基于沂沭河百年一遇洪水条件下的沂沭泗河洪水“东调”“南下”关系研究

王蓓，黄渝桂

（中水淮河规划设计研究有限公司，安徽 合肥 230601）

0 引言

沂沭泗河洪水东调南下工程是一项解决沂河、沭河（以下简称“沂沭河”）及南四湖地区洪水出路的系统工程。经过几十年治理，沂沭泗流域初步形成了由水库、河湖堤防、控制性枢纽、行洪河道、蓄滞洪工程等组成的防洪工程体系，流域中下游重要防洪保护区的总体防洪标准基本达到了50 年一遇。

近年来，沂沭泗流域经济社会快速发展，沂沭泗河中下游防洪保护对象及重要性都发生了较大变化，对保护区防洪标准提出了新的更高要求。防洪保护区防洪标准适应性分析成果表明，现状防洪标准偏低，与保护区经济社会发展和城市产业布局要求不匹配，需进一步提高沂沭泗流域防洪标准，因此，开展100 年一遇洪水条件下的沂沭河洪水安排研究是十分必要的。

1 概述

沂沭泗河水系洪水总体治理原则是“上蓄、下排、统筹兼顾，合理调度”。沂沭泗流域防洪工程体系总体布局为上游利用修建的水库，拦蓄山丘区洪水；下游利用新沭河、新沂河排洪能力，开辟沂沭泗河洪水入海出路；在沂河、沭河上分别修建有刘家道口和大官庄枢纽工程，用来控制沂河、沭河洪水，使沂河、沭河洪水尽量由新沭河就近“东调”入海，从而腾出骆马湖、新沂河调蓄洪水、泄洪能力接纳南四湖“南下”洪水。

沂河是沂沭泗河水系中最大的山洪河流，河道全长333km；沭河也是山洪河流，与沂河平行南下，河道全长300km。沂沭河洪水安排主要是通过刘家道口枢纽、大官庄枢纽调度实现，“东调”与“南下”不同比例的洪水安排将影响沂河、沭河、分沂入沭水道、新沭河（含石梁河水库）、新沂河等东调南下工程布局，需通过“东调”与“南下”不同洪水比例方案比选确定沂沭河洪水安排，优化东调南下工程布局。

2 计算方法

2.1 水库调算

水库调洪演算的理论方法是基于水力学的圣维南方程组进行简化，忽略了洪水入库至泄洪建筑物间的行进时间、沿程流速变化及动库容等因素的影响，简化后得到水库调洪演算公式，即水量平衡方程[1,2]。

式中：Q1，Q2—分别为计算时段初、末的入库流量（m3/s）；

q1，q2—分别为计算时段初、末的下泄流量（m3/s）；

V1，V2—分别为计算时段初、末的水库蓄水量（m3）；

ΔV—V1与V2之差；

Δt—计算时段。

2.2 河道演进

河道演进采用马斯京根流量演算法的改进方法即分段连续演算法。分段连续演算法根据马斯京根演算方程为线性系统的特点，首先推求上游断面进入一个单位水量后经多个河段连续向下游演进，在下游断面形成一个相应的流量过程线。

沂河、沭河上游为山区性河流，干、支流间相互干扰作用不大，可把干、支流各河段视为相互独立的无支流河段，求得各自的流量演算参数，分别把上游站（水库出流）的入流量演算到下游站（临沂站、重沟站），然后叠加即为该断面的出流过程。

2.3 枢纽调度

沂河临沂、沭河大官庄洪水过程按照沂河、沭河洪水经水库调蓄后下泄，汇入区间水，并经河道演进的方法确定。

沂河临沂、沭河大官庄洪水过程按照拟定的调度运用办法进行河道分流计算，确定沂河刘家道口以下流量过程、沂河江风口以下流量过程、邳苍分洪道流量过程、分沂入沭水道流量过程、新沭河泄洪闸流量过程、老沭河流量过程。

2.4 骆马湖调洪

按照骆马湖现有调度运用办法，根据入湖过程、湖水位与容蓄量曲线、水位与出流（嶂山闸）关系曲线，结合嶂山闸～沭阳区间来水，按新沂河沭阳设计行洪规模凑泄，进行调洪演算，计算嶂山闸出口下泄情况下骆马湖水位及泄量过程。

3 沂沭河“东调”“南下”洪水安排方案分析

拟定沂沭河洪水“东调”“南下”不同比例洪水安排方案，分析不同洪水安排方案对沂沭泗河洪水东调南下工程格局的影响，并提出推荐方案。

3.1 “东调”“南下”洪水安排方案拟定

方案一：“东调”维持50 年一遇行洪规模不变，超额洪水洪量（超50 年一遇洪水，下同）全部“南下”。

方案二：“南下”维持50 年一遇行洪规模不变，超额洪水洪量全部“东调”。

方案三：用足现状河道行洪能力，超额洪水洪量60%“东调”、40%“南下”。

3.2 方案比选范围

南四湖100 年一遇洪水安排是通过扩大韩庄运河、中运河行洪规模下泄超额洪水，南四湖堤防不再加高，满足南四湖防洪要求。根据南四湖调洪演算成果和淮河流域综合规划成果，中运河运河镇规模为7200m³/s，不参与沂沭河洪水安排方案比选。

根据淮河流域综合规划，骆马湖按照100 年一遇设计水位24.83m（1985 国家高程基准）要求，通过采取河道扩挖或堤防加固措施扩大新沂河行洪能力，骆马湖堤防不再加高。骆马湖工程主要与是否退守宿迁大控制有关，沂沭河洪水安排不影响骆马湖工程，因此，骆马湖工程不参与沂沭河洪水安排方案比选。

邳苍分洪道仍维持分洪规模4000m³/s 不变，不参与沂沭河洪水安排方案比选。

综上所述，沂沭河“东调”“南下”洪水安排方案比选范围包括沂河、沭河、分沂入沭水道、新沭河（含石梁河水库）、新沂河。

3.3 “东调”“南下”不同比例洪水安排方案分析

根据沂沭河上游水库调洪演算、枢纽调度分洪、石梁河水库调洪演算、骆马湖调洪演算、河道洪水演进等成果，分析沂沭河不同比例洪水安排方案对东调南下工程格局的影响。

3.3.1 方案一（超额洪水洪量全部“南下”）

沂沭河100 年一遇洪水，超额洪水洪量全部“南下”，经沂河、沭河入骆马湖和新沂河入海。

新沭河维持50 年一遇行洪规模不变，即新沭河泄洪闸规模6000m³/s，新沭河下段规模6000～6400m³/s。

扩大沂河、沭河、新沂河行洪规模下泄沂沭河超额洪水，即江风口以下沂河由8000m³/s 扩建到11000m³/s，邳苍分洪道规模4000m³/s，沭河人民胜利堰闸由2500m3/s 扩建到5050m³/s；沭阳以下新沂河由7800m³/s 扩建到9400m³/s，新沂河海口枢纽闸由7800m³/s 扩建到9400m³/s。扩建工程主要集中在沂河、沭河、新沂河。

方案一投资规模最大。沂沭河超额洪水洪量全部“南下”，没有充分发挥新沭河河道行洪能力和石梁河水库调蓄作用，“东调”工程仍有较大行洪余力；增加了骆马湖、宿迁市防洪压力，河道扩挖占用大量土地资源。

沭河人民胜利堰以下河道行洪规模由2500m³/s 扩大至5050m³/s，由于该段区域冲积物覆盖层较厚，部分堤段座落于砂基之上或堤身由砂土填筑而成，行洪时堤基、堤身渗水严重，为险工险情易发段，影响堤防安全，给沭河防洪带来较大压力，因此该段沭河需采取河道扩挖和险工处理措施。另外，由于新沂河口头水位过低，与沭河出口处水位不衔接，河道纵向比降过大，河床土质基本以砂性土为主，考虑到工程安全，沭河人民胜利堰以下段行洪规模不宜扩大太多。

3.3.2 方案二（超额洪水洪量全部“东调”）

沂沭河100 年一遇洪水，超额洪水洪量全部“东调”，经新沭河就近入海。

沂河、沭河维持50 年一遇行洪规模不变，即江风口以下沂河规模8000m³/s，邳苍分洪道规模4000m³/s，沭河人民胜利堰闸规模2500m³/s。

扩大分沂入沭水道、新沭河行洪规模下泄沂沭河超额洪水，即分沂入沭水道由4000m³/s 扩建到7000m³/s；新沭河泄洪闸由6000m³/s 扩建到10800m³/s，新沭河下段由6000～6400m³/s 扩建到8600～9200m³/s，三洋港闸由6400m³/s 扩建到9200m³/s。扩建工程主要集中在分沂入沭水道、新沭河。

方案二投资规模次之。虽然沂沭河超额洪水洪量可以就近“东调”入海，但没有充分发挥沂河、沭河下段行洪能力，“南下”工程仍有较大行洪余力；超额洪水全部由新沭河承担，石梁河水库防洪高水位持续时间长，增加了石梁河水库、连云港市防洪压力；新沭河下游河道高水位大流量持续时间长，行洪期间连云港市区基本无法排涝，恶化了当地排涝条件。

3.3.3 方案三（用足现状河道行洪能力，超额洪水洪量60%“东调”、40%“南下”）

沂沭河100 年一遇洪水，在保障骆马湖行洪安全的前提下，用足现状河道行洪能力分洪，尽量“东调”入海。

江风口以下沂河由8000m³/s 扩建到9600m³/s；邳苍分洪道规模4000m³/s；沭河人民胜利堰闸由2500m³/s 扩建到3000m³/s；分沂入沭水道由4000m³/s扩建到5400m³/s；沭阳以下新沂河由7800m³/s 扩建到8600m³/s，新沂河海口枢纽闸由7800m³/s 扩建到8600m³/s；新沭河泄洪闸由6000m³/s 扩建到8300m³/s，新沭河下段由6000～6400m³/s 扩建到7000～7600m³/s，三洋港闸由6400m³/s 扩建到7600m³/s。扩建工程主要集中在沂河、沭河、分沂入沭水道、新沂河、新沭河，其中沂河、沭河、分沂入沭水道、新沂河工程量较小。

方案三投资规模最小。沂沭河超额洪水洪量用足现状河道行洪能力分洪，尽量“东调”入海，沂河、沭河现状行洪能力可得到充分发挥，工程占地最小，符合沂沭河上游洪水尽量“东调”原则；扩大分沂入沭水道、新沭河行洪规模可使洪水就近“东调”入海；扩大新沂河行洪规模可使骆马湖洪水尽快“南下”入海，腾出骆马湖部分库容接纳南四湖下泄洪水，充分发挥东调南下防洪工程体系的整体效益。

沂河刘家道口以下段、沭河人民胜利堰以下段、新沂河等“南下”河道提高至100 年一遇行洪规模，如果遇到沂沭河同频率的极端天气，而南四湖无降雨，可充分发挥“南下”河道行洪能力，洪水经新沂河入海，从而减轻“东调”洪水压力，更好地发挥东调南下防洪工程体系的整体效益。

综上所述，沂沭河发生100 年一遇洪水，超额洪水安排对东调南下工程布局影响较大。根据沂沭河上游洪水尽量“东调”原则，并统筹考虑沂河下游、沭河人民胜利堰以下段、分沂入沭水道、新沂河、新沭河等河道行洪能力及新沭河下游城市防洪排涝要求，采用方案三（用足现状河道行洪能力，超额洪水洪量60%“东调”、40%“南下”）作为沂沭河洪水安排推荐方案。

4 结论

（1）当沂沭河发生100 年一遇洪水时，根据水库调洪演算、河道洪水演进和枢纽（刘家道口枢纽、大官庄枢纽）调度分洪等成果，“东调”与“南下”不同比例的洪水安排将影响沂河、沭河、分沂入沭水道、新沭河（含石梁河水库）、新沂河等东调南下工程布局。

（2）沂沭河超额洪水洪量全部“南下”方案，没有充分发挥新沭河河道行洪能力和石梁河水库调蓄作用，“东调”工程仍有较大行洪余力，增加了骆马湖、宿迁市防洪压力，河道扩挖占用大量土地资源，投资规模最大；沂沭河超额洪水洪量全部“东调”方案，没有充分发挥沂河、沭河下段行洪能力，“南下”工程仍有较大行洪余力，增加了石梁河水库及连云港市防洪排涝压力，投资规模次之；沂沭河超额洪水洪量用足现状河道行洪能力分洪，尽量“东调”入海方案，可充分发挥沂河、沭河现状行洪能力，扩大分沂入沭水道、新沭河行洪规模可使洪水就近“东调”入海，扩大新沂河行洪规模可使骆马湖洪水尽快“南下”入海，腾出骆马湖部分库容接纳南四湖下泄洪水，充分发挥东调南下防洪工程体系的整体效益，投资规模最小，因此，采用本方案作为沂沭河洪水安排推荐方案。

（3）沂沭河100 年一遇洪水“东调”“南下”不同比例洪水安排方案研究成果可为优化沂沭河100年一遇洪水安排及东调南下工程布局，进一步巩固完善沂沭泗流域防洪工程体系，提高骨干河道中下游防洪保护区防洪标准提供参考■