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淮河下游水安全分析及其对策研究

2015-12-12周君亮

江苏水利 2015年12期
关键词:入海洪泽湖淮河

周君亮

(江苏省水利厅,江苏 南京 210029)

1 洪泽湖形成及治理

(1)淮河原是单独流入黄海的河道,河槽宽深,水流畅通,洪涝灾害甚少。

(2)1128年黄河开始改道南流,河水经颖、涡、濉、泗各河入淮,从此大量黄水泥沙淤垫淮北平原和河道。1194年黄河在河南阳武决口,淮河主流经徐州入泗水到淮阴夺淮河入海。淮弱黄强,淮河入海受阻,造成淮河流域洪、涝、旱灾害频繁。

(3)淮河来水滞留淮阴洼地清口,形成洪泽湖和排洪入江通道。现已成为西承淮河中流来水,东泄水入黄海,南连长江,西接沂、沭、泗的水利节点,成为淮河下游调洪、调蓄水库。

(4)新中国成立以来,淮河下游和全流域一样,治淮取得伟大成就。开辟入海水道、拓浚入江排洪河道、江水北调补充水资源,充分利用洪泽湖调洪、调蓄,保证了淮河下游人民生命财产安全及水资源供应、省内北粮南运、地方经济发展、文化繁荣,改变了淮河下游贫穷落后面貌。

2 淮河下游的防洪工程

(1)在毛主席“一定要把淮河修好”号召下,1949年江苏开始治理淮河洪水,开挖新沂河、苏北灌溉总渠,建三河闸等,扩大淮河洪水入海、入江出路,取得1954年淮河抗洪胜利,淮河下游没有发生防洪大堤决口,但内涝十分严重。

(2)1954年淮河大水,入洪泽湖洪峰达15800 m3/s。重新规划确定洪泽湖防洪设计标准为1000年一遇,校核10000年一遇,按出湖洪水16600 m3/s 安排出路。

(3)1954年后洪泽湖洪水出路已完成情况:

①已建苏北灌溉总渠排洪800 m3/s,实际可排洪1000 m3/s。

②在入海水道排洪时,废黄河河槽已被入海水道以北地区抽排的涝水所占,原定废黄河分泄洪水500 m3/s已不可能。

③1957年在“淮水北调”工程中,当新沂河不泄洪水时,增加“分淮入沂”,待机分泄淮河洪水入新沂河出海,在洪泽湖洪水位14.6 m 时,经淮沭河设计泄洪水3000 m3/s;水位15.2 m 时,泄洪水4000 m3/s,替代原定入海水道4500 m3/s。淮沭河有55.0 km 经过黄泛区,土质颗粒80%是粉土,不均匀系数2~4,在粉沙土上挖粉沙土河,筑粉沙土堤。实施后在雨水和送灌溉水的作用下,河、堤严重淤塌。1970年续建工程时,灌溉、调水和航运方面为“地下河”:挖河底黄泛土覆盖的壤土保护偏泓河坡,采取缓坡消浪等措施,才维持偏泓河形,已安全运行40 余年,取得很大效益。分洪为“地上河”:漫滩行洪,东、西大堤间距1300 m,保护两岸7690 km2土地防汛安全。目前工程措施不能保证大堤防渗安全,不能实现分洪功能。

④1966年洪泽湖大堤按设计洪水位▽16.00 m 改建加固。

⑤1970年入江水道按泄洪12000 m3/s 拓浚。因入江水道内大面积硬粘土高滩人力无法挖除,加上区间6633 km2涝水汇入,行洪实测三河闸泄入洪水8000 m3/s,水流已接近原设计12000 m3/s。

⑥1999年实施入海水道近期工程,设计流量2270 m3/s,“强迫”行洪7000 m3/s。

(4)20 世纪60年代以来,淮河中游开挖了奎睢河、新汴河、怀洪新河、新睢河等,据1997年淮河入海水道工程项目建议书,计算的1954年型入湖洪峰流量为18000 m3/s。计算防洪标准100年一遇入湖洪峰流量为21716 m3/s,故在淮河出湖的洪水安排中应考虑几十年上、中游治淮工程的因素。

(5)20 世纪80年代国务院两次治淮会议,要求修建入海水道,从根本上解决淮河洪水出路,提高防洪标准。

(6)目前洪泽湖洪水出路在理论上有19270 m3/s,实际安全行洪流量仅有11270 m3/s。淮河洪水仍然是威胁下游地区人民安全和经济发展的主要危险。

3 淮河下游水资源现状

淮河下游主要水资源工程有洪泽湖蓄水、骆马湖蓄水、分淮入沂、江水北调、泰州引江河、石梁河水库等工程。

(1)洪泽湖成为淮河下游调蓄、调洪水库后,汛期蓄水位▽12.5 m,库容20.0 亿m3(据南京地理湖泊研究所1990年调查为30.4 亿m3);冬春季蓄水位▽13.0 m,库容31.5 亿m3。今后蓄水位▽13.5 m,库容44 亿m3,汛期防洪库容在100 亿m3以上。

(2)1956年江苏淮北大涝,为提高农作物抗涝能力,推行旱改水,北调洪泽湖水补充水源。1958年秋提高洪泽湖蓄水到▽13.5m,因省际矛盾,增蓄湖水当年放掉。1959年旱年,在淮河蚌埠打坝拦水,淮河断流107 d,江苏农田大面积受旱失收。

(3)1960年建江都抽水站,开始实施江水北调工程,抽长江水补淮水不足,补偿原由淮水供水灌溉的里下河及其沿海垦区水源。此时已开始整治京杭运河,浚深拓宽成二级航道,底宽70 m,最小水深4 m,故采用运河向北补充江水,也可补水进入洪泽湖。

(4)淮河在蚌埠废坝建闸,中游用水紧张时关闸拦水。1959年~1980年间断流有15年,累计930 d,淮河只有洪水或弃水排入洪泽湖,淮河来水已不可靠。江水北调工程逐年向北延伸。

(5)江水北调工程运行经验:在水稻大用水前,补足或保持洪泽湖和骆马湖处在最高蓄水位。根据水情,水稻用水开始时先抽用江水,或先用洪泽湖汛期控制水位以下蓄水,腾出库容,接受下泄淮水。但由于淮河水资源是洪水资源,水情上、中、下游丰枯几乎同步,如果淮水不来,仅靠抽江水补充,现有抽江水能力小,不能满足农业用水,只有动用洪泽湖库容,因为中游汛期来水多,可能有多次拦蓄,可以多用淮水。

(6)自1974年江水北调工程江都站抽江水能力达400 m3/s 以来,洪泽湖、骆马湖蓄水量用到“干枯”的年份分别占54.0%、67.5%(1975~1999年),此时大面积农作物受旱,说明现有抽江水能力尚不足应付较大旱情。20 世纪70年代以来就一直计划扩大江水北调工程的抽江水能力到600 m3。淮委要求一定要先抽江水入洪泽湖,经洪泽湖北调。因为少量江水入湖无法抬高湖水位,能进入不能调出,成为补充湖面蒸发水量,因此局面未能改变。

(7)江水北调工程主要是为农业补充水源:开机时间年均约2000 多h,但遇到旱年如1978年江都站则连续开机222 d,1998年开机130 余d,1999年开机达286 d。近10年江水北调工程年均抽江水约37 亿m3,旱年在60~70 亿m3以上。

(8)由于淮河工情变化,沿海地区供水严重不足,且在沿海潮上带有余万hm2(200 多万亩)土地可开垦。

①1990年建设泰州引江河工程规模为600 m3/s。先按300 m3/s 自流或提抽江水实施,为沿海垦区和滩涂开发补充水资源,已完工投产。

②20 世纪80年代建设通榆河工程,原名通榆运河,长415 km。中段自海安到灌河长245 km,按底宽50 m 开挖,为平底河,可向北送水100 m3/s,目前已完成,可为沿海地区补充水源。

③为使里运河以西地方涝水能自排入运河,临时降低运河水位,但与提高里运河水位向北、向东调水相矛盾。江都站受高水河输水能力限止,要扩大高水河有一定难度,工程量大。规划设宝应站,临时调用泰州站抽取的江水,解决河西排涝后在时间上能快速提高里运河水位向北、向东调水。

(9)江苏淮河下游东临黄海,除废黄河口局部海岸崩塌后退外,其余均在淤涨外延。故环境生态用水中除一般需要外,主要有:

①沿海地区地面高程低于高潮水位,为中等潮差河口,入海河口区淤积严重,为维持入海河道畅通,要保持一定入海流量及冲淤能力,经常冲刷河口,不让原有河道的排水能力减小或被淤塞。

②要经常调换沿海垦区的河、沟水体,维持农作物能够生长,人、畜饮用不会致病的水质。

③里下河地区排水入海的射阳河、斗龙港、新洋港、黄沙港被称为四港。1991年大水,区内滞水55 d,经济损失68 亿元。自1991年汛后到2003年汛前累计淤积1132.4万m3,总过水断面减少32.9%,原因是入海下泄冲淤水量不够。根据1969年~2004年的实测资料,按概率统计时间序列分析方法建立数学模型,计算在2030年如能恢复到1991年的排水能力,需要相当于年冲淤需水量43.16 亿m3,相当于需要水流量136.89 m3/s。

4 东线工程规划对下游水资源做了很大减法

(1)东线工程修订规划(送审稿)规定水量调配:

①淮河下游既作为调出区,又是调入区,将其全部水资源,加上其他省、市需调入水量进行调配。

②反演淮河下游过去42年以旬时段计算的平均水量和试验灌溉定额的用水量,加上人为确定的河道输水损失,不计几十年来淮河工情和水情变化、湖泊水面蒸发损失、环境生态用水、城镇用水,作平衡计算,如有缺口,则抽江水补足。

③各期工程规范和多年平均抽江水量如表1。

④输水线路按“引江→入洪泽湖→出洪泽湖→入骆马湖→出骆马湖→入上级湖→出上级湖”分级计算。

⑤计划抽江泵站年平均利用5000 h,枯水年份8000 h 左右。与江水北调工程水稻大用水时期比较,相当于减少装机3/5。

⑥淮河下游是调出区,又是调入区。但水量调配中没有明确交待淮河下游的调出量和调入量。

(2)水量调配原则一:

①江水、淮水并用,余水用于北调。用水次序是当地水、淮水和江水。

②进入洪泽湖、骆马湖、下级湖的上游来水,扣除上游发展需要后,参与东线工程统一供需调度。但山东上级湖水源和库容留给当地农业用水。

③山东鲁西南、胶东和过黄河的供水量是按各地提出需水量确定,先用江水,在不满足时再由本地水库供水。

(3)水量调配原则二:

①水量调配计算中调入区都不考虑环境生态用水量。

②淮河下游是调入区,不考虑环境生态用水量。

(4)水量调配原则三:

①供水调度按供水保证率高低依次供水。规定生活、工业、航运的供水保证率为97%,淮河以南水田设计供水保证率为95%,淮河以北为75%。

表1 计算各期工程规模和多年平均抽江水量

②江苏淮北灌区1987年统计水源装机已在85%以上,不考虑。

(5)水量调配原则四:

①为保证各省、区现有用水利益,黄河以南各湖的蓄水位全年都有一个北调控制水位,低于此水位的湖泊停止北调湖水出省。

②北调控制水位如表2。

表2 北调控制水位 (单位:m)

③目前洪泽湖汛期最高蓄水位12.5 m,非汛期13.0 m,今后非汛期13.5 m。骆马湖汛期最高蓄水位22.5 m,非汛期23.0 m。

④因为此时洪泽湖已是淮水、江水混在一起,限调水位成为限止江苏调用洪泽湖淮水,也限制调用淮水。洪泽湖风扬一般有0.6~0.8 m 水面涌高,实际造成两湖在汛期蓄水位时期不可能调蓄,成为死库容。

(6)水量调配原则五:黄河以南各湖发生停止向北供水水位时,新增装机抽江的水量优先满足调入区用水,非新增装机可向江苏淮河下游农业供水。非新增装机抽江规模按200 m3/s 计。

①淮河下游计为调入区。调配结果非新增装机抽江规模实为100 m3/s,现有抽江700 m3/s,泰州站留下100 m3/s 未调走,故为现有装机的1/6。

②实际限调水位的设置,使淮河下游农业既失去洪泽湖和骆马湖调蓄的蓄水,又失去5/6 的可用抽江水机组。

(7)再加一条调度原则:“进入洪泽湖、骆马湖及下级湖的上游来水,扣除上游相应水平年工农业发展可能拦截消耗的天然径流,并考虑对当地水优先使用权,多余水量参与全线调度”。

①若调度原则不合法,将引发水事纠纷。

②调度原则加上限调水位,实际将汛期洪泽湖等蓄水位变成为死库容。

(8)东线工程对淮河下游可用水资源做了减法。

①现有江水北调工程抽江规模700 m3/s。东线工程确定留给江苏可用于农业引江规模200 m3/s,在出洪泽湖之前不分配江水,完全剥夺了出洪泽湖之前包括里下河和部分淮北地区的江水资源。

②在出洪泽湖后又调走抽江规模100 m3/ s,与现有江水北调工程可用装机相比只有1/6。

③出洪泽湖装机现有沙集站和淮阴站331 m3/s,加上洪泽湖蓄水20.0 亿m3和上级湖多年平均来水25.9 亿m3,如遇1994年江苏旱情,该年4 月下旬到8 月下旬大旱缺水,南水北调工程完成后,4 个月最多可抽江水17 亿m3,仅为现状可供江水量的12%。

④如从1978年至1997年3、4月份前,多数年份可达到或接近兴利蓄水位。采用拦截尾汛,仍经常发生第二年农业用水前蓄不满,很少有多次调蓄可能,故限调水位使洪泽湖实际失去了调蓄功能。

⑤骆马湖水资源供给比现状减少更多:东线工程增供水量中,入骆马湖与出骆马湖的装机规模完全相等,抽水量反而是进少、出多。

⑥如1966~1967年型,洪泽湖由安徽淮河来水为零,骆马湖由山东沂、沭、泗来水为12.2 亿m3。规划规定上级湖水资源留给山东农业用水,将造成骆马湖和徐州地区既未增加江水、淮水,而原有沂、沭、泗已来江苏的水也不能用。

⑦东线工程在水量调配中不考虑环境生态用水,将江苏淮河流域的环境生态用水全部调走。

(9)东线工程中实施南水西调将造成:

①为西调江水,使洪泽湖失去调蓄淮水功能。

②从江苏抽江水西上,使东线工程运行费用增高。

③洪泽湖内淮水、江水并存,江水计价困难。

④淮水利用减少,即使剔除里下河腹部和沿海地区,并大幅度减少苏北水稻用水量,仍要占用江都抽水站和泰州抽水站达500 m3/s,作为新增装机调走。

⑤江苏如再增辟一条引江河道向被剔除的里下河及沿海垦区等地补水,工程布局不合理,不经济。

(10)安徽城市用水从洪泽湖抽江水西上不尽合理。

①安徽水资源总量676.8 亿m3,人均1192.6 m3;江苏水资源总量325.4 亿m3,人均480.9 m3。淮河中游入洪泽湖诸河,入湖口有的已建闸,旱年关闸断流滴水不入洪泽湖,用水已有很大改善。

②淮河上、中游水库蓄水虽已占流域多年平均径流量60%~70%,水资源占有量已极大提高。

③安徽有可能增加可利用的水资源,有条件单独从长江抽引江水,曾有过规划。

④已从黄河平均每年引水21 亿m3。

⑤调入区地面径流利用率不高。

(11)工程水量调配和调度与东线实际。

①水量调配原则多达5条,加上1条调度原则,黄河以南洪泽湖等江水、淮水混在一起,无法计量。黄河以北调入区先用江水,江苏水稻大用水不够,恐发生矛盾。各条原则之间及一条之内各取所需,就不能保证东线工程正常运行。

②农业用水有季节性,短时间用水强度很大,规划用水量中有灌溉保证率,允许发生旱灾,一旦发生抢水,用水量急剧增加,不能在工程上分开供应,可采用在时间上将农业用水和城市用水分开供应。

③各调入区都有水资源短缺问题,江苏淮河下游有水资源,农业大用水期间不够,旱年更不够,但有长江水可以抽调补充。调入区是城市用水,在江苏淮河地区水稻大用水期间,各调入区可先用当地水,其它时间调江水补足。实际调入区多旱作物,与水稻大用水不在同一时间。

5 洪泽湖与黄海的关系

(1)湖、河在地理位置上有两种关系:一是河道穿过湖泊,如淮河穿过洪泽湖;二是河道在湖泊旁边经过,湖、河水域相通,调洪和调蓄关系不变,如洞庭湖与长江。

(2)洪泽湖是江苏淮河下游的调洪和调蓄水库。提出洪泽湖与淮河下游河道“分离”方案是为了恢复黄河夺淮前淮河干流泄洪能力,使中游淮北平原涝水自排入淮河。这要在盱眙附近挖深到▽0.00 m,将水位降到▽4 m~▽5 m,分2 路入江、入海。

(3)河湖“分离”后,将造成:

①原建洪泽湖已无水源,不再是淮河下游调洪和调蓄水库。

②淮河洪水不再能排泄入江。

③原建苏北灌溉总渠、入海水道和淮沭河不可能再分泄淮河洪水,并都失去输水灌溉的作用。

(4)江苏是粉沙淤泥质海岸,河口为中等潮差,浅海泥沙从河流挟沙输送出河口,经海岸流作用,在河口外形成沙丘、滩沙。在入海河口感潮河段泥沙除由上游径流带来外,主要是河口滩沙经风浪和潮流掀沙,由涨潮流搬运进入。

①长江河口中潮河口平均潮差2.67 m。

入海平均径流29300 m3/s,平均年径流量9240 亿m3,每潮平均进潮流量266300 m3/s,平均进潮总量33.5 亿m3。每潮进潮流量与年平均径流量之比约为9 倍,大潮进潮总量达45 亿m3。

潮流量与径流量的含沙量之比为2.59,涨潮与落潮历时比为0.95,流速比为1.05。

口门的放宽率为0.1241。三条支河都有过最大浑浊带,潮强径弱,由入海平均径流量和平均潮流量维持入海纳潮河段过水面积。

地面径流10000 m3/s 左右时,潮流界上朔到280 km 的江阴附近。

在黄河夺淮期间,海岸来沙量较多,海岸线外移50 km;2000年以来入海河口口门宽已由180 km 束狭到90 km。1200年前扬州与镇口之间水面宽约12 km,现已束狭为2.3 km。

上海深水航道维持12.5 m 水深的年挖泥量平均约2000万m3;2009年长江来水量减少,维持12.5 m 水深航道挖泥量增加到约7000万m3。

②如灌河河口平均潮差3.08 m。

上游来水多年平均径流量180 m3/s,平均年径流量56.8 亿m3,平均含沙量1.76 kg/m3,涨潮平均每年纳潮总量0.8 亿m3,平均每潮潮流量与径流量之比13.98,反算平均进潮流量2520 m3/s 左右。潮、径流量含沙率之比为3.50,平均口门放宽率为0.1289。

潮流界在盐东控制工程附近,盐水入侵32 km。潮强径弱,又是新沂河排洪入海口,维持着河口排水入海。

③现在黄河口附近的无潮点神仙沟,为极弱潮河口,平均潮差0.20 m。

河口多年平均年径流总量442.8亿m3,多年平均含沙量25.3 kg/m3,潮、径流量比为0.194,潮、径流量含沙率比为0.1415,潮流界仅1~2 km,最大潮落潮流速约1.5 m/s,对入海泥沙向外扩散起很好作用,平均口门放宽率为0.0861。

流强潮弱,即使断流,河床淤高,入海口也不会被淤死。

(5)风暴潮的影响:

①沿海在夏季经常因强风形成涌水,海平面升高,称海岸增水。江苏吕四港最大增水2.50 m。

②河口受强风掀沙,涨潮流挟沙量增加,易出现泥沙最大浑浊带,淤狭河口段。如:长江口在1986年8615号近海转向型台风(在浙江和长江口以东海面转向东北朝鲜、日本方向),将上海港原来的南港航道淤塞,后紧急挖淤疏浚北港作为新航道。

(6)中等潮差河口建闸,建闸后闸下游纳潮量减少,闸下潮波变形,使闸下河断面淤狭。建闸位址愈靠近河口,纳潮量减少愈多,河口过水断面的淤积进程愈快,过水能力减少愈快。但河口总淤积量减少愈多,易被上游来水冲开。

1957年射阳闸河闸址离入海口约32 km,河口平均潮差2.59 m。建闸后,闸下入海河道淤狭,3年内淤了闸下原来河断面的3/5 以上,主要原因是闸下潮波变形引起淤积骤增,纳潮量减少引起淤积减少。

海河干流河口1958年建闸,闸下入海引河11.0 km,河口平均潮差2.35 m,上游建水库蓄水,入海地面径流减少,1958年~1980年平均径流量由建闸前99 亿m3减为32 亿m3,输沙量由800×104t 减为20×104t。加上潮波变形,到1995年,河口过水能力已减少80%(截至2001年流域已建水库1900 余座,其中大中型水库31座,总库容294 亿m3,控制流域山区面积85%,控制流域径流量95%)。

(7)在中等平均潮差的入海口,如有宽大的河口区,纳潮量大,多年平均年径流量与潮流量维持河口冲、淤平衡;如无宽大的河口潮流区,纳潮量小,必须上游经常有一定来水冲刷,保持河口冲淤平衡。否则,入海河口很快被淤狭,甚致淤死。

苏北灌溉总渠六垛闸入海引河长约12 km,入海口没有放宽,是人工开挖河道,出海河口处为较硬粘性土,1966~1967年淮河连续两年大旱,洪泽湖干涸,灌溉总渠断流,1966年冬闸下入海河道过水河槽被淤平断流。第二年靠上游来水冲淤,加上人工扰动才被冲开。

六垛北闸是苏北灌溉总渠北排水渠入海口的挡潮闸,挖河筑总渠北堤,河断面开挖很大,因排涝水量小,几年后被淤积。在河口再建一个北闸,利用两闸之间河段拦蓄高潮水量,低潮时利用流速冲刷新北闸入海引河,维持盐城市总渠以北排涝入海。

(8)入海河口是海、陆相互作用的地带。

入海河口可分口外区、河口区、近口区和河流区。

近口区指潮流界以下水位受潮汐作用有规律周期性起伏、水流方向始终向下游的河段。

河口区是潮流和径流两种能量相互消长的河段,水流方向成为往复流,径流向下的惯性作用增加了涨潮流的阻力。但含盐量自下向上逐渐减少,盐水密度大,有加大涨潮流速的作用。

受上游来水影响,涨潮时间比落潮时间短。涨潮流速大,挟沙多,造成潮流挟沙落淤成积。天然入海河道的感潮河段纳潮量很大,河断面宽大,其泥沙淤积由上游来水冲刷,平时潮强径弱,大洪水时反之,如多年冲淤平衡,则可维持河口宽大过水喇叭口。

中潮河口口外区出现淡水和盐海水没有完全混合情况,使涨潮流底层水流含盐量多,流速大;落潮时水流受上游来水影响,面层流速大;底层涨潮流上朔发生流速为零的地方称滞流点。

流域的细颗粒泥沙在口外区遇盐水而絮凝沉降,在底层积聚,在涨潮流作用下,有时发生最大浑浊带,类似泥沙异重流挟沙进入河口,在滞流点沉降,形成拦门沙。大潮时潮流更强,滞流点向上游移动;小水年时径流更弱,滞流点也向上游移动,结果导致拦门沙体积增大。反之,大洪水时滞流点愈接近海口,拦门沙体积愈小。

涨潮流受地球自转影响,使涨潮流与落潮流主流分离,在涨潮主流与落潮主流之间成为缓流区,容易形成滩沙或沙岛。由于河口段弯道不易充分发展,滩沙冲淤交替,水流主泓摆动,汊道交替频繁。

(9)淮河情况:

①历史上淮河潮波可传到盱眙附近,河口在涟水以东的云梯关。黄河夺淮北移时,河口已向外延伸80 km。黄河北移后,100 多年废黄河口海岸因泥沙无来源,局部已蚀退20 km。故现在江苏苏北沿海河口泥沙主要来自海域。

②黄海潮型为正规半日潮,原来淮河入海口潮差现在约在2.59~3.08 m 之间,汛期潮位平均值的海平面高程约在0.40 m。

③要恢复中游淮北平原涝水能自排入淮河的水位,必须是此水位与淮河入海口感潮河段的潮水位按水面比降相连接,这要根据上游多年平均来水量及其冲刷能量,确定维持河口的纳潮流量,综合选定入海感潮河段的潮流界和放宽率,保持入海河口冲、淤平衡,技术上需要研究的问题还很多。

④纳潮量大小与开挖工程量有关。20 世纪50年代设计里下河地区挖河20万m3,才排涝水1.0 m3入海,尚未计入因满足河口冲淤平衡的纳潮量使河口放宽的工程量。

⑤建水库可以多利用洪水资源,调节洪峰流量,故上游来水流量与上、中游水库蓄水有关,淮河上、中游已建水库占年平均径流量的60%~70%,尚有较大下泄的年平均径流量来保持下游感潮河冲淤平衡。淤狭后果是感潮河段纳潮量减少,河口断面缩狭,河水位抬高,即使能维持河口不被淤死,但是否能维持中游淮北平原排涝入淮河的水位尚不可知。

⑥在中等平均潮差的人工入海河口建闸,闸位置应尽可能靠近口外区,将潮流界限在闸外河口,使闸上原有感潮段不被潮流带来的泥沙淤狭,保持阔大河床淡水库;虽因建闸使闸下入海河道发生潮波变形,增加淤积,但能很快趋于冲淤平衡。如闸下入海河道愈短,纳潮量愈少,增加淤积量愈少,可减少冲淤水量。并且可利用闸上河道蓄水,抬高水位,低潮时放水冲淤,人工改变潮、径强弱,增大水流冲刷能力。但最终维持入海河道排水能力的仍是上游的冲淤来水量。

多年后,闸下感潮河段向外淤涨,可在河口建闸,形成套闸,纳高潮冲淤,减少冲淤用水量。

(10)洪泽湖与淮河下游河道“分离”方案,将洪泽湖及其下游河道挖深,利用淮河排洪,形成朔源冲刷,将上游长距离未挖深的河道刷深,代替人工开挖。根据淮河中游实际情况,不可能做到:

①利用下游河床挖深,降低河水位,造成上游来水流速增加,冲刷河床。如土质松软,上游、下游两级水面高差不大,来水为缓流时已能冲刷河床,只要水流不冲刷河岸,不会造成险工,能够实现朔源冲刷,但冲刷下来的泥土不淤垫下游河床。如遇弯道冲向凹岸,仍可能成为险工。

②当上游、下游两级水面高差较大,或河床土质较好,满足冲刷河床土质的流速已为急流,急流区极易发生折冲水流,发生拆冲水流易冲刷河岸,成为险工;或如遇弯道,急流冲向凹岸,成为险工,则要采用工程措施保护。

③为防止发生险工,在上游河床做陡坡和消力池与下游河床连接,急流在陡坡上发生水跃,跃后水位在消力池内与下游低水位的缓流连接;或做跌水,让上、下游都以缓流连接,停止朔源冲刷,不再降低上游水位。

④实现淮河中游淮北平原的涝水自排入海,不仅工程量大,而且在入海河口的设计和治理中不确定因素太多。

⑤建抽水站抽排可以解决淮北平原排涝问题。20 世纪70年代我国自制水泵单台已可抽水100 m3/s,建抽水站可解决调水,使水资源丰枯互补,工程投资省,收效快,风险小。

6 淮河下游水安全与洪泽湖、黄海、长江的关系

(1)黄河夺淮首要危害是淤塞淮河流域入海河道。淮河下游治水任务是从开挖入海、拓浚入江河道开始,维持入海、入江河道通畅,是保证淮河下游水安全的关键。

(2)洪泽湖是下游唯一调洪、调蓄水库,可以充分利用淮河下游水资源。

(3)北调长江水补充淮河下游水资源,弥补淮水不足。淮河大洪水入江,使入江处不需要冲淤保港水量,不仅减轻了淮河下游防洪负担,又为长江入海口冲淤保港增添了水量,是双赢的措施。

(4)南水北调东线工程按规划实施,使淮河下游失去了生态环境用水,入海河道很少再有水来冲淤保港,将很快被潮水带来的泥沙淤狭,甚致淤塞,很难满足淮河洪水安全排入黄海的要求;淮河处在季风区,失去洪泽湖调蓄和大部分江水资源后,淮河下游水田种植要靠洪水和雨水灌溉,将很难继续;在水量调配中没有城镇用水,淮河下游城镇发展及工业现代化都将增加很大困难;沿海滩涂开发缺少淡水,困难将更大;失去洪泽湖调蓄后,淮水利用减少,要多用江水替代,增加东线调水成本。

(5)洪水治理、水资源供应和流域生态环境提升,仍是今后淮河下游治水的首要任务。

[1]国家防汛抗旱总指挥部,水利部南京水文水资源研究所.中国水旱灾害.水利水电出版社,1997.

[2]周君亮.关于南水北调东线工程的建议[R].中国工程院第四次院士大会学术报告汇编,1998:269-277.

[3]周君亮.对南水北调工程规划布局的意见[J].科技导报,2002(5).

[4]周君亮.南水北调规划布局商榷[R].东方科技论坛第18 次学术研讨会第一专题中心议题报告.华东师范大学出版社,2001.

[5]周君亮.关于淮河入海水道工程[J].江苏水利,2001(2).

[6]周君亮.中国水利可持续发展[J].中国水利,2000(8):35-37.

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[11]陈吉余.中国河口海岸研究与实践[M].高等教育出版社,2007.

[12]窦国仁.潮汐水流中悬沙运动及冲淤计算[J].水利学报,1963(4).

[13]陈吉余,等.南水北调(东线)对长江口生态环境影响及其对策.华东师范大学出版社,2001.

[14]刘凌,常本春,毛媛媛,等.里下河地区主要通海港道冲淤保港生态需水量研究.海洋出版社,2007.

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