洺河流域防洪减灾规划研究
2021-01-12张鹏
张鹏
(河北省子牙河河务中心,河北衡水053000)
全面贯彻落实新时期水利工作方针,以水法和防洪法为指导,以子牙河流域防洪规划为基础,充分反映邯郸市社会经济发展对洺河流域防洪保安的新要求,从国土整治、维护人类生存发展、维护河流健康生命和环境保护的高度出发,系统分析洺河防洪体系存在的薄弱环节。坚持问题导向,优化防洪体系总体布局,完善水利工程防洪体系,增强防灾减灾能力,为洺河防洪工程建设、水生态环境修复提供科学依据。
1 流域概况
洺河为邯郸、邢台两市界河,属滏阳河系,发源于太行山东麓,由任县汇入北澧河,流域面积3 214 km2,其中邯郸市境内面积2 602 km2,占81%。永年区娄里村以上为山区,控制流域面积2 210 km2;以下为平原,流域面积1 004 km2。
洺河流域地形地貌较复杂,有山地、丘陵、平原,地势西高东低、南高北低。流域属温带大陆性季风气候,春季受蒙古大陆变性气团影响,气温回升快,风沙多,蒸发量大;夏季受东南风影响,多由暖湿气团控制,气温高,降雨量多;秋季降雨量较少,一般年份秋高气爽;冬季受西伯利亚大陆性干冷气团控制,寒冷少雪。流域多年平均降雨量585 mm,降水年际变化大,年内分布不均,多集中于7—8月。
2 存在问题
洺河是滏阳河中游洼地上游流域面积最大的滏西支流。新中国成立后,流域修建了一些中小型水利工程,河道进行过局部整治,但流域防洪排涝标准远未达标,存在邯邢边界邢威公路桥阻水以及边界段河道治理标准不一的问题,水事矛盾不断。
(1)山区无控制性工程,现有中型水库防洪库容较小。洺河中上游水系呈扇形分布,源短流急,山洪突发性强,无控制性工程,现有车谷、青塔、大洺远、口上、四里岩5座中型水库均以灌溉供水为主,未安排防洪任务,致使山区洪水不能有效控制,导致洺河“小水小淹、大水大淹”。流域多次因山洪暴发成灾,其中以1963、1996、2016年3次最为严重。
(2)下游河道堤防不连续,防洪标准偏低。中下游河道防洪标准普遍偏低,且愈往下游标准愈低。永年区下游河段安全泄量300~800 m3/s,防洪标准不足5 a一遇;鸡泽县安全泄量70~150 m3/s,防洪标准不足2 a一遇。永年与鸡泽交界段左岸无堤防、右岸堤防不连续,遇有洪水即漫滩行洪,在京港澳高速公路以东至留垒河区间形成洪泛区。在“96·8”和2016年“7·19”洪水期间,除主河道行洪外,洪泛区内村庄水深普遍在0.7~2 m。
(3)洺河、留垒河之间洪水串流域。鸡泽县境内洺河东距留垒河仅3~4 km,自洺河至留垒河区间地面高差将近4 m。留垒河右堤紧接鸡泽县城,中小河流治理项目实施后,防洪标准达到10 a一遇。当洺河超过河道过流量(70~150 m3/s),洪水向东漫溢串流至留垒河范围内,有可能与留垒河洪水连成一片,并越过留垒河右堤,威胁鸡泽县城。
(4)下游邯邢边界卡口。1989年在修建邢威公路复线时,路基高出地面较多,所建公路桥梁底高程偏低,泄洪能力不足70 m3/s,形成卡口阻水,致使洪水在上游鸡泽县境内开始滞留,给永年区、鸡泽县沿河群众生命财产安全造成重大损失。邯邢两市边界水利纠纷不断,流域又未能进行统一治理,使邯郸市洺河流域屡次遭受洪灾,危及数十万人口安全。
(5)下游泄水不畅。受北澧河水位顶托,降低了洺河下游泄洪能力,加重了洪水灾情。洺河不受北澧河水位顶托时可泄100 m3/s,但因北澧河设计泄量偏小,仅300 m3/s,不足3 a一遇标准,加之南澧河、顺水河、白马河等支流洪水比洺河早到,提前占用北澧河,造成洪水顶托,倒灌洺河,导致洺河泄量不足40 m3/s即漫溢决口成灾。
3 现状及规划防洪体系评价
按照“上蓄、中疏、下排、适当地滞”防洪治理方针,结合现状及规划防洪减灾建设工程分别对防洪体系进行评价。目前洺河干流下游主要防护对象为永年县城和沿线村镇;现状永年城区和鸡泽县城的防洪标准为20 a一遇,沿线村镇防洪标准为10 a一遇。
3.1 现状防洪体系
目前规划中提出的中型水库群已建成的车谷、青塔、大洺远、口上及四里岩5座水库以兴利、供水为主,防洪库容很小,发生洪水时拦蓄、调节洪水能力有限,无法保证下游河道的防洪安全。当发生洪水时,通过上游5库的拦蓄、削减,南北洺河、马会河和北峭河三河交叉口处20 a一遇洪峰流量由4 650 m3/s减小至3 416 m3/s,削减26.5%;10 a一遇洪峰流量由2 803 m3/s减小至2 037 m3/s;5 a一遇洪峰流量由1 338 m3/s减小至1 112 m3/s。现状永年区龙泉至康庄段过流能力仅为150~1 800 m3/s,而鸡泽段过流能力仅为70~150 m3/s,一遇洪水将会漫溢,从而威胁两岸村庄及鸡泽县城安全,现状防洪形势严峻。
3.2 5座中型水库群加在建缓洪区防洪体系
《子牙河流域规划》中提出近期安排东洺阳、龙泉2处缓洪工程,结合上游5库,并对下游河道进行简单疏浚整治和险工险段治理。目前,龙泉缓洪工程中央投资的北围堤和永年区自筹建设的南围堤主体均已完成,仍需增建右岸隔堤和主河道拦河闸坝,形成滞洪容积,发挥规划功能。东洺阳和龙泉缓洪工程已列入“三位一体”规划,并转入灾后重建薄弱环节实施方案正在开展前期工作。通过上游5座中型水库与东洺阳、龙泉缓洪工程联合调度,可使龙泉闸以下5 a一遇洪水控泄110 m3/s,但仍然无法达到10 a一遇防洪标准。
3.3 规划8座中型水库群加3处缓洪区防洪体系
2001年水利部河北水利水电勘测设计研究院编制的《洺河流域防洪规划报告》中提出8座中型水库群加缓洪区,并结合下游河道整治方案。通过调整现有水库调度运用方式,降低汛限水位并控泄,修建3处缓洪工程,使大讲武闸下游20 a一遇洪水控泄260 m3/s,从而解决洺河流域20 a一遇防洪问题。但处于漏水区的徘徊、儒山水库被长期搁置,停留在规划阶段。在建的马会水库已基本被上游尾矿淤平,“96·8”和2016年“7·19”2次洪水对其泄洪设施造成损坏,武安市正在积极谋划扩建。目前,该方案存在如下制约因素。
(1)上游已建水库汛限水位降低调整困难。武安市是一座以工业为主的新兴城市,以钢铁、煤矿生产为主,需水量较大。已建成的车谷、青塔、口上、四里岩和大洺远5座水库以蓄水兴利为主,总兴利库容为8 269万m3。随着社会经济发展,上述5库下游工业、城镇生活用水量逐渐增加,在一般年份已不能满足用水户的用水需求。2014年武安市水利局曾对5座水库进行了汛限水位研究工作,旨在提高汛限水位来解决“汛前弃水、汛期蓄不上水、汛后无水可蓄”问题,增加水库可供水量。因此,降低上游水库汛限水位的可能性较小。
(2)上游新建儒山、徘徊水库的可行性。《子牙河系防洪规划》中提出近期建设中型水库群加缓洪区,未来再建设娄里水库;近期和远期目标年分别为2015、2025年,而今已跨越了近期目标年,上游规划水库的建设仍未列入“十三五”专项规划。武安市对洺河干流按照20 a一遇防洪标准治理,新建水库淹没范围涉及移民征迁数量较大,库区地质条件差、渗漏严重,蓄水兴利困难,致使前期工作长期搁置。北洺河儒山水库淹没6个村,移民安置人口11 496人,且有部分城区及企业需整体搬迁,社会稳定风险较高。南洺河徘徊水库淹没4个村,移民安置8 403人,省道314和邯长铁路位于淹没范围内需改线,大型企业需整体搬迁,移民征迁难度较大。
4 工程建设的必要性
《海河流域综合规划》中提出洺河流域近期建设中型水库群加缓洪区,未来再建设娄里水库。但近期新建儒山、徘徊水库因库区渗漏、征迁投资大等被长期搁置,中型水库群方案难以推进。为解决洺河流域的防洪问题,减少下游大陆泽、宁晋泊的洪水灾害,可在不改变《子牙河系防洪规划》中提出的洺河防洪骨干工程布局前提下,通过调整工程建设时序,优先建设娄里水库,结合在建的龙泉、东洺阳缓洪工程联合调度,对下游河道进行简单整治,解决洺河下游的防洪问题。
4.1 经济社会发展的需要
近20 a来,洺河流域发生了“96·8”“00·7”和2016年“7·19”3场大洪水,下游两岸受灾严重。随着中下游区域社会经济的迅猛发展,如再遇大洪水损失将不可估量。2016年9月,国务院批复邯郸市行政区划调整,永年撤县设区,承接邯郸市城市发展产业园区,经济和城区建设将迎来较快发展,急需娄里水库这样的大型枢纽提供防洪安全保障。
4.2 防洪安全的要求
近10 a来,洺河未新开工建设任何防洪控制性工程,而流域极端天气和强降雨频发,邢威公路及其桥梁卡口阻水,致使河道泄洪能力远远不足规划的110 m3/s,加重了永年区和鸡泽县洪患威胁。“96·8”和“00·7”2次暴雨洪水,洺河临洺关水文站分别通过洪峰3 460、2 700 m3/s,受下游河道泄水能力所限,永年、鸡泽成为一片泽国。2016年“7·19”特大暴雨洪水中,上游山洪来势凶猛,洺河临洺关水文站断面实测流量在30 min内由6 m3/s陡涨到2 450 m3/s、55 min陡涨至5 060 m3/s、108 min达到5 780 m3/s,远超洺河下游70~150 m3/s的现状行洪能力,下游河道洪水宣泄不及,造成1963年以来最严重的一次洪灾。
目前,下游河道仅按低排方案110 m3/s规模进行了治理,3座缓洪区仅有龙泉缓洪区修筑了部分围堤,上游规划3座中型水库的建设仍未列入各级专项投资规划。洺河流域近20 a内已发生3次大洪水,造成巨大经济损失,凸显当前工程措施防洪保安能力与流域经济社会发展要求的巨大差距。尽快兴建控制性枢纽工程娄里水库、完善缓洪工程的建设、加快中小河流治理步伐,彻底补齐洺河流域防洪短板是十分必要的。
5 规划目标及任务
本次规划的基准年为2016年,近期水平年为2025年,远期水平年为2035年。流域防洪重点在下游京广铁路以东平原河道,通过上游兴建水库、中游河道修建缓洪工程拦蓄、调节洪水,减少下泄流量,开展河道整治,提高下游防洪标准。邯郸市洺河中下游沿线分布有众多村庄及永年区、鸡泽2座县城,其中永年区位于东洺阳与龙泉缓洪工程之间。根据《中华人民共和国防洪标准》(GB50201-2014),近期两岸河道防洪标准达到10 a一遇,其中永年城区和鸡泽县城段提高至20 a一遇;远期两岸河道防洪标准达到20 a一遇,其中重点区域永年区段达到50 a一遇。
考虑洺河下游已进入滏阳河中游洼地滞洪区,结合《子牙河系防洪规划》,在其他支流河道现状和治理标准都很低的情况下,下游大陆泽滞洪区启用标准亦很低(不足5 a一遇),洺河一条河流治理标准高意义不大;但考虑到洺河是滏阳河中游洼地最大支流,以蓄为主,提高防洪能力对减轻滞洪区灾害有重要作用,因此确定洺河治理分期实施。在不改变原有的工程布局情况下,通过调整工程建设时序,逐步完善流域防洪工程体系,使河道防洪逐步达标。续建东洺阳、龙泉缓洪工程,结合下游河道治理,使永年城区河道堤防可抵御50 a一遇标准洪水,下游永年区和鸡泽县村庄河道堤防可抵御5 a一遇标准洪水;近期(2025年)防洪治理重点是建设娄里水库,通过娄里水库与缓洪区联合调度、初步形成的洺河防洪体系和洪水调度工程措施与非工程措施相结合运用,加上群众性防洪抢险,使洺河流域整体基本能够抵御10 a一遇洪水,其中重点区域永年城区和鸡泽县城达到20 a一遇防洪标准;远期(2035年)结合上游武安市中型水库群和永年区大讲武缓洪工程的兴建完善及下游河道的整治,使邯郸市洺河防洪达到20 a一遇标准,局部重点区域达到50 a一遇标准。
6 防洪工程总体规划
洺河流域防洪规划仍然采用子牙河流域防洪规划中确定的“上蓄、中疏、下排、适当地滞”防洪治理方针,在上游修建中型水库群、娄里水库,中游修建缓洪工程,下游对河道进行整治。利用5座中型水库,在出山口处建设娄里水库,结合在建的东洺阳、龙泉缓洪工程,通过拦洪、滞洪作用,使龙泉闸下游10 a一遇洪水控泄110 m3/s、20 a一遇洪水控泄260 m3/s,并对下游河道进行简单疏浚整治,解决邯郸市洺河流域20 a一遇的防洪问题。
目前,邯郸市已建的5座中型水库总库容达到12 213万m3,设计防洪标准为50~100 a一遇、校核标准为500~1 000 a一遇,无防洪任务,防洪库容很小,总调洪库容仅5 849万m3。出山口处近期规划建设的娄里水库现阶段以防洪为主,空库迎汛,设计防洪标准500 a一遇、校核标准5 000 a一遇,总库容2.32亿m3,20 a一遇防洪库容1.6亿m3。在建东洺阳、龙泉缓洪工程总库容6 358万m3,远期规划建设的大讲武缓洪工程总库容1 515万m3,3处缓洪工程与上游水库联合运用可以缓滞山区洪水,减轻下游河道行洪压力。近期按照110 m3/s泄洪标准对龙泉闸以下段河道险工、险段进行整治,实现流域洪水分区防守。
7 实施效果评价
洺河流域防洪工程规划实施后,将形成比较完善的防洪减灾体系和生态环境修复体系。现状东洺阳、龙泉缓洪工程完建后,下游河道防洪标准将提高至5 a一遇。近期娄里水库建设完成后,通过娄里水库、缓洪工程的联合调度,通过龙泉闸的控泄,下游河道在5~10 a一遇洪水下控泄110 m3/s、20 a一遇洪水下控泄260 m3/s,并结合河道治理工程,可使洺河流域整体达到10 a一遇防洪标准、局部提高至20 a一遇的防洪标准,同时增强了对高标准洪水的抵御能力。远期新建儒山及徘徊水库,扩建马会水库,结合现有中型水库群和河道治理工程运用,在不调整水库调度运用条件下,就能降低武安市山洪暴发带来的灾害风险,使邯郸市洺河整体达到20 a一遇防洪标准、局部重点区域达到50 a一遇的防洪标准。
洺河下游河道的整治除受上游来水影响外,还受下游北澧河控制,作为大陆泽中小洪水出路的北澧河现状行洪标准很低,泄洪能力仅为200~300 m3/s。在北澧河整治扩挖之前,洺河扩挖影响较大,规划中以洺河现状河道强迫行洪或稍加整治即行洪能力110 m3/s作为控制标准比较切实可行。
防洪工程的实施将有效提高流域的防洪标准,在保护人民群众生命财产安全、维护社会稳定、保持经济建设稳步发展、改善生态环境等方面将发挥积极作用,具有显著的经济效益、社会效益、生态效益和环境效益。