淮河重大问题研究过程及成果
2020-01-19
(中水淮河规划设计研究有限公司 合肥 230601)
1 研究背景
新中国成立以来,淮河流域经过70年的系统治理,其水利建设已经取得了巨大成就,初步形成由水库、湖泊、河道堤防、行蓄洪区、防洪调度指挥系统等工程和非工程措施组成的防洪减灾体系,使淮河流域从历史上的贫困区变成国家重要的粮仓、能源基地。
随着社会经济的快速发展,流域防洪保护区内人口、经济当量也随之扩张,对保护区的防洪标准、供水保证率以及水质安全提出了更高的要求;淮河流域作为我国重要的粮油生产基地之一,粮食安全对流域防洪除涝标准、灌溉用水环境等方面提出了更高的要求;“绿水青山就是金山银山”,生态文明建设对淮河流域水生态安全系统建设也提出了更高要求。
为了满足流域社会经济可持续发展的要求,提高流域在治水问题上前瞻性、预见性,并为今后一个时期流域的治理工作做好技术储备,适时对关系流域治理全局的重大水问题进行研究是十分必要的。为此,水利部淮河水利委员会研究提出淮河面临的六大问题,分别为淮河与洪泽湖的关系、洪涝灾害关系、行蓄洪区问题、淮河干流河道特性及整治方向、水资源配置与开发战略、水环境安全重大对策。
2 重大问题研究及成果
2.1 淮河与洪泽湖关系
淮河原是一条出路通畅,直接入海的河流。自公元前132年黄河开始较大规模地侵淮以来,淮河水系逐步发生了巨大变迁,尤其是自1194年至1855年黄河夺淮661年,导致河口海岸向外延伸70多公里,在盱眙和淮阴之间逐渐形成了洪泽湖,淮河失去了独立通畅的入海口改入长江;黄河泥沙还淤积破坏了淮北很多河道,沂沭泗河失去入淮通道。黄河夺淮使淮河失去了原本的面貌,对淮河治理产生了深远的影响。
目前,洪泽湖已成为淮河中下游结合部的巨型综合利用平原水库,在防洪、排涝、灌溉、供水、航运、水产养殖、水生态环境等方面发挥着重要的作用。南水北调东线一期工程将洪泽湖作为蓄水调节湖泊。因此,淮河与洪泽湖在防洪除涝、水资源综合利用等方面的关系也将越来越复杂。
数百年来,在淮河治理规划的过程中,淮河与洪泽湖的关系一直是人们关注的焦点,各种关于河湖关系的主张不绝于史。鉴于洪泽湖在防洪、水资源利用等方面的重要作用,新中国成立以来历次淮河治理规划都是在利用洪泽湖作为调蓄水库的基础上进行的,并据此开展了大规模的治淮建设。
鉴于黄河夺淮给淮河流域所造成的严重后果以及洪泽湖在淮河历史进程中所扮演的重要角色和深远影响,洪泽湖在淮河防洪与南水北调、水资源综合利用、水生态环境保护等复杂的关系,研究淮河与洪泽湖的关系,以确定河湖分离还是不分离,是十分必要的。
该项重大问题主要由中水淮河规划设计研究有限公司(以下简称中水淮河公司)承担,具体分析了洪泽湖现状工程条件下,淮干不同的水位流量对淮河中游洪涝的影响;扩大洪泽湖出口和下游河道规模,降低洪泽湖水位对淮河中游洪涝的影响;开挖盱眙新河对淮干沿程水位、洪峰传播时间及对洪泽湖的影响;在洪泽湖内开挖一头两尾河道对淮干沿程水位、洪峰传播时间的影响等问题,形成了《淮河中游洪涝问题与洪泽湖关系研究》《淮河与洪泽湖演变研究》等研究报告。
2.2 洪涝关系
淮河流域是我国重要的粮、棉、油生产基地和商品粮基地。提高淮河流域的除涝标准,对稳定流域粮食产量,提高农民收入,保证粮食安全有着重要的意义。
流域现状除涝标准低。目前除苏北地区的排水条件较好,大部分已达5年一遇外,其他地区的排水条件仍然很差。骨干排水河道除涝标准大部分不到3年一遇。
淮河流域的涝灾有其特点:一是平原区面积大,范围广,地势平缓低洼,地面高程大部分在干支流洪水位之下,干支流防洪工程的保护区相联,相互影响。二是由于特殊的地形条件,沿淮、支流河口、分洪河道两侧、滨湖和里下河地区等,分布了较大面积的易涝低洼地,除涝问题尤为突出。三是由于地势低洼又受外水顶托,内水无法外排,形成“关门淹”,经常出现因洪致涝,洪涝并发的局面。四是多数湖洼及支流的排水系统标准原本偏低,加上人类不合理的围垦,有些地方泥沙淤积,阻水障碍多,不仅自排能力低,而且抽排能力有限,有的地方甚至没有抽排设施,面上除涝配套工程也不足。五是里下河地区排水虽相对独立,但地势低洼,中间低周边高,自流排水极为困难,抽排能力也有限。因此,要解决平原地区的除涝问题,必须深入研究洪涝关系,“洪涝兼治”,因地制宜,采取综合措施。
该项重大问题主要由中水淮河公司承担,通过全面调查,收集各片洼地的自然概况、社会经济概况、除涝工程现状、典型年涝灾情况等基础资料,选择典型洼地进行实地调研;分析各片洼地具体的涝灾成因形式与特点,从暴雨特性、自然地理因素、除涝工程情况、水土资源开发合理性、工程运行管理等方面,归纳总结不同类型洼地的涝灾成因及规律;针对各片洼地致涝成因和规律的分析结果,结合洼地的地形条件、现状排水条件、历年治理和受灾情况,按照因地制宜、综合治理的原则,研究各片洼地的总体布局,提出相应的除涝对策。形成了《淮河中游易涝洼地问题与对策研究》等研究报告。
2.3 行蓄洪区问题
1950年大水后,根据中央人民政府确定的“蓄泄兼筹”的治淮方针,在建设山区水库、整治河道、加固堤防的同时,陆续建设了一批蓄滞洪区分蓄淮河洪水。行蓄洪区的作用已被计入防洪设计标准内的行蓄洪能力之中,而不是当作对付超标准洪水的应急措施,因此行蓄洪区在淮河流域防洪体系中将长期发挥重要和不可替代的作用。确保行蓄洪区及时启用,行洪区行洪通畅,蓄洪区有效蓄洪是淮河防洪的一项重要工作。
虽然淮河流域行蓄洪区的建设取得了很大的成绩。但行蓄洪区目前的状况,难以做到及时、有效地行洪、蓄洪,存在的主要问题有:行蓄洪区进洪频繁,洪灾损失重,难以及时启用;行洪区的进、退洪控制设施缺乏,行洪效果差;安全建设严重滞后,灾后恢复自救能力较差,通讯预警能力不足;行蓄洪区管理工作薄弱;法律法规不完善,体系不健全等。
由于行蓄洪区存在上述问题,同时随着经济和社会的发展,一旦行洪造成的经济损失也更大,人与水争地的矛盾日益突出。对行蓄洪区进行调整和建设的呼声越来越高,要求也越来越迫切。
该项重大问题主要由中水淮河公司承担,编制完成了《淮河干流行蓄洪区调整规划》等报告,《淮河行蓄洪区和易涝洼地水灾防治实践与探索》等专著。其中“淮河干流行蓄洪区综合治理理论与实践”荣获2013年度淮委科学技术特等奖项,目前正在开展淮河流域行蓄洪区综合管理和政策研究。
2.4 淮河干流河道特性和整治方向
目前淮北大堤和沿淮重要工矿城镇的防洪标准已接近40~50年一遇,但是由于黄河夺淮的历史原因和淮河流域的自然地理特性,淮河干流上中游防洪现状中突出的矛盾是洪水来量大,河道排洪能力小,行蓄洪区进洪频繁,行洪效果差。在出现40~50年一遇洪水之前,沿淮行蓄洪区已全部使用,两岸低洼地带也已成灾。
1991年6—7月份,淮河发生了较大洪水。按洪量计算,王家坝约7年一遇,正阳关、蚌埠、中渡分别为15、16、18年一遇。2003年淮河流域发生了1954年以来最大洪水,据分析,王家坝约10年一遇,正阳关约为20年一遇,蚌埠约为25年一遇,中渡约为30年一遇。两次洪水均小于1954年,但都造成较大的灾害,一些控制断面水位也超过了历史最高水位。
洪水以后,不少专家认为淮河中游河槽宽度太窄,平槽泄量太小,使中小洪水通路不畅,行洪水位高,行洪效果差。要标本兼治,显著改变淮河面貌,应在现有治理规划基础上,除尽快完成19 项治淮骨干工程外,还需进一步研究淮河的河道特性、研究扩大淮河干流及其入江入海的中小洪水出路,提出标本兼治的防洪对策。本项研究的主要内容包括淮河干流水沙特性研究、淮河干流河床演变分析、研究淮河干流的河相关系和整治方向等。
该项重大问题主要由中水淮河公司承担,完成了《淮河干流河相关系和整治方向研究报告》,在相关学术刊物发表论文7 篇并完成了专著初稿。目前,本研究成果已应用于治淮工程实践中,发挥了很好的经济效益和社会效益。淮委近期编制的淮河干流行蓄洪区调整规划、淮河流域重点平原洼地除涝规划、淮河中游洪涝问题与对策研究、淮河流域综合规划修编、淮干(蚌埠至浮山段)行蓄洪区调整研究报告均采用了本研究成果。淮河干流的进一步治理已部分采纳了本研究成果和结论。
2.5 水资源配置与开发战略
淮河流域地处我国南北气候过渡带,既有北方地区干旱少雨、旱灾连年,又有南方多雨少晴、洪水不断的特性。具有人均拥有水资源量少、时空分布极不均匀、水土资源不匹配的特点。目前跨流域调水已经成为流域的主要供水水源之一,跨流域调水量占流域总供水的比重已经由1980年的5.6%上升到2000年的15.7%,为缓解淮河下游及沿黄地区的水资源供求矛盾起到十分重要的作用。
水资源配置与开发战略研究的主要内容包括淮河流域节水战略研究、引江济淮工程、临淮岗洪水控制工程水资源开发利用研究等内容。目前,引江济淮工程正在实施,《临淮岗水资源综合利用工程总体方案》报告已编制完成。
2.6 水环境安全重大对策
随着淮河流域人口不断增长、国民经济快速发展和城市化进程加快,淮河流域水环境安全问题日益突出。一是水质恶化,威胁供水安全。二是水资源短缺。三是水生态破坏。由于自然及人为干扰导致水生态环境恶化,淮河以北地区河流断流或干枯现象较为普遍,可用水源逐年减少;湿地锐减,大量湿地消失,湖泊萎缩,许多湖泊低于死水位以至干涸的情况时有发生;地下水超采严重,漏斗面积不断增大,沿海地区地下水含水层受浅层咸水入侵面积不断扩大,不少地区出现地面沉陷、塌陷、裂缝等地质灾害;生态功能下降,水生生物生境类型逐步趋于单一,水生生物种类及数量明显减少,生物多样性受到严重影响。因此,保障水环境安全已成为淮河流域经济社会发展的重大问题之一。
本项研究工作通过综合考虑水资源、水环境和水生态建设与保护等方面问题,研究建立水环境安全保障体系与保护目标,以水资源的可持续利用支持经济社会的可持续发展。主要内容包括供水安全对策研究、生态安全对策研究等。
3 新时期淮河重大问题展望
在认真总结新中国治淮70年经验的基础上,抓住淮河保护治理在重大国家战略实施中的重大机遇,准确把握推进经济高质量发展对淮河保护治理提出的最新要求,围绕淮河流域水问题,科学谋划淮河保护治理,逐步实现“防洪保安全、优质水资源、健康水生态、宜居水环境”的要求。淮河重大问题在原有基础上被赋予了新的内容。
3.1 淮河上游
研究佛子岭、梅山、响洪甸等大型水库的特征水位和联合调度运用方案,加强现有水库群的互联互通;规划水库建成后,针对淮河上游水库仍存在控制面积小、调峰能力低等问题,研究通过水库扩容等措施,对大型水库防洪能力进一步挖潜,增加水库拦蓄能力。
3.2 淮河中游
分析淮河干支流关系,研究如何正确处理好沿淮易涝区排涝与淮河干流防洪安全的关系,通过水动力重构改善水动力时空不平衡的状况。将防洪除涝规划与经济社会发展规划深度融合,探索适应性发展与适度的工程措施相结合的洪涝治理模式。
3.3 淮河下游
进一步研究河湖分离的可能性,优化淮干中游与洪泽湖的布局关系,增加洪水调度的灵活性,在保障防洪安全的前提下,兼顾洪泽湖作为巨型水库的洪水资源利用。
3.4 完善水资源配置体系
依据水资源丰枯变化规律,考虑气候变化影响,在水资源节约集约利用的前提下研究优化水资源调度方案,实现水资源统筹调配。
3.5 提升河湖生态安全保障水平
结合流域综合规划及专项规划,统筹上下游、重要河湖、引调水线路、重要滨水城市等问题和需求,研究流域水生态保护与修复总体方案■