抬高蚌埠闸蓄水位可行性分析及综合效益研究

2023-12-15管佳佳

治淮 2023年10期

管佳佳

（安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司，安徽合肥 230088）

1 蚌埠闸枢纽工程概况

蚌埠闸枢纽工程位于淮河中游，距中上游淮河临淮岗洪水控制工程约230km，其主要作用为壅高淮河中游干流水位，以利于蚌埠、淮南等城市用水和沿淮及淮北平原农田灌溉，提高船舶通航能力，同时利用壅水落差及剩余泄量发电。工程由节制闸、双线船闸、水电站、分洪道、堤防组成，是一座具有防洪、蓄水灌溉、航运、发电、供水等综合效益的大型枢纽工程。工程设计洪水标准为100 年一遇，闸上流域面积12.1 万km2，设计洪水位闸上23.09m，闸下22.97m[1]。

2 研究的必要性

蚌埠闸枢纽工程建于20 世纪50 年代，原设计认为“近期由于临淮岗水库尚未建成，灌溉面积亦未大量发展，闸上灌溉蓄水位经征求各方面的意见后，暂定为17.0～17.5m。在远景情况下，蚌埠闸上正常灌溉蓄水位可以考虑选用19.0m”。

现行的蚌埠闸调度运行办法制定于2008 年，受限于当时的社会经济水平、沿淮两岸防洪除涝条件等因素，蚌埠闸正常蓄水位控制在17.5～18.0m[2]。随着治淮工程的陆续建成使用，安徽省淮河流域防洪除涝形势明显改善，为研究蚌埠闸蓄水位抬高创造了有利条件[3]。同时，沿淮经济社会的快速发展，淮河流域水资源紧缺问题仍然存在，迫切要求进一步利用蚌埠闸工程蓄水能力[4][5]。《国务院关于淮河防御洪水方案的批复》（国函〔2007〕48 号）和《淮河洪水调度方案》（国汛〔2016〕14 号）均提出“在不影响防洪和排涝的前提下，经科学论证和严格审批后，可根据沿淮地区抗旱和防污的需求，适当发挥临淮岗、蚌埠闸等拦河工程的蓄水和减污作用。”

随着引江济淮工程的建成通水，结合安徽省沿淮、淮北地区现状情况，依托已建工程条件，开展蚌埠闸抬高蓄水位研究，对缓解区域干旱缺水压力、改善淮河干流生态环境、支撑经济社会发展有重要意义[6]。

3 蓄水位抬高研究

3.1 研究范围

蚌埠闸抬高蓄水位采用河槽与区间湖泊蓄水兴利，且不能影响其防洪作用。因此，拟定研究范围为以临淮岗与蚌埠闸之间淮河干流及沿岸地区，涉及淮南、蚌埠、阜阳等6 市21 县、区。

3.2 蓄水方案拟定

沿淮主要支流中，茨淮新河、泥河、架河、西淝河、东淝河、瓦埠湖、高塘湖等河湖入淮口均建有控制工程，非汛期基本不贡献蓄量，本次研究不考虑沿淮支流、湖泊。

考虑蚌埠闸现状节制闸（28 孔）、节制闸（12 孔）以及分洪道溢流堰顶高程分别为19.5、18.7、18.7m，当蓄水位超过18.7m 时，需对主体工程进行改建[7]。本次结合工程现状，综合考虑历史蓄水、滩地淹没、洼地排涝影响和河道通航、灌溉提水等因素[8]，拟定蚌埠闸蓄水位抬高方案：（1）主汛期，按原调度运用办法规定控制；（2）汛初、汛末，蓄水位按18.0m 控制；（3）非汛期（10 月—次年4 月），蓄水位按近期18.3m、远期18.5m 控制[9]。

3.3 增供水量

蚌埠闸工程供水范围包括淮南、蚌埠两市生活工业用水以及沿淮的灌区，其中生活工业用水主要通过建设的自来水厂以及大型工业取水口取用水；灌区范围包括以淮河为水源的沿淮灌区以及以淮河为主要水源的大型灌区，约800 万亩。

本次研究采用1956—2010（灌溉年）共55 年逐月逐旬水文资料进行水资源调节计算，当蓄水位抬至18.5m，淮河及沿线湖泊调蓄库容增加0.62 亿m3，与现状蓄水位18.0m 相比，2030 水平年1956—2010系列年多年平均增供水量0.4 亿m3，最大年增供水量1.4 亿m3；考虑引江济淮工程投入使用，蓄水位抬高后可在引江济淮工程调水过程基础上，多年平均可增供水量1.5 亿m3。

3.4 影响分析及补偿措施

（1）回水影响

本次研究采用淮河干流实测横断面数据，根据淮河干流鲁台孜、吴家渡站，涡河蒙城闸站实测资料，统计非汛期设计洪水确定回水影响，回水尖灭点水位差按0.1m 选取，起推水位分别选择蚌埠闸上水位18.0、18.3、18.5m。根据计算，蓄水位抬至18.3、18.5m，淮河干流回水影响分别至汤渔湖行洪区下口、峡山口附近，涡河分别至怀远县龙亢镇、蒙城县双涧镇附近。

（2）滩地淹没影响及补偿措施

淮河干流蚌埠闸以上河道滩地根据形成原因，一部分是原有的自然河滩地，一部分是治淮堤防退建形成的河滩地。根据实测河道地形图量算，当蓄水位抬高至18.3m，新增淹没滩地面积2178 亩；抬高至18.5m，新增淹没滩地面积8748 亩。其中，国有土地占各高程下滩地数的27%～48%，不明确权属的土地占73%～52%。

滩地淹没补偿措施主要是根据滩地性质不同，采取不同的补偿方案：对因治淮工程堤防退建形成的，且已赔偿的外滩地原则上不予补偿，有青苗的计列青苗补偿费；对非工程建设形成的国有滩地，不予补偿，有青苗的计列青苗补偿费；权属不明确的土地，按照区片标准计列土地补偿费[10]。

（3）洼地排涝影响及补偿措施

根据回水计算，排涝影响范围主要包括沿淮洼地及行蓄洪区等，总面积约2650km2。随着流域规划中确定的各类沿淮洼地治理工程的陆续实施，现状沿淮重要易涝洼地抽排能力农排区将达到5～10 年一遇，抽排模数0.45～0.75m3/s/km2，城排区将达到10～30 年一遇，抽排模数0.70～2.27m3/s/km2[11]。根据计算，影响范围内沿淮洼地非汛期10 年一遇抽排模数0.27m3/s/km2，远小于洼地现状抽排能力。

因此，蓄水位抬高主要是导致影响范围内沿淮洼地部分涵闸在非汛期失去自排机会，相应增加泵站抽排水量，对洼地汛期排涝基本无影响。补偿措施主要是补偿因增加泵站抽排时间产生的排涝电费，建议对抬高蓄水位增加的洼地排涝费用，纳入省级财政统筹解决，并将定额补贴的河道管理单位列入财政全额支付单位管理。

（4）水利工程影响及补偿措施

蓄水位抬高对水利工程的影响主要是体现在对主体工程及淮河干流堤防、涵闸工程的安全运行影响。根据计算复核，蓄水位抬高未改变主体工程规划设计工况，对工程主体影响不大。回水范围内沿线堤防均按淮干100 年一遇标准建设，抬高蓄水位不增加堤身挡水时间，不影响堤防防洪安全；沿线涵闸挡水条件均按淮河设计水位控制，蓄水位抬高不影响其防洪安全，但部分涵闸原设计检修条件为非汛期淮河侧17.5～18.5m 检修，原检修闸门强度和高度不满足要求，需对检修闸门进行更新改造。

（5）淮河干流防洪影响

蚌埠闸原调度运用办法规定：预报沿淮有强降雨时，根据上游雨情、水情，蚌埠闸上水位可降到17.50～17.00m；当预报淮河将出现洪水时，可进行预泄，尽量降低闸上水位。根据2003—2020 年蚌埠闸上逐日水位统计，蚌埠闸汛初闸上水位从蓄水位降至17.50～17.00m 平均历时约10d，最长18d，最短3d。其中，2017 年6 月7 日—11 日历时5d，闸上最高蓄水位从18.35m 降至17.47m，预降水位差0.96m；2018 年6 月17 日—19 日历时3d，闸上最高蓄水位从18.54m 降至17.49m，预降水位差1.07m。

本次利用蚌埠闸上1991 年、2003 年、2007 等大水年的洪水过程、节制闸泄流曲线及规定的控制运用办法进行调洪演算，分析蓄水位抬高对蚌埠闸上淮河干流洪水的影响。根据调算，汛初、汛末抬高蓄水位对闸上最高洪水位无影响，增加的蓄量可通过适时调整水闸下泄流量保证闸上水位满足原定的调度运用条件。

4 效益分析

4.1 供水效益

随着安徽省引江济淮工程建成通水，依托蚌埠闸完备的工程设施、强大的拦蓄能力和有利的来水条件，在确保工程防洪蓄洪功能发挥和尽量减少蓄水影响的前提下，通过抬高蓄水位，可增加洪水资源的有效利用[12]，对保障淮南、蚌埠等沿淮城市、重要园区以及灌区的用水安全、缓解区域水资源供需矛盾、充分发挥今后引江济淮工程规模效益等均有积极作用。

通过预留最低生态水位蚌埠闸以下的蓄水作为城镇生活、工业和生态应急库容，限制枯水时段农业用水，各方案临淮岗坝上城镇生活及工业用水保证率均可以达到90%以上，蚌埠闸上城市生活及工业用水保证率也有所提高。同时，蓄水位的抬高可改善闸上灌区的灌溉条件，减少灌溉成本，可新增自流引水灌溉面积约30 万亩，周边取用水户枯水年份多年平均缺水率可降低3%。

4.2 抗旱效益

随着蓄水位的抬高，产生的抗旱效益逐步增加，挽回的年平均粮食损失量占当地粮食总产量的1%左右，挽回的年平均农业经济损失达千万元，经济效益显著[13]。

4.3 生态效益

通过抬高蓄水位，可新增约9000 亩的永久水域和河滩湿地，增加了闸上河段的环境容量；可提高相机补给闸下河段生态基流的调控能力，减少淮河中游河道断流机率，保证闸下生态下泄流量[14]。蓄水位抬高对构建淮河中游生态保护屏障、调控生态基流、保护干流水质、扩大环境容量、抑制中深层地下水超采均有重要的生态环境效益[15]。