新时期北金堤滞洪区防洪地位与建设发展的探讨
2023-02-21苏茂林王博强
苏茂林,沈 洁,王博强
(1.黄河水利委员会,河南 郑州 450003;2.黄河勘测规划设计研究院有限公司,河南 郑州 450003)
北金堤滞洪区位于黄河下游高村至陶城铺宽河道转窄河道过渡段左岸,是黄河流域列入《国家滞洪区修订名录》的2处滞洪区之一,是黄河下游“上拦下排、两岸分滞”防洪工程体系的重要组成部分,也是防御黄河下游超标准洪水的重要工程措施之一[1-2]。滞洪区设有分洪闸和退水闸各1座,渠村分洪闸设计分洪能力10 000 m3/s,可分滞黄河洪量20亿m3;张庄退水闸位于该滞洪区下游,设计退水能力1 000 m3/s,并承担控制黄河向区内倒灌的任务。北金堤滞洪区涉及河南、山东两省7个县(市),面积2 316 km2、人口209.86万人,其中:河南省面积2 252 km2、人口208.30万人,山东省面积64 km2、人口1.56万人。
该滞洪区始建于1951年,根据中央财经委《关于预防黄河异常洪水的决定》,在长垣县石头庄修筑溢洪堰分洪工程,利用北金堤以南地区分滞洪水,滞洪区面积2 918 km2。1975年淮河发生特大暴雨,经计算,同类暴雨在利用三门峡水库控制上游来水后,黄河下游花园口站仍可能出现46 000 m3/s的洪水,根据国务院《关于防御黄河下游特大洪水意见的报告》的批复,于1977年废除石头庄溢洪堰,新建濮阳县渠村分洪闸,并加高加固北金堤,改建后滞洪区面积2 316 km2。
北金堤滞洪区是黄河流域防洪减灾体系的重要组成部分,其分洪运用原则为保证艾山以下不超过大堤设防流量11 000 m3/s,设计分滞黄河水量20亿m3[3]。近年来黄河中下游洪水泥沙情势发生了较大变化,防洪工程体系基本完善,随着新一轮黄河流域防洪规划的开展,新时期增进民生福祉等措施的贯彻执行,都将妥善解决滞洪区经济社会发展问题提上了议事日程,本文就新时期北金堤滞洪区的防洪地位及其建设发展原则进行探讨。
1 新时期北金堤滞洪区防洪运用及风险分析
1.1 北金堤滞洪区防洪运用
在分析北金堤滞洪区运用及其作用时比较了2套设计的洪水成果,分别是黄河流域防洪规划(2008年)成果和近期审查的黄河流域水文设计修订成果。黄河中下游防洪工程体系中各工程按设计防洪运用方式考虑,经计算,2套设计洪水成果计算的北金堤分洪量差别不大,万年一遇洪水北金堤滞洪区需承担分洪量分别为5.85亿m3和6.21亿m3。小浪底水库建成投入运行后,需要北金堤滞洪区分洪量由建库前的20亿m3减小到6亿m3左右,减小了70%左右,本文主要采用黄河流域防洪规划(2008年)成果进行分析。
1.2 北金堤滞洪区风险分析
利用DHI公司开发的MIKE系列软件构建北金堤滞洪区一维、二维耦合水动力模型,根据洪水调洪结果分析北金堤滞洪区洪水风险。结果表明:万年一遇洪水通过渠村分洪闸分洪,最大分洪流量7 700 m3/s,滞洪区蓄洪量6.91亿m3(含金堤河来水0.7亿m3),淹没面积1 603.2 km2,其中长垣市15.3 km2、滑县310.5 km2、濮阳市1 277.4 km2,濮阳开发区、濮阳县城、范县县城、台前县城均受到洪水淹没,平均淹没水深1.19 m,最大淹没水深6.01 m,48.1%淹没水深在1 m以下,46.8%淹没水深为1~3 m。
小浪底建库前后万年一遇洪水北金堤滞洪区淹没风险见表1、图1。小浪底水库建成后,万年一遇洪水北金堤滞洪区淹没面积为1 603.2 km2,较以往20亿m3分洪量[4]的淹没面积减小571.7 km2,其中水深大于1 m的区域面积减少1 674.1 km2,水深小于等于1 m的区域面积减少61.6 km2。
表1 小浪底建库前后万年一遇洪水北金堤滞洪区淹没风险
图1 万年一遇洪水小浪底水库建成前后北金堤滞洪区淹没范围
2 新时期北金堤滞洪区防洪地位
黄河下游是举世闻名的地上“悬河”,洪水危害极为严重,历史上“三年两决口,百年一改道”,给国家和人民带来了深重灾难。根据分析,下游大堤一旦失事,洪水淹没和沙压范围涉及冀、鲁、豫、皖、苏5省所属的24个地(市)、110个县(市),总面积12万km2,耕地1.12亿亩(15亩=1 hm2),人口约1.2亿人,开封、新乡等重要城市和京广、陇海、京九、津浦、新菏等重要铁路干线及107、310等国道可能被冲毁,中原油田、胜利油田、淮北煤田等重要能源基地将严重受损,泥沙将使大量土地沙化,长期以来建设的灌溉排水系统及治淮、治海工程体系将毁于一旦,对经济社会和生态环境将造成长期、难以恢复的不良影响。
中华人民共和国成立后,为根治黄河水患,在黄河中游干、支流修建了三门峡、小浪底水库和陆浑、故县、河口村水库,对黄河下游两岸大堤先后进行了4次加高培厚,开辟了北金堤、东平湖等滞洪区,开展了河道整治,初步形成了“上拦下排、两岸分滞”的黄河下游防洪工程体系。在防洪减淤工程措施和非工程措施的共同作用下,黄河下游取得了连续70多a伏秋大汛不决口的安澜局面,保障了黄淮海平原经济社会的稳定发展。
同时,黄河流域洪水威胁依然长期存在。河道泥沙淤积是导致黄河防洪问题突出的根本原因,主要表现在两个方面:一是泥沙淤积在河道内,引起河床抬升,同流量水位升高,河道泄洪能力降低,使河道两岸堤防的防守越来越困难;二是黄河下游泥沙淤积、横向分布不均造成“槽高、滩低、堤根洼”二级“悬河”形态,滩地横比降远大于纵比降,洪水一旦漫滩,易形成“横河”“斜河”直冲防洪大堤,威胁堤防安全。
根据《黄河古贤水利枢纽工程可行性研究报告》,按照设计的水沙条件,预计2035年小浪底水库拦沙库容将淤满,届时,考虑水利水土保持措施的减沙作用,依靠小浪底水库调水调沙,虽然每年减少下游河道淤积0.3亿~0.4亿t,但下游河道仍呈现逐步淤积状态,预计2035—2095年下游河道累计淤积量为125.82亿t,年均淤积2.10亿t。古贤水库投入运用后,预计2035—2095年下游河道淤积量为54.06亿t,年均淤积0.90亿t。
北金堤滞洪区是黄河下游超标准洪水防御体系的重要组成部分。小浪底水库建成后,北金堤滞洪区的分洪运用概率降低为近千年一遇,万年一遇洪水需要北金堤滞洪区分洪量减小为小浪底水库建库前的30%左右,但是洪水风险依然是黄河流域的最大威胁,保障黄河长治久安仍是治理黄河的首要任务。从目前的认识和黄河防洪保安的长远考虑,北金堤滞洪区在今后相当长的时期内仍然是不可缺少的重要防洪减灾措施。
3 北金堤滞洪区建设发展原则
按照党中央、国务院及水利部有关部署,黄河水利委员会于2021年组织开始黄河流域防洪规划的修编工作,其中蓄滞洪区规划是本次防洪规划修编工作重点之一:主要任务是统筹洪水风险区域与社会经济发展区域的关系,研究北金堤滞洪区在新水沙情势和工程体系布局下的功能定位,提出滞洪区内禁止开发建设范围和建设项目负面清单。结合前述新时期北金堤滞洪区防洪运用方式、风险分析及防洪地位分析,提出新时期北金堤滞洪区建设发展原则。
3.1 北金堤滞洪区是黄河下游防洪的战略手段,需予以保留
蓄滞洪区是江河流域防洪减灾体系的重要组成部分。在修建水库拦蓄洪水、加固江河堤防、提高河道排泄洪水能力,构建江河防洪减灾体系的同时,设置一定数量的蓄滞洪区,适时分蓄超额洪水,削减洪峰,是合理处理局部与全局关系、最大限度减轻洪水灾害总体损失的重要措施。
黄河在我国经济社会发展和生态安全方面具有十分重要的地位,黄河防洪安全关系全流域及黄淮海平原广大地区人民生命财产安全及生态安全。黄河下游是地上“悬河”,一旦失事,将打乱国民经济部署,付出巨大的政治、经济、生态代价。因此,不仅要确保标准内洪水防洪安全,而且对于超标准洪水也要采取一切必要措施,最大限度减轻下游防洪灾害损失,北金堤滞洪区是处理黄河下游超标准洪水的一张“王牌”。国务院2008年批复的《黄河流域防洪规划》(国函〔2008〕63号)提出:“北金堤滞洪区是防御黄河下游超标准洪水的重要工程措施之一,……本规划将北金堤滞洪区作为防御特大洪水的临时分洪措施,予以保留。”2014年国务院批复的《黄河防御洪水方案》(国函〔2014〕44号)明确指出:“黄河防御洪水遵循统筹兼顾、蓄泄兼筹、工程措施与非工程措施结合、局部服从全局的原则。发生设计标准以上洪水时,充分发挥防洪工程体系的作用,采取必要措施,确保重点防洪目标安全。”开辟北金堤是在总结和发展历代治黄经验的基础上提出的要求,是人们正确认识黄河洪水泥沙危害的结果,更是当下实现黄河流域长治久安的战略要求,北金堤有其不可替代的战略地位和重大作用。因此,北金堤滞洪区在建设发展时须保留其滞洪区的功能定位。
3.2 北金堤滞洪区建设发展应以保证其防洪功能完整性为前提
北金堤滞洪区具有防洪与区内居民生存发展的双重功能,由于其具有不可替代的防洪作用,因此北金堤滞洪区需要保留,同时区内面临着迫切的建设发展需求。对于北金堤这一特殊的滞洪区需要采取特殊的管理政策,允许其有条件地进行建设发展,以促进滞洪区防洪功能的有效发挥和经济社会的可持续发展。根据《中华人民共和国防洪法》等法律法规和规范要求,提出北金堤滞洪区如下建设条件。
一是不能分割北金堤滞洪区的整体性,要最大限度保留其蓄滞洪容积。滞洪区建设不能挤占其整体分洪空间,不能建设围堤、副堤等破坏滞洪区整体性的工程设施。
二是建设项目不能阻碍滞洪区的分洪通道。不得在洪水主流区域内和分(退)洪口门附近建设有碍行洪的项目,不能延缓滞洪区的分洪时间,使黄河洪水能够在最短的时间进入滞洪区,如确需建设应采取相应补救措施恢复行洪能力。
三是需要规划好区内居民撤退线路。一旦分洪,每个建设点、居民点应有在分洪后洪水传播时间内撤出的通道和线路,最大限度保证滞洪区内人员安全。
四是限制污染项目建设,防止滞洪区水污染。严格遵照《蓄滞洪区安全与建设指导纲要》《全国蓄滞洪区建设与管理规划》等,严禁在蓄滞洪区发展污染严重、危险产业,禁止生产、储存可能导致严重污染的化学物品、有毒物品及其他危险品,已有的应限期迁出。对于有其他污染可能的项目建设,应严格实行其审批程序,最大限度降低滞洪区的污染风险。
五是建设项目应满足滞洪区防洪要求。北金堤滞洪区在发挥分洪、滞洪功能的同时,区内金堤河等也有自身的防洪任务,滞洪区仍存在内涝问题,因此项目建设要满足防洪要求。
在满足上述要求、保障防洪安全的前提下,北金堤滞洪区可结合区域社会经济发展需求进行规划建设。
3.3 积极尝试探索北金堤滞洪区常态化补偿机制
北金堤滞洪区自建成之日起未曾启用,其作为保留滞洪区,使得滞洪区内经济社会发展受到制约。限于目前的蓄滞洪区补偿政策,近70 a来北金堤滞洪区未得到合理补偿,为弥补区内人民损失,建议开展北金堤滞洪区常态化补偿机制研究。