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淮河干流行蓄洪区进退洪工程布置及运用方式评价

2013-08-15李有德周立霞殷卫国

中国水利 2013年12期
关键词:口门洪水位行洪

李有德,周立霞,殷卫国

(中水淮河规划设计研究有限公司,233001,蚌埠)

行蓄洪区作为淮河流域防洪减灾体系的重要组成部分,是淮河干流泄洪通道的一部分,在河道泄洪能力不足时用于扩大泄洪断面,增加泄洪能力。行蓄洪区进退洪工程的布置及运用方式的科学性与合理性,是行蓄洪区安全、可靠、高效及低成本运用的前提和保障。因此,为了保证高效灵活地启用行蓄洪区,建设科学合理的行蓄洪区进退洪工程是非常必要的,对进退洪工程的布置及运用方式进行研究也有十分重要的意义。

一、进退洪工程现状及运用情况

淮河干流现有行蓄洪区21处,分布在淮河中游平原地区的安徽、江苏两省,其中安徽16处,江苏1处,总面积3 148.62km2,蓄滞洪容积 126.80 亿 m3,耕地17.70万hm2,区内人口134.19万人。

21处行蓄洪区中濛洼、城西湖、城东湖、瓦埠湖4处蓄洪区和姜唐湖、荆山湖2处行洪区均建有进退洪控制工程,城东湖和瓦埠湖蓄洪区进退洪闸为合并建设,濛洼、城西湖、姜唐湖、荆山湖等行蓄洪区的进退洪闸为分开建设。

南润段、邱家湖、寿西湖、董峰湖、上六坊堤、下六坊堤、石姚段、洛河洼、汤渔湖、方邱湖、临北段、花园湖、香浮段、潘村洼、鲍集圩等15处行洪区目前均以口门方式行洪。为及时行洪,规定了行洪区堤防的高程以及行洪口门位置、宽度和高程,并要求当河道控制站水位达到规定的行洪水位时扒口行洪。

濛洼蓄洪区和城西湖蓄洪区由国家防汛抗旱总指挥部调度,其他行蓄洪区由有关省防汛抗旱指挥部调度。在1950年、1956年、1968年、1975年、1982年、1991年、2003年和2007年等发生较大洪水年份,有10多处行蓄洪区被运用,1954年特大洪水时则全部被运用。

二、工程布置及运用方式评价

选取资料完整、代表性强的淮河1991年、2003年和2007年大洪水,通过对行蓄洪区不同类型进退洪工程的行洪能力、调度运用灵活性、运用难度、运用风险等方面进行分析,挖掘建闸行洪和口门行洪方式各自的优点和存在的问题。在此基础上,总结行蓄洪区切实可行的进退洪工程布置及运用方式。

1.行洪能力

1991年、2003年和 2007年大洪水期间,濛洼、城西湖、城东湖等三处蓄洪区以水闸方式行洪,南润段、邱家湖、董峰湖、上六坊堤、下六坊堤、石姚段、洛河洼行洪区以口门方式行洪。

濛洼蓄洪区进洪工程王家坝闸设计流量 1 626 m3/s,1991年、2003年 和2007年最大进洪流量分别为1600m3/s、1670m3/s和1660m3/s,退洪工程曹台孜闸设计流量 2 000 m3/s,1991年和2007年控制退洪流量分别为645 m3/s、717m3/s。实际运用情况显示,有闸控制的行蓄洪区,水闸实际行洪流量可以达到设计行洪流量,行洪能力较强;同时,可以根据干流来水以及行蓄洪区内水位、库容等情况,控制进退洪流量。

南润段行洪区上下口门设计宽度均为1 000 m,设计行洪流量均为2 600 m3/s。1991年汛期上下口门实际运用宽度分别为822 m和454.7 m,估算行洪流量均为 1 740 m3/s;2007年汛期上下口门实际运用宽度分别为89.7 m和163.1 m,估算行洪流量均为255 m3/s。通过对口门宽度和行洪流量进行分析,并结合1991年、2003年、2007年行洪区口门实际运行情况可知,绝大部分行洪区口门实际开口宽度和行洪流量远小于运用标准中规定的口门宽度和行洪流量,行洪区口门能力严重不足,给下游防汛带来压力。

2.调度运用灵活性

1991年、2003年和2007年汛期启用的建有进退洪闸的行蓄洪区,其实际启用水位超出规定行洪水位平均值很小,分别为0.4m、0.56m和0.38m,以口门方式行洪的行蓄洪区,其实际启用水位超出规定行洪水位平均值较大,分别为1.72 m、1.87 m和1.37 m。同时从1991年、2003年和2007年汛期规定行洪水位与实际启用最高水位比较,可知建闸行洪的行蓄洪区规定行洪水位与实际启用水位相差很小,而以口门行洪方式行洪的行蓄洪区,规定行洪水位与实际启用水位相差较大。

建有进退洪闸的行蓄洪区,当淮河洪水位超过规定行洪水位以后,可以及时提闸行洪,启用方便、快捷;汛期部分有闸控制的行蓄洪区启用两次,通过水闸的控制,行蓄洪区在一个汛期时间段内可以反复使用,调度运用灵活。

口门方式行洪的行洪区启用以后,口门宽度、深度、进洪流量无法控制,而且一旦启用,只能等到汛后才能堵口,控制难度大,启用不方便,调度运用方式单一。

3.运用难度

1991年、2003年和2007年汛期,淮河干流先后有11处行洪区以口门方式行洪。

1991年汛期,除了唐垛湖、石姚段和荆山湖行洪区采用爆破方式行洪,上六坊堤上口门以扒口方式行洪外,其余行洪区全部在洪水漫过行洪堤溃堤以后行洪,破口位置和规定口门位置不一致,实际行洪口门宽度小于规定行洪口门宽度,每个行洪区破口数都在2处以上,其中唐垛湖下口门破口数达到11处,洪水漫溢,洪水进出行洪区的控制难度加大。

2003年汛期,邱家湖上口门、唐垛湖、荆山湖行洪区采用爆破方式行洪,荆山湖行洪区上口门洪水漫过行洪堤后行洪,邱家湖下口门、上六坊堤、下六坊堤、石姚段、洛河洼行洪区以扒口方式行洪,部分行洪区口门破口个数为2处。

2007年汛期,南润段、邱家湖等行洪区全部以扒口方式行洪,部分行洪区口门破口数为2处。除此之外,大部分行洪区采用人工开挖方式,存在施工周期长、洪水对施工人员威胁大等问题。如果不能按时挖开行洪区上口门,将对下游堤防造成较大洪水威胁;不能按时挖开下口门,洪水将在行洪区内形成水库,淹没面积加大,造成经济损失。

此外,汛后为了防止秋汛,需要及时组织力量将口门封堵,洪水过后原有道路被阻断,施工设备、材料等运抵口门处难度加大,而且口门处还留有余水,封堵口门时需要修筑围堰,抽水施工难度很大。

历年大洪水期间,接到上级调度命令后,水闸控制的行蓄洪区可以立即提闸向行蓄洪区内进洪,水闸开启难度小,运用效率高。

4.运用风险

行蓄洪区建闸后,可以根据预报的淮河洪峰流量、水位,按照相关调度规程及时提闸进洪,可以按时分蓄淮河干流洪水,提升淮河下游工程防洪安全。水闸行洪可以控制进洪流量,在干流防汛安全前提下,可以尽量向行蓄洪区内分泄小流量洪水,以减少淹没面积,降低经济损失,同时如果区内还有尚未撤离的群众,可以根据进洪流量计算某地被淹没的时间,为群众撤离预留较为充足的时间。建闸行洪的行蓄洪区运用风险较小。

以口门方式行洪,口门爆破、扒口需要一定施工时间,如果不能根据调度运行时间按时扒口,将给下游堤防安全带来较大压力,形成防汛风险。口门爆破、扒口行洪后,行洪口门的宽度和深度无法控制,进洪流量也无法准确控制,无法准确预测行洪区内淹没范围,给行洪区内群众财产造成较大的风险。以口门方式行洪的行洪区,行洪风险较大。

三、结 论

水闸控制的行蓄洪区具有行洪能力强、调度运用灵活、运用难度小、风险低等优点,在淮河干流历年大洪水期间,分泄淮河洪水,降低淮河洪峰,对下游河道堤防安全起到了重要的保障作用。根据《淮河干流行蓄洪区调整规划》,所有保留的行蓄洪区均安排建设进退水闸,建闸以后使得防汛调度可以做到进洪及时、调度灵活,防洪效果将会更加显著。

[1]水利部淮河水利委员会.1991年淮河暴雨洪水[M].北京:中国水利水电出版社,2010.

[2]水利部淮河水利委员会.2003年淮河暴雨洪水[M].北京:中国水利水电出版社,2006.

[3]水利部淮河水利委员会.2007年淮河暴雨洪水[M].北京:中国水利水电出版社,2010.

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