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大汶河洪水出路探讨

2013-09-05王华张军牛德东彭慧

水利规划与设计 2013年1期
关键词:东平湖警戒水位南四湖

王华 张军 牛德东 彭慧

(山东省水利勘测设计院 山东济南 250013)

1 基本情况

1.1 大汶河

大汶河,又称汶水,是黄河下游最大的一条支流,主流发源于淄博市沂源县松崮山南麓的沙崖子村,迂回西流,经莱芜市的钢城、莱城、泰安市的泰山、岱岳、宁阳、肥城、东平和济宁市的汶上等县(市、区),于东平县马口村注入东平湖,经陈山口和清河门两出湖闸出东平湖后入黄河。大汶河东平湖口以上流域面积 9069km2,干流河道长度208km。大汶河流域水系复杂,支流众多,有5km以上的各级支流266条。

1.2 东平湖

东平湖处于黄河与大汶河下游冲积平原相接的洼地上,西靠梁济运河,北临黄河,东有大汶河流入,是接纳大汶河来水和处理黄河下游大洪水和特大洪水的蓄滞洪区。东平湖的主要作用,一是解决黄河艾山以下窄河段的防洪问题,控制艾山站下泄流量不超过 10000m3/s,以确保省会城市济南、津浦铁路、艾山以下黄河两岸地区的防洪安全,二是承担着调蓄大汶河全部来水的重要任务。东平湖由二级湖堤分割为老湖区和新湖区两部分,滞洪区总面积为 627km2,其中老湖区面积为 209km2,新湖区面积为418km2。老湖区接纳大汶河入流,基本常年有水,最高防洪蓄水位44.79m。新湖区是农业生产基地,设计分洪运用水位43.79m。东平湖新、老湖区并用设计分洪运用水位为43.79m,相应库容33.5亿m3。

黄河向东平湖分洪的进湖闸由石洼、林辛、十里堡三座组成,设计分洪流量8500m3/s。向北退水入黄河(简称“北排”)的退水闸有陈山口和清河门两座,设计泄洪流量2500m3/s。由于黄河不断淤积抬高,东平湖蓄洪运用后向黄河排水越来越困难,为扩大东平湖北排入黄规模,解决退水入黄困难问题,2002年汛前实施了退水入黄河道的开挖,开挖后的河道最大泄流能力达到 2400m3/s,并于2003年汛前在入黄河道末端防倒灌围堰上,按照闸堰结合的方案修建了庞口防倒灌闸,设计过闸流量450m3/s。

为缓解东平湖蓄滞洪水后北排入黄的压力,1989年在东平湖最南端的湖堤上兴建了司垓退水闸,设计泄洪流量1000m3/s,相机退水入南四湖(简称“南排”),但该工程退水通道尚未打通。2003年改建了原二级湖堤上的八里湾闸,设计流量450m3/s,连通老湖区与新湖区。

1.3 稻屯洼

稻屯洼滞洪区位于东平县大清河下游北部,是大清河(大汶河戴村坝以下段)和东平湖防洪体系的重要组成部分,对保障下游地区群众生命财产安全具有重要作用。滞洪区总面积 66.1km2,水位44.79m时可蓄水3亿m3。

1.4 大汶河洪水情况

由于东平湖蓄滞汶黄洪水后排水入黄不畅,在大汶河遭遇大洪水期间,东平湖洪涝灾害频繁,防洪度汛形势日益严峻,严重危及了人们群众生命财产安全。近年来大汶河大洪水情况:

(1)2001年8月上旬大汶河洪水期间,在黄河未出现顶托,且东平湖出湖河道采取了爆破、挖泥船疏浚等措施下,陈山口、清河门出湖闸实际最大下泄流量只有670m3/s,8月7日,老湖水位达到43.17m,超警戒水位1.38m。

(2)2004年7月18日至8月29日,戴村坝站先后出现1140m3/s、1980m3/s、1750m3/s三次洪峰,老湖最高水位达42.42m,超警戒水位0.63m。期间,黄河孙口站流量为1100m3/s左右,基本没有顶托,出湖流量最大为650m3/s。

(3)2005年7月3日和9月22日,戴村坝站分别出现1480m3/s和1360m3/s的洪峰,老湖最高水位为41.86m,超警戒水位0.07m。在黄河水没有形成顶托的情况下,出湖流量最大为 390m3/s,老湖水位超过警戒水位历时3d。

(4)2007年8月,大汶河流域发生持续性强降雨,戴村坝站先后形成 782m3/s、2230m3/s的洪峰,东平湖老湖最高水位 42.48m,超警戒水位0.69m。此次洪水超警戒水位持续时间长达15d。

2 防洪存在的主要问题

从已发生的洪水情况可以看出,东平湖蓄滞黄河洪水的几率相对较低,汛期防洪形势严峻主要是由于蓄滞大汶河洪水后,东平湖排水不畅造成的。

2.1 “北排”入黄规模受限

近年来,尽管采取了一系列的措施,使东平湖洪水北排入黄能力有所改善,但从北排入黄的实际情况来看仍存在不少问题和不足:

一是庞口闸泄流能力明显不足。由于庞口闸过流能力小,泄水速度慢,造成了老湖区水位在警戒水位以上持续时间长,增加了工程出险的几率,加大了东平湖防洪压力。

二是当大汶河发生超过5年一遇的洪水时,就需要破除庞口围堰泄洪,如遇汶黄交替来水,围堰的破除与围堵亦须交替进行,不仅围堵时机很难把握,而且难以避免退水河道的倒灌和淤积。同时围堰所在处地势低洼,遇到汛期围堰围堵,施工难度较大,另外围堵需要的土方量大,取土困难,工程施工会带来较多的社会问题。

三是老湖区超警戒水位以上持续时间增长,除了加重二级湖堤防守压力外,还直接威胁金山坝以西 3万多群众的生命财产安全和 220国道交通安全,极易导致一些群众采取过激行为,这不但会影响东平湖防汛工作的有序开展,而且有悖于构建和谐社会的宗旨。

2.2 “南排”通道没有打通

东平湖老湖区蓄滞洪水后,一旦北排入黄受阻,根据多年动议,为减少东平湖新湖区滞洪损失,可相机向南四湖泄水。但目前相机南排的条件还不具备:一是八里湾闸后泄水河道尚未扩挖并且没有与司垓闸联通;二是司垓闸以南通往南四湖的相应配套工程不完善。因此,东平湖老湖区尚难以实现向南四湖紧急泄水。大汶河洪水南北排主要工程位置,详见图1。

图1 大汶河洪水南北排主要工程位置

3 排水出路建议

3.1 庞口闸进行扩建,加大“北排”入黄能力,确保大汶河洪水入黄流路畅通

从近年来庞口闸运用情况看,在黄河水位低、没有顶托的情况下,庞口防倒灌闸堰结合最大泄洪流量仅为 780m3/s。虽然泄洪流量已经超过了它的设计泄流能力,但远低于退水闸2500m3/s的泄水流量,与 2002年已经开挖疏浚后的出湖河道过流能力也不相匹配(湖水位 44.79m时,在黄河不顶托的情况下,设计退水流量为 2400m3/s),明显暴露了它的卡口缺陷和闸堰结合泄水的弊端。因此,为实现最大限度地控制运用,避免围堰重复破堵和河道淤积,有效提高北排入黄流量,快速降低东平湖水位,减轻二级湖堤的防洪压力,建议尽快按退水闸工程规模扩建庞口闸,加大北排入黄能力,确保大汶河洪水入黄流路畅通。

3.2 “南排”通道打通,相机向南四湖泄水,为大汶河洪水另辟出路

为开辟东平湖老湖区洪水紧急泄水通道,1989年已在东平湖最南端的湖堤上修建了司垓退水闸,2003年改建了二级湖堤上的原八里湾闸。建议对新湖区内的柳长河进行扩挖疏通,老湖区洪水可通过八里湾闸进入柳长河,再通过司垓闸泄水入梁济运河,最终泄水入南四湖,这给东平湖老湖洪水紧急南排提供了可能,为大汶河洪水下泄开辟了新的出路。当前,南水北调东线一期工程南四湖~东平湖段工程正在实施(详见图1),也为东平湖洪水南排创造了条件。

3.3 利用稻屯洼蓄滞汶河洪水,减轻东平湖老湖区防洪压力

由于大汶河属山洪河道,流域面积较大,汛期洪峰形成快,若发生超标准洪水,且黄汶洪峰相遇时,受黄河顶托,东平湖老湖区下泄洪水受阻,易发生洪涝灾害。根据东平湖分洪运用原则,可利用新湖区分滞洪水,但据调查,利用稻屯洼滞洪比利用东平湖新湖区滞洪损失小,因此建议充分利用稻屯洼滞洪区分滞洪水,削减大汶河洪峰,减轻东平湖老湖区防洪压力。

3.4 利用南水北调工程调引大汶河洪水,实现洪水资源利用

在南水北调东线工程建成通水后,可利用该工程向鲁北、胶东地区调引大汶河洪水,做到洪水资源丰蓄枯用,实现洪水资源的有效利用,在既能满足受水区供水的同时,又能减少长距离调引长江水量,并可减轻东平湖防洪压力和南水北调工程供水成本。

3.5 科学调度运用蓄滞洪区

为减轻东平湖防洪压力,在滞洪区调度运用时,应优先考虑运用东平湖老湖蓄滞大汶河洪水,再启用稻屯洼滞洪区削减洪峰;在老湖洪水“北排”入黄受阻时,通过“南排”工程相机向南四湖分洪;尽量避免运用新湖蓄滞大汶河洪水,若利用新湖分洪,应采取分区滞洪措施,尽量减少洪灾损失。

4 结语

由于东平湖蓄滞汶黄洪水后排水入黄不畅,致使大汶河遭遇大洪水期间,东平湖老湖区洪涝灾害频繁,防洪度汛形势日益严峻。因此,在加强东平湖老湖区洪水北排入黄工程建设的同时,尽快打通南排工程通道,相机向南四湖排水,减轻东平湖老湖区防洪压力。同时,为实现水资源的优化配置和可持续利用,应科学合理地开发利用大汶河洪水资源,实现洪水资源化。随着以上措施的不断实施和完善,将基本解决大汶河洪水出路问题,并将产生显著的防洪、社会和经济效益,对构建和谐社会将起到重要的促进作用。

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