淮河防洪工程蓄水抬升水资源综合效应分析

2019-07-22王向阳王多梅

治淮 2019年6期

王向阳王多梅

一、工程概况

淮河临淮岗洪水控制工程（以下简称临淮岗工程）于2001年12月2日开工建设，2007年6月20日通过竣工验收并投入运行。它的建成为淮河流域增加了一道安全屏障，结束了淮河中游无防洪控制性工程的历史。

临淮岗工程的主体工程地处淮河干流中游王家坝和正阳关之间，其主坝位于正阳关以上28km处，集水面积42160km2。临淮岗工程为Ⅰ等大（1）型工程，正常运用洪水标准为100年一遇，非常运用洪水标准为1000年一遇。100年一遇坝上设计洪水位为28.51m（废黄高程，下同），相应滞蓄库容为85.6亿m³，1000年一遇坝上校核洪水位为29.59m，相应滞蓄库容为121.3亿m³。

二、蓄水影响

1.淹没影响

临淮岗工程适度蓄水的淹没影响主要是蓄水致使临淮岗以上河滩地被淹没，给相关县河道管理单位及承包耕种的农民造成了一定的经济损失。临淮岗坝上水位为20.5m时，库容1.55亿m3，累计淹没河滩地面积5240亩，农耕年收入损失341万元；水位为23.0m时，库容3.81亿m3，累计淹没河滩地面积89677亩，农耕年收入损失5381万元。

2.对部分排涝工程有影响

临淮岗工程适度蓄水对临淮岗以上邱家湖、南润段、濛洼蓄滞洪区排涝有所影响，主要是影响自排。如邱家湖进退洪闸、南润段进退洪闸、曹台子闸等，当临淮岗坝上水位达到22.5m时，均挡水达2m左右。

3.邱家湖、南润段低洼区域浸水明显

临淮岗工程蓄水使邱家湖、南润段地下水得到充足补给，地下水位上升较多，两蓄滞区低洼区域发生明显浸水情况。据调查，邱家湖、南润段分别有4000亩、2000亩耕地因浸水影响耕种或减产，农户反映较强烈。

4.对临淮岗工程本身的影响

临淮岗工程蓄水对临淮岗工程本身也有一定影响。一是北副坝颍上段（腰庄孜涵、半岗店涵、清凉寺涵、王侠道涵、朱拐弯涵、后黄庄涵、润河集涵、陶坝闸、南照东涵、南照西涵、西园涵、汤庄涵、十里井涵）及阜南段（高岗头涵、陈沟口涵、二郎沟涵、张集闸）共17座穿坝涵闸因挡水不能自排；二是临淮岗船闸可能超设计水位差运行，既增加运行成本，又降低安全保障；三是浅孔闸、姜唐湖进洪闸长时间挡水，需每年详细检修维护，增加检修维护难度，势必增加运行维护费用。

三、工程试验性蓄水的过程与效果

1.蓄水过程

临淮岗工程试验性蓄水从2010年9月15日开始，此时临淮岗坝上、坝下水位分别为21.12m、21.08m，水位差0.04m，深孔闸由全开敞泄逐步下压，过闸流量逐步减小。坝上水位逐步抬升，坝下水位逐步下降。至9月24日8时，临淮岗坝上、坝下水位分别为22.10、20.20m，水位差1.90m。为避免上游河滩地被耕种，从9月28日开始再次逐步下压深孔闸，逐步抬升坝上水位；9月29日8时坝上、坝下水位分别为22.47 m、19.32m，水位差3.15m；至11月3日，坝上水位基本维持在22.50m左右，水位差基本上在3至4m之间。因阜六铁路南照淮河大桥施工急需，从11月3日开始，逐步加大深孔闸开启高度，适当降低坝上水位，11月20日坝上水位降到22.00m以下，11月25日坝上水位降到21.50m以下，此后至12月31日，坝上水位基本维持在21.50～22.00m之间，水位差基本上在2.9～4.3m之间。

试验蓄水至12月31日，坝上平均水位21.99m，最高蓄水位22.57m；坝下平均水位18.57m；上下游平均水位差3.42m。最大水位差4.28m，深孔闸平均过闸流量209m³/s。

2.蓄水效果

经调查分析，实施试验性蓄水已取得以下初步效果：

（1）蓄水改善了通航条件，保证了淮河持续特大干旱未断航。

（2）蓄水为沿淮地区秋冬春夏持续抗旱提供了宝贵的水源。2010年秋～2011年4月初，临淮岗以上沿淮各灌溉工程从淮河抽水近2.5亿m³。

（3）蓄水有助于改善生态环境。蓄水使临淮岗以上约100 km河段形成一定面积的长久水域，蓄水约在1.6亿～3.8亿m³之间，临淮岗以上河道库容因无实测资料准确计算，暂参照库容曲线估算。一方面可以缓解附近淮河以北地区地下水位急剧下降的局面，在一定程度上还可以逐步回补地下水；另一方面因有较好水质的水源储备，可根据需要不断地向下游淮河干流补充相对稳定的流量，以改善其水环境，维持淮河不断流，保护淮河生态系统安全。

四、临淮岗水位抬升对供水能力提升分析

1.边界条件

（1）库容曲线

临淮岗坝上蓄水范围为淮河干流洪河口～临淮岗坝址的河槽蓄水，断面资料采用2011年测量断面。水面比降采用淮河润河集站枯水期（10月～次年5月）多年平均流量（228m3/s）推算。

表1 各方案临淮岗坝上供水保证率及增供水量表

（2）分期蓄水位

鉴于淮河干流洪水特点和蓄水利用要求，在加强预报的基础上，可对临淮岗坝上蓄水位按主汛期、汛初和汛末、非汛期实行分三期蓄水位动态控制。

①主汛期控制水位

主汛期为6月16日～ 8月15日，蓄水位考虑了20.5m、21.5m共二组方案，调节库容分别为0.88亿m3、1.42亿m3。拟定20.5m方案，是因为49孔浅孔闸设计底板高程20.5m，主汛期全部打开，仅需动用临淮岗深孔闸控制，有利于工程调度控制。

②汛初、汛末控制水位

根据防汛的有关规定，5月1日～ 6月15日为汛初，8月16日～ 9月30日为汛末，蓄水位考虑20.5m、21.5m、22.5m共三组方案，调节库容分别为0.88亿m3、1.42亿m3、2.14亿m3。

③非汛期控制水位

非汛期为10月～次年4月，蓄水位考虑21.5m、22.0m、22.5m、23.0m、23.5m、24.0m共六组方案，河道蓄水调节库容分别为1.42亿m3、1.73亿m3、 2.14亿m3、2.56亿m3、3.09亿m3、3.63亿m3。

（3）供水能力计算分析

在供需平衡分析的基础上，根据水量平衡原理进行调节计算，得出水位抬高以后供水能力提升的情况。

临淮岗坝上抬高蓄水增供作用主要反映在干旱年份，故选择淮河干流具代表性的连续干旱年1958～1959年、1966～1967年、1977～1979年、2001～2002年进行重点分析。不同方案主要枯水年份增供水量及供水保证率成果见表1。

临淮岗蓄水24.0m时，河道蓄水调节库容为3.63亿m3，相当于一个大型水库的库容。根据水资源调算成果，适当抬高临淮岗坝上非汛期蓄水位，可提高临淮岗坝上供水保证率，增加枯水年份的供水量，在一定程度上缓解沿淮地区供需矛盾。临淮岗非汛期蓄水位提高到24.0m，临淮岗坝上多年平均增供水量2.65亿m3，最大年份增供水量为3.22亿m3。