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济南市玉符河现状防洪能力分析

2020-01-06郭文明范里静

山东水利 2020年6期
关键词:济南市防洪河道

郭文明,李 龙,范里静

(济南市玉符河管理中心,山东 济南 250116)

玉符河是济南市最大的季节性山洪河道,流域面积约为827km2,流经历城、市中、长清、槐荫4个区,河道自卧虎山水库至北店子入黄口,全长约39km,是黄河下游最末端的一条支流,是济南市西部城区重要的防洪屏障和生态隔离带。2013年11月,市委、市政府决定实施玉符河综合治理工程,2018年,玉符河综合治理工程中水利、市政部分的建设工作基本完成。

1 玉符河流域雨水工情

1.1 利奇马台风带来的强降雨造成的影响

1)雨情。据济南市水文局数据:8月10日8时至8月14日8时:全市平均降水量208.7mm,其中,市区216.9mm,长清142.3mm,南山274.8mm。玉符河干流附近,10日8时至14日8时,卧虎山降雨114.5mm、邵而降雨231mm、党家庄降雨149mm、陡沟降雨131.5mm、吴家堡降雨117mm,降雨较强时段主要集中在11日和12日,13日逐渐减弱。

2)水情。2月至8月,南水北调和卧虎山水库向玉符河放水补源。最大流量30万m3/d。此时,催马漫水桥水面比桥面低0.02m左右。

8月8日,根据市水资源调度中心指令,卧虎山停止向玉符河内补水。11日16时,市防指决定启用腊山分洪工程。11日至13日,分洪总量约为500万m3,河道断面过流量约10万m3/h,220下游河道宽阔,水位上涨不大。15日腊山分洪闸关闭,分洪总量约600万m3。

受暴雨影响,12日,玉符河内水位平均上涨0.2m左右,高铁下游漫水桥、催马西桥下游漫水桥、武警桥上游漫水桥出现漫水情况。河道内水流越过济菏高速桥,被董庄坝挡住,坝下未过水,董庄坝以上河道全线有水。

根据今年南水北调和卧虎山水库补水的经验,当河道内流量为25万m3/d时,104桥上游保持全线有水,水位稳定,说明补水量与渗漏量大体平衡;30万m3/d,水头可以到达济菏高速桥上游。可见台风降雨形成的流量已大于30万m3/d。

1.2 卧虎山泄洪造成的影响

1)水情。受南部山区强降雨影响,锦绣川水库水位上涨迅速,12日济南市防汛抗旱指挥部下达了锦绣川水库泄洪指令。受锦绣川水库泄洪影响,卧虎山水库水位接近汛中控制水位130m,自8月15日18时开始泄洪,流量20m3/s,16日9:30开始,2小时内泄洪流量逐步提升到70m3/s。16日17:40,因寨而头段水位即将漫入民宅,卧虎山水库关闭1孔泄洪闸,流量降为55m3/s。

卧虎山泄流量由20m3/s上调到70m3/s开始,河道全线有水,河水突破入黄口倒比降,流入黄河。

2)工情。在卧虎山放水20m3/s时,104桥上游各处漫水桥桥面过水。

卧虎山泄流量达到70m3/s时,1号桥附近流速约为1m/s。寨而头段右岸漫堤即将进入民房、杨台桥至刘长山路右岸漫堤深度约0.2m、河中各处漫水桥桥面过水。杨台桥到刘长山桥慢行路过水,两岸土质岸墙浸泡在水中,有塌方危险,形成较大的防洪隐患。卧虎山泄流量降至55m3/s时,南桥坝桥面没有过水。

2 玉符河流域雨水情规律

玉符河与小清河不同,小清河是主城区唯一排水河道,承接十几条支流来水,集水区域广、面积大,支流多为山洪河道,干流为平原河道,所以出现暴雨时,干流水位暴涨缓落。而玉符河是山洪型河道,水情态势主要受卧虎山放水影响。在卧虎山水库不泄洪的情况下,即使出现暴雨,汇入玉符河的沟渠是南部山区山洪沟和附近雨水沟,当时尚未封闭的雨污混流排污口等,区间来水的流量较小,玉符河干流内水位涨速不快、涨幅不大。但当卧虎山泄洪时,玉符河水位上涨迅速。

220桥以上玉符河段的水流速度较快,以下段较慢,这与河底比降和河槽宽度有关。220桥以下河槽宽阔,比降只有1/9300,入黄口还是倒比降,所以流速缓慢。小清河汇流快、一般在6h内形成洪峰,所以腊山分洪启用早,且腊山分洪启用时间一般较短,位于玉符河下游,卧虎山洪水流到下游需要12h以上,与腊山分洪大流量水头相遇的概率不大。

此次行洪期间,黄河水位逐日下降,未造成顶托,玉符河水能够顺畅进入黄河。若黄河处于高水位,加之卧虎山水库泄洪,玉符河防洪形势较严峻。220橡胶坝和入黄口橡胶坝须根据黄河与玉符河水情进行联合调度。同时,卧虎山也要采取控泄措施。

3 防洪工程存在的短板与建议

由本次卧虎山泄洪情况可知,玉符河部分河段防洪能力不足,甚至在河道流量70m3/s左右时已经溢上慢行路。主要集中在104国道上游、104~220国道部分区间,包括:宅科桥到寨而头民宅、张庄桥到西西桥、武警桥至市中1号桥、104节点、杨台桥到刘长山桥等。220国道以下无此类情况。造成这种情况,主要有如下原因。

3.1 慢行路地面较低

此次泄洪量达到70m3/s,玉符河104桥以上河段的漫水桥过水深度已达1m以上,当出现100m3/s以上的流量时,推测玉符河104桥以上河段及杨台堰至刘长山河段将比日常上涨2m以上,慢行路将大量被淹没,且漫水区域的民宅须迁建。

3.2 建筑物和树木阻水

上游朱家桥、催马西桥、武警桥、武警北桥、市中1#桥等,在河道流量由70m3/s减为55m3/s的过程中,桥下水位仍较高,判断是桥基、桥墩等有阻水现象,尤其是武警北桥,在河道流量70m3/s的时候,水面几乎与桥板等高。津浦铁路桥到104桥之间,河道内有大量高杆树木阻水。

汛后,玉符河管理中心已组织对树木进行了清除,但以上几座桥梁应尽快改建。

3.3 沿河拦水堰过多

为了营造水景观,河道内有22处漫水桥和拦河坝。这些拦水堰形成一个个阶梯式蓄水池,水位涨到拦水堰的泄水孔,才能流到下游。最高的南桥拦水堰和南桥2#拦水堰的堰高达2m,造成水位壅高。为保持河道的原生态、营造水景观,过去对玉符河防洪功能考虑不足。现在玉符河两岸已经不再是荒地,有高铁、轻轨、城市道路,所以必须提升玉符河防洪能力。建议重新规划玉符河内的拦水坝,计算实际过水能力,并根据计算结果,重新调整拦水坝布设,并降低相应的泄水孔高程。

3.4 中游河底比降小且弯道过多

杨台拦水堰下游至刘长山段(19+800~21+770),河底比降仅为1/1917,河底较平缓,造成水位壅高,也是杨台至刘长山右岸漫上慢行路的原因之一。另外,104桥至刘长山段河道,弯道过多,影响流速,造成冲刷岸墙。为提高过流能力,应考虑在部分位置进行裁弯取直。

另外,玉符河宅科桥到104桥段是强渗漏带,是济南市地下水的重要补给区,在对河道进行必要改造时,注意施工不要影响渗漏带的透水性。

4 存在的问题与建议

4.1 修订玉符河防洪预案

玉符河防洪预案中河道安全泄量为240m3/s,G104桥以上段河道子槽满足240m3/s的过流能力,G104-G220段50年一遇设计水位线低于现状地面是不够准确的。

从本次泄洪情况看,玉符河部分河段过流能力达不到标准。防洪预案系根据玉符河综合治理工程可研报告编制,在可研报告中,只有邵而站作为参考进行的洪水计算,代表性不足。同时,玉符河综合治理工程和城市开发,不透水面积大量增加,使玉符河两岸下垫面发生巨大变化,雨量下渗减少,径流系数增大,原有计算结果可能不再适用。必须根据本次卧虎山泄洪情况,重新制定洪水防御方案,洪水风险图相应修改。

4.2 完善雨量、流量和水位等观测设施

玉符河管理中心成立时间较短,尚未建成遥测信息化系统。2019年6月,玉符河综合治理指挥部对水位视频遥测站进行了选址,并计划在每座桥梁设置水尺。目前玉符河信息化工程已列入玉符河综合治理工程二期,济南市发改委已批复,遥测站建成后,将为防洪调度提供有力依据。同时,建议增加布设雨量站点,为将来建设洪水模拟预报系统做准备。

4.3 加强部门联动

在玉符河水位上涨、水流湍急、漫水桥完全被淹没的情况下,部分群众仍然走漫水桥,有人在河道内钓鱼甚至跳入河中捕鱼,且不听管理中心和养护单位人员的劝阻,存在严重的溺水危险。前不久修订的《济南市河道管理办法》规定,玉符河由市河道主管部门管理。目前,作为河道主管部门,玉符河管理中心实际在岗仅13人,而且没有执法权。建议在玉符河出现洪水的情况下,辖区派出所民警、城管执法人员、区水务局水政执法人员共同维护行洪期间水事秩序,避免发生事故。

5 结语

2019年的利奇马台风暴雨和卧虎山水库泄洪,是玉符河综合治理工程的水利部分基本完成以来,玉符河遇到的最大的一次考验。在市防指科学调度下,玉符河工程总体安全。以上雨水情规律,是根据本次暴雨和泄洪的数据进行的初步探索。由于管理中心成立时间短,缺乏专业测流设备和技术人员,这次测量的数据精度还不够高,只能是定性分析,难以进行精确的定量分析。这些初步总结的规律,都是需要今后建成遥测系统、采购测流设备后,随着数据不断增加,进一步修订和完善的。

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