艾辛庄枢纽以上滏阳河防洪现状与对策分析
2023-03-22赵宗轩
赵宗轩
(河北省子牙河河务中心,河北 衡水 053000)
子牙河系是海河流域第二大河系,位于流域的中南部,面积46 868 km2,跨越山西、河北、天津3省(直辖市),其中河北省面积27 744 km2,涉及石家庄、衡水、沧州、邢台、邯郸5个地级市。滏阳河是构成子牙河系的两大支流之一,上游支流繁多,呈扇形分布于太行山迎风区,具有山区河流源短、坡陡、流急的特性,遇有降雨极易形成洪峰且往往洪水叠加、峰高量大、难以预报。滏阳河洪水主要由大陆泽、宁晋泊滞蓄后,从艾辛庄枢纽经滏阳新河行洪下泄入献县枢纽,最后经子牙新河下泄入海。
1 滏阳河概况
滏阳河发源于太行山东麓邯郸市磁县西北的釜山,流域面积21 737 km2,有大小支流20余条,其中艾辛庄以上各支流发源于太行山东麓山区、艾辛庄以下各支流发源于平原。滏西支流牤牛河、渚河、沁河、输元河及生产团结渠等汇入永年洼,集水面积2 266 km2;洺河、南澧河、七里河、李阳河、小马河、白马河及留垒河等流入大陆泽,集水面积10 158 km2;泜河、午河、北沙河、洨河及北澧新河等流入宁晋泊,集水面积14 877 km2。滹滏区间支流汪洋沟、邵村沟、小西河、龙治河、天平沟及留楚排干入艾辛庄以下的滏阳河,集水面积6 643 km2。各河穿京广铁路后开始有堤,河道泄量上大下小,一般洪水即漫流而下,进入永年洼、大陆泽、宁晋泊滞洪区。大水时曾北淹滹滏区间,东决滏阳河漫流入黑龙港流域。
2 防洪工程现状与调度方案
2.1 防洪工程概况
滏阳河上游共有东武仕、朱庄、临城3座大型水库,12座中型水库,总库容约12.08亿m3。中游建有永年洼、大陆泽、宁晋泊3处蓄滞洪区,其中大陆泽、宁晋泊为海河流域最大的蓄滞洪区,蓄洪总量35.52亿m3,面积2 041 km2,涉及人口135.27万人。艾辛庄枢纽由滏阳河3孔节制闸、滏阳新河主槽橡胶坝组成,是滏阳新河进口与滏阳河交口处一座重要控制性工程。其中,节制闸在滏阳河上,主要承担排泄沥水和农业灌溉,最大流量150 m3/s;橡胶坝位于滏阳新河主槽上,设计流量250 m3/s。艾辛庄枢纽以下滏阳新河不承担高标准洪水的泄洪任务,只相机分洪,主要承担滹滏区间的排沥任务。滏阳新河左堤、宁晋泊北围堤防护区为滹滏区间的广大地区;滏阳新河右堤和东围堤防护范围为黑龙港地区的绝大部分[1]。
自20世纪50年代以来,滏阳河经过多次治理基本形成了“上蓄、中疏、下排、适当地滞”的防洪格局,构建了以河道堤防为基础、大型水库为骨干、蓄滞洪区为依托、工程措施与非工程措施相结合的综合防洪减灾体系。
2.2 调度方案
调度原则如下:发生设计标准以内洪水时,确保防洪工程安全,充分发挥朱庄、临城、东武仕3座大型水库施行拦洪错峰作用,充分发挥艾辛庄以下主要行洪河道滏阳新河的泄洪能力,合理运用大陆泽、宁晋泊、永年洼蓄滞洪区滞洪,减少淹没损失。
2.2.1 水库
汛期严格执行不同时段汛限水位制度,坚持库水位(即发生洪水频率)控制泄量的基本原则,在保证下游河道行洪安全的前提下,充分发挥拦洪削峰作用。
2.2.2 主要行洪河道
滏阳河磁县县城以下至邯山区张庄桥段河道行洪标准为100~200 m3/s,张庄桥以下至永年县莲花口闸段行洪标准为40 m3/s,莲花口闸以下行洪标准为35 m3/s,滏阳河治理段行洪标准为50 m3/s。滏阳新河承接艾辛庄以上来水的下泄任务,主槽保证流量150~250 m3/s、设计流量2 800 m3/s、校核流量时5 500 m3/s。
2.2.3 蓄滞洪区
永年洼启用标准3 a一遇,大陆泽、宁晋泊运用原则按照3级分区滞洪:20 a一遇洪水控制在滏阳河以西,30 a一遇启用小南海,50 a一遇洪水启用小、老漳河之间区域。目前,蓄滞洪区安全建设没有完全实施,启用标准偏低、压力较大[2]。
3 历史大洪水简介
新中国成立后,子牙河水系发生了“63·8”“96·8”和“7·19”(2016年7月19日)3次大洪水。
3.1 “63·8”洪水
1963年8 月,河北省西部和南部地区连降有雨量纪录以来的最大暴雨。8月3日,暴雨中心在邯郸地区,4日扩大到邢台地区,6日又扩大到石家庄地区,暴雨中心邢台内丘县獐10 d雨量2 050 mm。滏阳河水势尤为迅猛,洪水一到,四处溃决,平地行洪,宽达百里。水利工程遭受了严重破坏,东川口、马河、佐村3座水库失事。滏阳河各支流堤防溃决达数百处,除一些地势较高的城镇和高地以外,遍地行洪,永年洼、大陆泽、宁晋泊3洼连成一片。
3.2 “96·8”洪水
在1996年8月子牙河系洪水中,暴雨中心雨量邢台野沟门水库616 mm,石家庄井陉吴家窑670 mm。由于暴雨强度大、时间集中影响,太行山山洪暴发、河水猛涨,子牙河系降水总量78亿m3。黄壁庄水库入库洪峰流量12 600 m3/s,朱庄水库入库洪峰流量9 760 m3/s,均超过1963年。邯郸、邢台、石家庄、衡水、沧州5个市的49个县(市、区)的463个乡镇受灾,受灾人口达927万人。
3.3 “7·19”洪水
2016年7月19 日0时—21日8时,邯郸、邢台、石家庄西部山区及子牙河系大部分平原地区降雨超过100 mm,笼罩面积为33 800 km2。京广沿线及以西地区降雨超过200 mm,笼罩面积为13 800 km2。部分地区降雨超过300 mm,笼罩面积为5 700 km2。暴雨中心雨量峰峰矿区北响堂站681 mm,临城县上围寺站677 mm,赞皇县嶂石岩721 mm,井陉县苍岩山站651 mm。平山县马中水库最大6 h降雨量363 mm、临城县上围寺站最大24 h降雨量655 mm,重现期均超过500 a一遇。
3.3.1 水库拦洪削峰情况
朱庄水库入库洪峰流量7 780 m3/s(7月20日3时),相当于100 a一遇,最大出库流量1 300 m3/s(7月20日8时),削减洪峰83%。临城水库入库洪峰流量3 215 m3/s(7月20日3时),最大出库流量230 m3/s(7月20日8时),削减洪峰93%。东武仕水库拦蓄洪水超3 000万m3,削减洪峰100%。
3.3.2 水文站洪峰情况
路罗川坡底水文站最大洪峰流量1 650 m3/s;洺河临洺关水文站最大洪峰流量5 710 m3/s,重现期接近50 a一遇;永年洼出口借马庄水文站最大洪峰流量134 m3/s;北澧河邢家湾水文站最大洪峰流量205 m3/s;艾辛庄枢纽滏阳新河最大洪峰流量450 m3/s。
3.3.3 河道行洪情况
洺河上游分南洺河、北洺河两支,于武安市永和村汇合后称洺河,洺河东北行至武安市赵村东北,有马会河、淤泥河两支流汇入。至临洺关穿京广铁路,于洛庄入任县后一直向北至环水村入北澧河,全长209 km,流域面积3 122 km2。2016年7月20日最大洪峰流量5 710 m3/s。由于洺河上段洪水远远超过河道行洪能力,致使多处决口,小部分洪水顺河道流入下游,而绝大部分洪水沿大堤外侧漫地而流。
沙河是子牙河流域滏西主要支流之一,流域面积1 955 km2,2016年7月20日出现最大洪峰流量1 140 m3/s。
南澧河流域面积151.16 km2;南澧河进入滞洪区后设计标准为5 a一遇,设计流量391 m3/s。七里河(顺水河)流域面积593 km2,河道长度70 km,至大贤桥迅速收窄至不足40 m,过流能力只有40 m3/s左右,严重不足。洪水超出河道承载能力,导致堤防多处决口,造成七里河沿岸村庄遭受严重损失。
北澧河是沟通大陆泽与宁晋泊的泄洪通道,上接南澧河,经隆尧县,至宁晋县小河口与洨河汇流入滏阳河,全长41.3 km,流域面积10 574 km2。从邢家湾至张家口分为两股:西股称新北澧河,保证流量为225 m3/s,防守重点以左堤为主;东股称旧北澧河,保证流量为75 m3/s,防守重点以右堤为主。“7·19”最大洪峰流量272 m3/s,造成隆尧县决口11处,其中新北澧河右堤决口9处、旧北澧河决口2处。
泜河流域面积945 km2,长达98 km,临城水库以下至徐家河设计标准10 a一遇,设计流量407 m3/s,现状河道行洪能力110~233 m3/s。泜河下泄洪水在枣林桥处与北沙河、北澧河倒灌水汇流。受北沙河、北澧河洪水顶托,泜河洪水骤涨,使下游堤防多处出现险情,左堤小王庄西堤防决口、右堤霸王营以下段多处发生管涌险情。
北沙河是子牙河流域主要支流之一,控制流域面积978 km2,防洪标准不足10 a一遇,白草坪水库以下称槐河,过京广铁路以后称北沙河,全长116 km,现状行洪能力400 m3/s“。7·19”最大洪峰流量1 100 m3/s,大大超保证流量300 m3/s。
牛尾河、白马河等其他支流河道也均超过最大行洪能力,出现洪水漫溢决口。
“7·19”洪水行洪期间艾辛庄枢纽作为宁晋泊出口,其滏阳新河的最大洪峰流量仅450 m3/s,滏阳河最大流量也只有73.9 m3/s。从整个行洪过程看,由于上游河道行洪不畅造成漫溢决口,滞洪区被迫滞洪,加之艾辛庄枢纽前淤积严重,洪水下泄缓慢,滞洪历时超过40 d。
3.3.4 蓄滞洪区运用情况
大陆泽、宁晋泊位于邢台市境内,主要作用是缓滞子牙河系滏阳河上游各河洪水。大陆泽与宁晋泊由北澧新河和北澧老河连通,两个蓄滞洪区的洪水全部通过艾辛庄枢纽下泄,艾辛庄以上集水面积14 877 km2。宁晋泊、大陆泽设计启用标准为5 a一遇,现状启用标准不足5 a一遇。“7·19”洪水期间,由于沙洺河临洺关站过流约5 700 m3/s,远超沙洺河设计流量40 m3/s;北沙河马村站洪峰流量达1 100 m3/s,远超北沙河设计流量460 m3/s;泜河、北澧河等各支流也都远远超过河道行洪能力,多处出现漫堤溃堤,大陆泽、宁晋泊滞洪区被迫启用。滞蓄的洪水一部分归槽,一部分利用排水设备排入河道下泄,其余部分自然入渗。大陆泽、宁晋泊滞蓄总量为4.61亿m3,滞洪淹没面积约223 km2,涉及邢台市的南和、宁晋、隆尧、任县、大曹庄管理区5个县(区)235个村庄以及1个农业公司和1个种子公司,最大淹没水深3 m。大陆泽、宁晋泊滞洪造成农作物损失1.22万hm2,经济林损失193.33 hm2,住房损坏2 712间,家畜类损失2 829头,家禽类损失14.1万头,水产养殖损失12.87 hm2,农业生产机械损坏568台,居民家庭财产损失2.5亿元[3]。
永年洼主要作用是承担滏阳河干流及生产团结渠的缓洪缓沥任务。永年洼位于邯郸市永年县境内,人口1.48万人,设计滞洪水位44.53 m,设计滞洪量0.54亿m3,面积16 km2,启用标准3 a一遇。“7·19”洪水滞蓄水量0.068亿m3,最高洪水位42.5 m,最大淹没水深1.5 m,最大淹没面积7 km2,涉及村庄12个,淹没耕地700 hm2,其中农作物376.67 hm2,损坏农业生产机械8台,损失居民家庭财产658万元。
3.3.5 艾辛庄枢纽运用情况
“7·19”洪水期间滏阳新河最大流量450 m3/s,滏阳河节制闸最大流量73.9 m3/s,由于上游河道淤积,洪水下泄缓慢。本次洪水艾辛庄枢纽下泄水量2.46亿m3,其中滏阳新河下泄水量1.59亿m3、滏阳河下泄水量0.87亿m3。
3.3.6 孙家口涵洞运用情况
在“7·19”暴雨洪水宁晋泊被迫滞洪期间,由于艾辛庄闸前淤积严重,滞洪区内洪水不能及时下泄。为加快滞洪洪水排泄速度,位于东围堤上的孙家口涵洞提闸泄洪,将洪水导入滏东排河下泄,过水量5 100万m3。
4 防洪对策分析
4.1 主要问题
4.1.1 洺河存在的主要问题
洺河山区无控制性工程,现有中型水库防洪库容较小;下游河道堤防不连续、防洪标准偏低,遇有洪水即漫滩行洪,致使京港澳高速公路以东至留垒河区间形成洪泛区,当洺河超过河道流量70~150 m3/s即向东漫溢串流,进而越过留垒河右堤;邯郸邢台边界卡口阻水,导致泄洪能力不足70 m3/s;北澧河水位顶托降低了洺河下游泄洪能力,加重了洺河洪水灾情,在不受北澧河水位顶托时洺河可泄100 m3/s,若加上南澧河、顺水河、白马河等支流洪水比洺河早到,造成洪水顶托倒灌洺河,进而导致洺河泄量不足40 m3/s即漫溢决口成灾。
4.1.2 滞洪区的安全建设严重滞后,启用标准低
从历次洪水情况看,入滞洪区河道行洪不畅造成漫溢溃堤,极易造成滞洪区被动启用。
4.1.3 滏西支流河道治理标准普遍较低
由于河道堤防自然侵蚀、沉陷和河道地面沉降、淤积等原因影响,其排洪能力比原规划降低较多。远期规划标准20 a一遇未全部落实,河道堤防建设尚未达标,且河道沙性河床、源短流急,一旦发生洪水极易漫堤溃决。另外,还存在河道上下游标准不统一、邯邢边界邢威公路桥阻水等问题。
4.1.4 艾辛庄枢纽上游段淤积严重
艾辛庄枢纽是宁晋泊出口,枢纽上游淤积、卡阻严重,很大程度制约了洪水排泄,延长了滞洪时间,影响救灾重建和恢复生产。
4.2 防洪对策
4.2.1 推进规划实施,解决洺河水患
2008年国务院以国函〔2008〕11号文批复了《海河流域防洪规划》,《子牙河系防洪规划》作为附件一并批复实施。该规划提出洺河娄里水库方案和“中库群”加缓洪区方案,新建儒山、徘徊水库因库区渗漏、征迁投资大等因素难以推进。为解决洺河流域的防洪问题,同时减少大陆泽、宁晋泊的洪水灾害,采用优先建设娄里水库方案,并结合在建的龙泉、东洺阳缓洪工程和疏通河道等措施,可以解决洺河防洪短板。娄里水库建设和缓洪区的完善,不仅可以对上游洪水进行有效控制,起到拦洪、滞洪的作用,缓解下游防洪压力,有利于南水北调总干渠渡槽和京广铁路桥的安全运行,而且可以充分利用下游河道行洪,中小洪水时可不启用滞洪区滞洪,20 a一遇以内的洪水仅启用小宁晋泊滞洪,真正意义上实现分区滞洪,若按“7·19”洪水蓄滞洪区直接经济损失推算,实现分区滞洪可减少损失约17亿~29亿元[4],保障人民生命财产安全。同时,还能进一步缓解上游山区水资源的供需矛盾,解决相关地区边界水利纠纷,改善河道及周边水生态环境,具有巨大的经济效益、社会效益和生态利益。这是解决滏阳河水患的关键环节,重中之重。
4.2.2 依法加强蓄滞洪区安全建设与管理
按照2020年12月26日河北省人民政府公布的《河北省蓄滞洪区管理办法》要求,抓紧省级及邢台市编制完成的蓄滞洪区工程规划的组织实施,同时通过加强管理、制定蓄滞洪区运用预案、明确蓄滞洪区运用的组织与保障、预报与预警、工程调度与运用非工程措施建设,确保洪水分得进、蓄得住、退得出。
4.2.3 协调河道上下游统一治理标准
洺河及其他主要支流河道上下游均不同程度地存在行洪能力上大下小的问题,特别是涉及的邯郸、邢台两个行政区的河道必须由省级统一规划、整体提高治理标准并与洺河治理、蓄滞洪区安全建设同期整体推进,以减轻河道行洪不畅造成的漫溢决口等水患灾害[5]。
4.2.4 加强河长制建设,促进河道日常维修管护
地方各级河长和水工程管理单位,必须加大履职尽责力度,加强河道日常巡查管护,及时对有碍河道行洪的行为依法处置,特别是对淤积、行洪障碍、卡阻、垃圾堆积等现象及时发现及时清理,保护好河道水生态环境。
5 结语
艾辛庄以上滏阳河防洪重点和防洪工程短板主要在洺河水系,实施洺河治理规划,建设娄里水库和完善缓洪区建设可以从根本上解决洺河水患,洺河水患的消除对下游蓄滞洪区启用具有巨大现实意义。在此基础上,通过对主要支流河道进行堤防加固、河道清淤等措施实现河道达标建设,加上邢台市蓄滞洪区安全建设方案的落实和艾辛庄枢纽上游清淤清障等工程的实施,构建起以河道堤防为基础、大型水库为骨干、蓄滞洪区为依托、工程措施与非工程措施相结合的综合防洪减灾体系,必将对滏阳河流域水利事业发展发挥重大作用,显著提升滏阳河流域治理的经济效益、社会效益和生态效益。