淮河干流正阳关至峡山口段行洪区调整和建设工程可行性研究报告
2022-06-09获奖单位安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司
获奖单位:安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司
奖次:2020 年度全国优秀工程咨询成果奖一等奖
主要完成人:徐迎春 刘福田 许道龙 余毓琛 辜兵李泽青 朱丽娜 高强 许田地 林燕梅
编者按:工程咨询成果是工程咨询行业作为智库型机构的直接体现,优秀工程咨询成果集中反映了行业质量和水平。为进一步扩大和提升全国优秀工程咨询成果奖获奖项目的影响力,更好地发挥优秀成果的导向示范作用,推广获奖项目所属企业在工程咨询方面的技术水平、先进经验和创新成果,使业界及时地了解工程咨询业务发展动向,《中国工程咨询》杂志从2022 年第2期起,开辟《成果畅享》专栏,陆续选取刊登全国优秀工程咨询成果奖获奖项目,以飨读者。
一、项目概况
淮河干流正阳关至峡山口段行洪区调整和建设项目属于国务院确定的172 项重大水利工程,是淮河流域防洪建设的重点工程。
本项目位于淮河中游淮南市寿县、毛集区和凤台县境内,将董峰湖、寿西湖建设为有闸控制的行洪区,批复概算总投资62.1 亿元。主要建设4 座大(2)型水闸,加固、新筑堤防约45公里,实施涧沟口至峡山口段约25 公里、1800 多万立方米河道疏浚,新建3 座保庄圩,构建60 多平方公里安全区,迁移不安全人口7000 余人等。
本项目由安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司(简称安徽水利总院)承担工程可行性研究阶段咨询服务。因淮河行洪区地位特殊,既是蓄滞洪水的场所、防洪工程体系的重要组成部分,又是区内居民赖以生存发展的基地,也处于区域经济社会发展低谷中的低谷,是自然地理和经济发展的“双洼”地区。咨询团队面临是否保留行洪区的定位、河道与行洪区分流比如何量化、区内群众安全与发展体系如何构建、大规模河道疏浚稳定性存在争议等重大又复杂的技术问题。通过细致的现场查勘,广泛的调研座谈,运用数学模型计算与物理模型验证,反复论证和优化技术方案,咨询团队对项目实施有力而高效的管理,最终实现项目高质量推进。
二、咨询服务过程和重点内容
(一)咨询服务过程
为完善淮河流域防洪体系和区域经济发展体系,解决沿淮人民最关心、最直接、最现实的问题,使行洪区既能有效地蓄泄洪水,又能为群众创造较好的生存发展环境,2008 年安徽省水利厅部署可行性研究报告编制工作,先期启动董峰湖行洪区工作。2009 年8 月水利部淮河水利委员会(以下简称淮委)组织安徽省水利厅、淮南市水利局等召开专题讨论协调会,认为寿西湖、董峰湖2处行洪区调整方案关系密切,统一论证非常必要。2010 年3月安徽水利总院编制完成《淮河干流正阳关至峡山口段行洪区调整和建设工程可行性研究报告》(以下简称《可研报告》),2011 年11 月通过水利部水利水电规划设计总院技术审查,2012 年7 月水利部报送国家发展改革委。
2015 年2 月、6 月、9 月中国国际工程咨询有限公司召开3 次评估会议形成评估意见。因退田还河土地征用方式调整等原因,2019 年1 月安徽水利总院重新编制项目《可研报告》,5 月中国水利水电科学研究院开展项目评估,8 月向国家发展改革委报送评估报告,当年9 月项目《可研报告》获得国家发展改革委批复。
(二)咨询服务重点内容
1. 构建数学模型计算和物理模型验证
采用最新测量地形数据,构建数学模型计算和物理模型验证。利用MIKE 软件建立水动力数学模型,耦合河道和行洪区,计算设计洪水位下行洪区和河道分流比、规划工况下行洪能力等。构建淮河干流正阳关至峡山口段河工物理模型,验证行洪区与河道分流比适宜性,以及验证进、退水闸闸址位置、流态、流速等与规划目标的差异性并提出建议。
2.论证行洪区定位合理性寿西湖、董峰湖行洪区内居住人口众多,维持行洪区还是改为防洪保护区长期以来是行洪区定位问题的焦点和难点。按照“蓄泄兼筹”的治淮方针,依据流域防洪规划,结合地方需求,进行多方案比较,广泛咨询市县政府、省水利厅、淮委等有关方意见,最终确定维持行洪区,同时提高行洪区启用标准,合理满足地方发展诉求。
3. 论证大规模河道疏浚稳定性
首先通过分析淮河干流河道近期演变情况,发现淮河主槽冲刷不断加大、滩地淤积不断减弱趋势;其次统计分析已实施河道疏浚规模情况,得出采用深槽扩挖方式基本冲淤平衡、浅槽切滩方式局部回淤严重结论;最后通过多方案技术经济论证,分析平滩流量与造床流量关系,得出河道平槽泄量与造床流量相近时,采用深槽扩挖方式,河道回淤风险较小结论。
4. 构建防洪安全与区域发展共生体系
按照新时代治水思路,聚焦行蓄洪区安全、环境、发展三大核心问题,针对寿西湖区内居住9 万多人口的状况,在不影响防洪安全条件下,建设3 座保庄圩,形成安全区域约65.2平方公里,就地保护7 万余人,结合居民迁建,湖区内群众全部实现安居,日常耕种在行洪区,启用后淹地不淹人,同时国家补偿耕种损失,保证流域防洪与区域发展和谐共生。
三、项目突出特点
(一)坚持“蓄泄兼筹”治淮方针,维持寿西湖、董峰湖行洪区定位,为淮河防御洪水提供更多灵活性
寿西湖、董峰湖行洪区设立于1950-1953年的治淮初期,现状承担淮河30 ~40% 分洪任务。因这两处行洪区内居住群众超过10 万人,特别是寿西湖紧临寿县县城,区域内有省级寿县工业园区、菱角和涧沟等集镇,在寿西湖内建设保庄圩构建安全区域,董峰湖内庄台人口迁移到毛集区城镇区域,结合居住迁建,两处行洪区行洪通道内不再居住群众,滞洪库容保留8亿立方米。行洪区启用前不再大规模转移群众,同时兴建行洪区进、退水闸,保证有序有力有效调蓄淮河洪水。
(二)适当调整河道与行洪区分流比,扩大滩槽泄量,减少行洪区启用几率,减轻两岸“关门淹”程度
行洪区堤防标准低,洪水期堤防险情多,启用频率,爆破行洪造成社会影响大。在设计洪水10,000 立方米/秒条件下,将行洪区分洪流量寿西湖由3200 立方米/秒降到2000 立方米/秒,董峰湖由3000 立方米/秒降到2500 立方米/秒,适当扩大河道滩槽泄量,全线加固行洪区堤防,行洪区启用标准由现状5 ~10 年一遇提高到15 ~20年一遇,滩槽8000 立方米/秒洪水位较设计洪水位降低约0.5米,两岸“关门淹”面积减少439 平方公里。
(三)协同流域防洪与区域发展关系,构建安全与发展两大体系,为流域与区域发展提供水利基础设施保障
以“顾大家不舍小家”为原则,保证淮干正阳关至峡山口段行洪能力达到10,000 立方米/秒和滩槽泄量8000 立方米/秒的治理目标,兼顾区域内群众安全与发展需求,提高河道滩槽泄量,减少行洪区分洪流量,降低行洪区启用频率,兴建进水闸和退水闸来保证寿西湖、董峰湖行洪区及时有效运行,建设保庄圩形成安全发展区域,实施居民外迁脱离行洪区影响,修建堤顶道路改善生产生活条件,补齐水利基础设施短板,减轻地方政府防汛抢险负担,增加区域内人民发展机会。
四、工作效果
(一)扩大淮河干流行洪通道,降低洪水威胁程度
通过董峰湖上段局部退建、靠山圩整治等措施,堤距不足1000 米河段长由13 公里减少到5 公里,寿西湖、董峰湖行洪区分洪流量适当减少,并建设进、退洪闸,保证行洪区及时、有效、灵活启用,减轻地方政府防汛抢险任务,保障淮北大堤、寿县和淮南城市的防洪安全。
(二)增强洪水防御的及时性和灵活性及滞洪利用能力
寿西湖、董峰湖分别建设进洪闸和退洪闸,能够根据上游来洪、降雨等预测洪水过程,及时启用或关闭行洪区,采取多次进洪达到按需削峰目的,充分利用8 亿立方米的滞洪库容,可极大增强洪水防御的灵活性。
(三)提高行洪区启用标准,改善群众生活与发展条件
行洪区运用机率大幅降低,现状启用几率由5 ~10 年一遇提高到约为15 ~20 年一遇。在寿西湖内形成约65.2 平方公里安全区域,就地保护了菱角、涧沟等集镇和省级寿县工业园区以及约7 万居民的安全;将受工程影响的7000 余人外迁到保护区或保庄圩等防洪安全区集中安置,彻底摆脱脏乱差的生活环境,真正实现生活的安全与稳定的发展。
(四)产生显著的社会环境效益,促进地区经济发展
寿西湖、董峰湖的运行可不再需要数十万受灾群众的临时转移安置和堤防的临时爆破行洪,避免堵口复堤和行洪区耕植层沙化和复垦,减轻社会救助负担等。城西保庄圩的建成,将为寿县城市发展提供1 万多亩土地,同时为寿西湖菱角、涧沟保庄圩范围内多个集镇发展提供防洪安全保证。
(五)工程的相关布局特色和技术应用,为类似工程提供借鉴
本项目四座大型宽浅式水闸交错式布局在重大行蓄洪区治理中别具一格,在平稳分泄洪水同时,保证了正常行洪期的航道通行安全;大型建筑物融入地方文旅元素的大体量线性建筑风格,成为地方打造水利风景区和水美乡村的基本名片;水闸基础基于强基抗渗防震三结合的网格化水泥土搅拌桩布置工艺、河道疏浚排泥场新型排水固结措施等创新性成果,加快了工程建设进度、节约了工程占用耕地时间、减少了工程投资。项目基于解决自身问题开展的诸多研究和应用,将给类似工程提供宝贵的经验和应用案例,推动河道治理等重大项目以及大中型涵闸等水利工程技术创新。