水深、历时及对沿淮洼地排涝影响初步分析
2010-08-07刘福田李泽青
刘福田 辜 兵 李泽青
一、河道概况
安徽省地处淮河中游,境内淮河干流上起洪河口,下至洪山头,全长431km,流域面积6.7×104km2。安徽省淮河南岸西南部为大别山区和江淮丘陵区,沿淮为一连串的湖泊洼地,面积3.0×104km2;淮河北岸为广阔的淮北平原,面积3.7km2。沿淮湖泊大都是潴水新生型湖泊,形成大都只有几百年的时间,且水深较浅,一般只有2~4m。
淮河中游河道比降平缓。正阳关以上河道洪水比降约1/60000;正阳关以下河道洪水比降为1/30000~1/40000,河底比降1/20000~1/40000;浮山至洪泽湖河段河底高程从-5m逐渐升高到10.5m,呈倒比降现象,淮南市以下约200km干流河道的河底均低于洪泽湖的湖底。干流主河槽宽度一般200~500m,两堤间行水宽度正阳关以上达1.5~2.0km,正阳关以下为600~1000m。行蓄洪区行蓄洪后排洪宽度一般为2~3km。
洪河口至正阳关河段长155km,主槽宽约220~320m,两岸堤距约1.5~2.0km。河滩高程约 23.5~21.0m,河底高程约19~12m。河槽弯曲、窄小,主槽浅窄,平滩泄量为1500m3/s。
正阳关至涡河口河道长126km,主槽宽度一般为200~400m,两堤间行水宽度500~1000m。河道滩槽分界高程为21.0~18.0m。河底高程最高为13.0m左右,最低处为-4.0m,平均为8m左右。由于弯道多,主槽浅窄,平滩泄量小,仅 2500~3000m3/s。
涡河口至洪山头段河道长149km,河槽宽度一般为400~500m,局部300~380m,两岸堤距涡河口至吴家渡段1200~1100m,吴家渡至浮山段一般在800~900m,浮山至洪山头一般在600~1000m。滩槽分界高程为18.0~15.0m。河底高程9.0~-4.0m。平滩泄量约为3000~3500m3/s。
二、淮干主要站实测流量、水位频率分析
根据1951~2007年淮干正阳关(鲁台孜)、蚌埠(吴家渡)实测最大流量统计,多年平均流量分别为4100m3/s、4550m3/s,最大流量均出现在 1954年,分别为12700m3/s、13300m3/s;最小流量分别为755m3/s(1966年)、1100m3/s(1961年),按照P—Ⅲ型频率曲线适线,均值分别为4100m3/s、4550m3/s(Cv 均 为 0.61,Cs=2.5Cv)。淮河干流中小洪水不同频率洪水流量计算成果见表1。
根据1951~2007年正阳关、蚌埠、浮山实测最高水位统计,按经验频率分析,不同频率水位成果见表2。
根据分析,淮干中游正阳关至浮山河道平滩水位及流量不足2年一遇。
三、淮干漫滩淹没水深及历时分析
根据1950~2007年正阳关至浮山段河道水文站历年实测水位资料,分析不同标准年型沿程实测洪水漫滩水深及历时。
(一)2~3年一遇洪水:正阳关至蚌埠段河道(以下简称“正蚌段”)漫滩时间为30d左右,蚌埠以下不足15d,特别是临淮关以下漫滩时间很少;只有当涡河来水较大时,蚌埠以下漫滩时间达到15d左右。漫滩水深最高正蚌段4~1m,蚌埠以下2~0m。
1957年淮河洪水较小,最大流量正阳关3420m3/s,蚌埠 5100m3/s;最高水位正阳关23.11m,蚌埠19.67m。漫滩时间正蚌段约30d,蚌埠以下约15d。
1971年淮河洪水较小,最大流量正阳关4260m3/s,蚌埠4450m3/s;最高水位正阳关23.88m,蚌埠18.57m。洪水漫滩时间正蚌段超过了30d,蚌埠至临淮关段达到15d,临淮关以下基本没有漫滩。
(二)3~5年一遇洪水:正蚌段漫滩时间为45~60d左右,蚌埠以下河道为15~30d左右,当涡河来水较大时,蚌埠以下漫滩时间较长。漫滩水深最高正蚌段5~2m,蚌埠以下0.5~3m。
1964年淮河洪水,最大流量正阳关4960m3/s,蚌埠 5020m3/s;最高水位正阳关24.46m,蚌埠19.50m。洪水漫滩时间正蚌段约60d,蚌埠以下超过15d。
1984年淮河洪水,最大流量正阳关4860m3/s,蚌埠 6090m3/s;最高水位正阳关24.51m,蚌埠20.12m。洪水漫滩时间正蚌段超过60d,蚌埠以下超过30d。
(三)5~10年一遇洪水:正蚌段漫滩时间为30~75d左右,蚌埠以下河道为30~60d左右。漫滩水深最高正蚌段6~3m,蚌埠以下1~3.5m。
1998年淮河洪水,最大流量正阳关6420m3/s,蚌埠 6840m3/s;最高水位正阳关25.22m,蚌埠20.66m。洪水漫滩时间正蚌段近60d,蚌埠以下约30d。
2005年淮河洪水,最大流量正阳关6680m3/s,蚌埠 6490m3/s;最高水位正阳关25.69m,蚌埠20.83m。洪水漫滩时间正蚌段超过60d,蚌埠以下超过45d。
(四)10~20年一遇洪水:正蚌段漫滩时间为45~90d左右,蚌埠以下河道为45~75d左右。漫滩水深最高正蚌段6~3.5m,蚌埠以下1.5~4m。
1991年淮河大水,最大流量正阳关 7480m3/s,蚌埠 7840m3/s;最高水位正阳关26.42m,蚌埠21.86m。洪水漫滩时间正蚌段近90d,蚌埠以下约60d。
据沿淮15处湖洼地统计:1991年5月18日前蓄水量为11×108m3,湖泊水面为793km2;而汛期最高水位时,蓄水量达82×108m3,淹没面积达2847km2,增加淹没面积达2054km2,滞蓄水量达71×108m3。
2003年淮河大水,最大流量正阳关 7890m3/s,蚌埠 8620m3/s;最高水位正阳关26.70m,蚌埠21.93m。洪水漫滩时间正蚌段达到90d,蚌埠以下约60d。
2007年淮河大水,最大流量正阳关 7950m3/s,蚌埠 7570m3/s;最高水位正阳关26.70m,蚌埠21.93m。洪水漫滩时间正蚌段45d,蚌埠以下近45d。
根据以上分析,淮河干流不同标准实际年型洪水漫滩历时及淹没水深差异较大,正阳关~蚌埠段大于蚌埠~浮山段;一般洪水量级大、相应淹没水深大及历时长。
四、淮河中小洪水对沿淮洼地排涝影响
淮河中游低洼地面积大、分布范围广、居住在洼地人口众多。沿淮湖洼地地面高程一般为20~15m,而淮河干流正阳关至浮山河道设计洪水位为26.5~18.5m,高于洼地地面高程3.5~6.5m;警戒水位为24.0~17.3m,高于洼地地面高程2~4m。淮河低洼地特别是沿淮洼地排水难的问题十分突出。
淮河中游干流平槽泄量小,正阳关以下河道约为设计流量的1/4,汛期洪水漫滩机遇不足2年。汛期淮河干流洪水一旦漫滩,开始顶托支流和沿淮洼地的排水;随着干流水位的不断升高,对支流和沿淮洼地的顶托越来越严重;同时干流受到洪泽湖顶托影响,洪水漫滩持续时间长;当干流水位高于支流和沿淮洼地内水位时,支流和沿淮洼地将关闭涵闸,致使上游来水无法排入干流河道,形成“关门淹”,加重了淮北地区内涝灾情。
表1 淮河干流正阳关、蚌埠站不同频率流量表(m3/s)
表2 淮河干流正阳关、蚌埠、浮山站不同频率水位表(m)
表3 淮干正阳关水位对颍河两岸洼地顶托影响表
以沙颍河为例研究正阳关水位对两岸低洼地的排涝影响。沙颍河流域面积36651km2,其中安徽省境内流域面积4112km2。安徽省境颍河河道长约207km,河道比降上陡下缓,比降约为1/11000~1/21000。沙颍河两岸洼地众多,洼地内地面高程为22~26m,由于受黄泛的影响,颍河两岸滩地淤高,一般河岸高于内地1~2m,加之河道比降平缓,影响两岸洼地自排。淮干正阳关水位对颍河两岸洼地顶托影响见表3。
由表3可看出,当正阳关发生2~3年一遇标准洪水时,洪水位在24m左右,影响排涝面积840km2,持续时间在1个月左右;当正阳关发生5年一遇标准洪水时,洪水位在25.5m左右,影响排涝面积1340km2,持续时间在2个月左右;当正阳关发生10年一遇标准洪水时,洪水位在26.4m左右,影响排涝面积1480km2,持续时间在2.5~3个月。正阳关水位从24m抬高至25.5m,增加排涝影响面积500km2,抬高至26.4m时增加排涝影响面积640km2。由此可见,正阳关持续高水位对颍河沿岸洼地排涝影响较大。
淮河中小洪水对沿淮洼地排涝影响大,特别是正阳关至蚌埠段河道,洪水漫滩时间长达1~3个月,造成洼地涝水无法外排,关门淹时间长,甚至影响到秋季农作物的播种。从历年实测水位资料与灾情分析,淮干洪水量级与洼地受灾量级成正比,一般淮干洪水流量大,水位高,则洪水漫滩持续时间长,洼地关门受淹时间长,涝灾较严重。如1991年、2003年、2007年等洪水年份,既是沿淮洼地灾情严重年份,也是淮北地区灾情严重年份。
因此,应尽快实施淮河干流河道治理及行洪区调整与建设工程,降低中小洪水水位,为沿淮洼地排涝创造条件;同时抓紧实施以排涝站建设为重点的平原洼地治理工程