引江济淮工程沿淮湖洼调蓄方案与布局

陈昌才

引江济淮工程沿淮湖洼调蓄方案与布局

陈昌才

一、引江济淮工程概况

引江济淮，曾称江淮运河，又称江淮沟通，为反映其全面、巨大的综合利用作用，自20世纪80年代后期改称为引江济淮并沿用至今。引江济淮工程开发任务是以城乡供水和发展江淮航运为主，结合农田灌溉补水，兼顾改善巢湖及淮河水生态环境。该工程拟从长江下游干流引水，向安徽江淮、皖北地区，河南豫东地区供水。按工程地段所在位置、受益范围和主要功能，自南向北划分为：引江济巢、江淮沟通、江水北送三大段落。其中引江济巢为济淮提供水源并兼顾巢湖生态引水，江淮沟通承担济淮调水和发展江淮航运，江水北送是将江水向淮河以北地区输水。引江济淮输水干线全长1089km，其中：引江济巢段238.5km，江淮沟通段156.3km，江水北送段694.5km。输水干线利用天然河湖757.0km，疏浚扩挖河湖242.3km，新开河渠90.2km。

引江济淮工程沟通长江、淮河两大水系，润泽江淮，造福淮河，惠及河南。供水区共涉及14市、55个县（市），受益人口5116万，向淮河流域灌区补水面积1085万亩。至2040年供水区多年平均河道外净增供水量33.37亿m3（含航运），其中淮河区为28.17亿m3，多年平均巢湖生态引江水量4.38亿m3。长江～淮河结合通航，其中江淮沟通段为Ⅱ级航道，通航里程140km，巢湖～长江菜子湖线路为Ⅲ级航道，通航里程157.4km。

二、湖洼调蓄方案

1.调蓄区选择与运用原则

引江济淮工程江淮沟通、江水北送段骨干输水河道沿线，分布众多湖泊洼地和河道，主要有瓦埠湖、高塘湖、焦岗湖、天河洼以及蚌埠闸等天然湖泊洼地，沿淮湖洼在淮河防洪、供水中地位重要。防洪上，瓦埠湖为淮河中游最大蓄洪区，是保障淮河中游防洪安全的重要措施。其他湖洼也承担着调蓄本流域洪水任务；供水方面，沿淮湖洼、河道调蓄当地径流，增加可供水量。江水北送段西淝河输水线路沿途，因采煤而形成的西淝河、泥河、潘集矿区等采煤沉陷区，是可供比选的引江济淮调蓄场所。现状湖洼及河道控制运用条件是：按现行的《东淝闸控制运用办法》（省防指），瓦埠湖蓄水位为17.4m（国家85标高，以下同）。蚌埠闸上河道、高塘湖、天河洼现状蓄水位为17.4m，焦岗湖蓄水位18.0 m。引江济淮工程湖洼河道调蓄选择和运用原则为：一是湖洼、河道位于引江济淮工程输水干线沿途，具备调蓄运用作用；二是不影响防洪，即湖河蓄水位确定一般在现行运用条件下，避免对防洪产生影响；三是经济合理性，即蓄水位变化或扩大湖洼蓄水范围，要考虑淹没占地、影响处理工程投入。

2.调蓄方案比选

从已建的南水北调东、中线经验来看，河湖调蓄在大型跨流域调水工程有着重要作用，合适的调蓄方案，一方面可减小输水设计流量、河道规模和掉水量，从而节省投资；另一方面使调水工程运用更加灵活。本文根据输水干线河道湖洼、河道分布以及调蓄利用条件，针对引江济淮过江淮分水岭以北，初步拟定三个方案，通过计算不同调蓄方案作用和效果，通过综合比选，推荐引江济淮工程调蓄方案和布局。①方案一，引江济淮过江淮分水岭以北，选择瓦埠湖、高塘湖、焦岗湖、天河洼及蚌埠闸调蓄区5个，各湖洼、河道维持现状蓄水位控制条件，总调蓄库容2.87亿m3。②方案二，调蓄区选择同方案一，抬高瓦埠湖、蚌埠闸上河道蓄水位，在现行水位控制基础上，分别抬高0.5m，即瓦埠湖蓄水位为18.5m，蚌埠闸上蓄水位为18.0m。其他调蓄湖洼蓄水位维持现状控制运用条件。总调蓄库容4.38m3。③方案三，在以上5大调蓄区现蓄水位控制运用基础上，增加西淝河片采煤沉陷区调蓄。依据中国水利水电科学研究院承担的《西淝河采煤沉陷区水资源利用关键技术研究》报告，预测至2030年，淮南矿区采煤沉陷区范围为淮河以北、茨淮新河以南，并分为西淝河片、永幸河片、泥河片等三片。此次主要考虑利用西淝河片采煤沉陷区。根据《西淝河应急洼地治理可研》，西淝河洼地出口泵站排涝设计起排（内）水位为20.00m，设计（内）水位20.50m。此次采用第二种方式，初步拟定西淝河沉陷区（含连片的天然湖洼）死水位17.50m，蓄水位20.00m，调节库容1.08亿m3。本方案总调蓄库容3.95m3，见表1。

表1　引江济淮工程湖洼调蓄方案

在引江济淮规划供水区范围计算范围划分、需水预测成果基础上，经分区、分单元水资源的平衡调算，各方案需引调入淮流量、水量规模是：方案一，设计水平年2040年引调入淮流量规模为280m3/s，多年平均需引调水量27.85亿m3；方案二，设计水平年2040年引调入淮流量规模为260m3/s，多年平均需引调水量27.05亿m3；方案三，设计水平年2040年引调入淮流量规模为270m3/s，多年平均需引调水量27.55亿m3，见表2。

表2　引江济淮工程湖洼调蓄方案

由以上结果可知，不同调蓄方案对入淮流量、水量规模有影响。方案一维持现状湖洼、河道蓄水控制条件，对现有周边防洪、排涝没有影响，也不影响蓄洪区蓄洪运用，多年平均增加引调入淮水量较小；方案二抬高湖洼蓄水位，存在防洪论证问题，同时存在大量的影响处理工程；方案三增加西淝河采煤沉陷区调蓄，由于涉及土地权属、影响处理工程等复杂问题，不宜考虑。此外，引江济淮江淮分水岭段河道过流能力取决于航道断面，经综合比选认为：方案一合适作为引江济淮工程设计的调蓄方案。

三、调蓄工程布局

引江济淮工程江淮分水岭以北（淮河片）调蓄方案，决定的调蓄工程总体布局是：利用瓦埠湖、蚌埠闸上河道、高塘湖、天河洼、焦岗湖等5大调蓄区。瓦埠湖位于正阳关至凤台之间淮河以南，是淮河中游面积最大一个蓄洪区，流域面积4193km2，蓄水位为17.90m，计蓄洪水位21.90m，设计蓄洪库容11.5亿m3。瓦埠湖串联在规划引江济淮输水通道上，设东淝河出口。东淝闸具有排洪、引淮双向功能，同时起到调蓄淮河来水、当地水和引江水量的作用。蚌埠闸主要任务是蓄水灌溉，兼有航运、发电和交通等作用，现状蓄水位为17.4m。蚌埠闸上河道也在规划输水通道上，高塘湖、天河洼、焦岗湖与淮干联通，可利用蚌埠闸联合运用，调蓄淮河干流、当地径流和引江水量。

以上5个调蓄区位于江淮分水岭以北（淮河片），地处引江济淮工程江淮沟通段末端、江水北送段前段，该调蓄方案和调蓄工程布局，减小了引调水入淮流量、水量规模，大大提高了工程调度运用的灵活性，是控制跨流域调水规模的关键措施。有关西淝河片采煤沉陷区调蓄利用、湖洼蓄水位抬高增加调蓄能力，可视淮河流域防洪形势和工程体系完备情况，以及采煤沉陷区条件，进一步研究利用，并作为将来引江济淮工程调度运用的余度

（作者单位：安徽省水利水电勘测设计院230088）