淮河中游河道疏浚规模浅析

淮河中游河道疏浚规模浅析 余彦群 中水淮河规划设计研究有限公司二 一一年十月 一 概述 淮河中游由洪河口 王家坝 至洪泽湖出口 中渡 长490km 落差16m 中渡以上流域面积15 8万km2 其中洪河口至中渡区间集水面积12 76万km2 淮河中游按地形和河道特性又分为正阳关以上和以下两个河段 洪河口至正阳关河段 长155km 正阳关以上流域面积8 86万km2 占中渡以上流域面积的56 而洪水来量占中渡以上洪水总量的60 80 正阳关至洪泽湖出口长335km 区间集水面积6 96万km2 淮河中游建有濛洼等4处蓄洪区以及南润段等17处行洪区 经过多年治理 淮河干流的防洪能力得到了较大提高 但由于淮河流域特殊的水文气象和暴雨洪水特征 特殊的自然地理和河道特性的制约 淮河中游高水位持续时间长 行蓄洪区运用频繁 支流与面上排水困难 涝灾严重等问题仍较为突出 常引起社会各界广泛关注 淮河中游设计行洪流量7400 13000m3 s 而现状平槽流量王家坝 正阳关为1000 1500m3 s 正阳关 涡河口为2500m3 s 涡河口 洪山头3000m3 s 淮河中游河槽较小 支流与面上排水困难 涝灾严重 当淮河中游来水流量大于平槽流量时 水位常高于地面 影响面上排涝 这是淮河中游洪涝灾害产生的主要原因之一 早在1965年 水利部组织的淮河专家组就曾研究过以挖河为主 扩大淮河中游泄量的方案 因工程量太大 投资过多 当时以缺少水下开挖设备等原因未被采纳 近十几年来 在蚌埠闸下至方邱湖段的河道整治中 依据河势 采用挖槽 切滩扩大河槽的方案 已在淮河河道整治工程中实施 且取得了一定的效果 因此 进行淮河中游河道疏浚 对扩大河道泄流能力进行分析是十分有意义的 黄 河 长 江 废 黄 河 黄 海 日照 连云港 淮河流域圖 淮河干流行蓄洪区 淮滨 二 河道疏浚规模分析 淮河中游河道疏浚规模需要多大 以往对此分析较少 本文选择两种规模进行分析 一是按3年一遇除涝标准疏浚河道 二是按造床流量适当疏浚河道 1 按3年一遇除涝标准疏浚河道淮河中游主要控制站除涝流量影响因素多 是一个复杂的技术问题 本文暂采用各控制站实测资料系列进行频率分析的成果 其中王家坝 正阳关段采用王家坝站的实测资料 正阳关 涡河口段采用鲁台子站的实测资料 涡河口以下采用吴家渡站的实测资料 3年一遇除涝流量王家坝 正阳关段约为4100m3 s 正阳关 涡河口段约为4500m3 s 涡河口 浮山段约为5000m3 s 除涝水位按两岸地面高程和排涝需要拟定如下 表2 1 1淮河中游3年一遇除涝水位 流量表 经初步分析 1991年洪水沿淮洼地 关门淹 历时约99天 2003年洪水沿淮洼地 关门淹 历时约90天 按3年一遇除涝标准疏浚河道后 遇1991年洪水沿淮洼地 关门淹 历时减少约30天 遇2003年洪水沿淮洼地 关门淹 历时减少约25天 按除涝标准疏浚河道后 可减少沿淮洼地 关门淹 历时 对改善面上除涝有一定作用 淮河中游按3年一遇除涝标准疏浚河道虽可减少中游 关门淹 历时 但是淮南山水下的较快且迅速抢占河槽的特点没有发生改变 且河道疏浚后产汇流条件也发生了很大改变 因此对改善面上排涝的作用还难以把握 经初步匡算 按除涝标准疏浚河道后 疏浚 筑堤土方量约13亿m3 挖压占地约42000公顷 移民约22万人 初步匡算投资约930亿元 且还未考虑面上配套和洪泽湖及下游工程建设所需的投资 还涉及大量的环境问题 代价较高 按除涝标准疏浚河道后 汇流条件发生很大变化 上游来水加快 对洪泽湖和淮河下游防洪影响较大 且淮河中游临淮岗洪水控制工程 蚌埠闸 怀洪新河等防汛调度设施的控制运用条件将发生较大变化 对现有淮河整体防洪除涝体系将带来重大影响 按除涝标准疏浚河道后 平槽流量是造床流量的1 4 3 1倍 河槽面积是现状的1 75 2 3倍 河道流速会显著下降 将使水流挟沙能力急剧下降 对河道的稳定将带来不利影响 2 按造床流量标准适当疏浚河道按除涝标准疏浚河道 投资较大 移民众多 牵涉问题多 难以维持河床稳定 对上下游的影响如何 都有大量不确定因素 对面上排涝作用也难以把握 可行性很难把握 为此 根据淮河中游的河道特性 本文将造床流量和河相关系的研究成果应用于河道整治 按造床流量与平槽流量基本相当的规模疏浚淮河河道 造床流量是对形成天然河道河床特性及河槽基本尺度起支配作用 与多年流量过程的综合造床作用相当的特征流量 在河道整治中 中水整治最为重要 因为中水整治一般是与造床流量相应的河槽的治理 这种情况水流的造床作用最强烈 控制住中水河槽与造床流量相适应 就基本能控制住整个河道的演变 枯水河槽和洪水通道也不可能产生很大变化 淮河中游造床流量王家坝至润河集 润河集至正阳关 正阳关至涡河口 涡河口至浮山 浮山至洪山头段分别为1300 1900 3200 3500 3600m3 s 按造床流量标准适当疏浚河道后 王家坝 润河集 润河集 正阳关 正阳关 涡河口 涡河口 洪山头4段平槽流量 较现状分别提高500 700 800和700m3 s 详见下表 淮河中游平槽流量比较表 采用不同的控制条件对淮河中游按造床流量适当疏浚河道方案进行了分析计算 详见表2 2 2 按造床流量标准适当疏浚河道后 在设计水位下 启用行洪区 王家坝 正阳关 正阳关 涡河口 涡河口 浮山段泄洪流量可达到7700 9700 10500 13000m3 s 较设计流量分别提高300 500 0m3 s 用设计流量控制 启用行洪区 王家坝水位为29 04m 比设计水位降低0 16m 正阳关水位为26 05m 比设计水位降低0 35m 涡河口水位为23 39m 与设计水位相同 因此 按造床流量适当疏浚河道方案对淮河中游提高泄洪流量和降低水位有一定作用 按造床流量适当疏浚河道方案过流能力表 按造床流量标准适当疏浚河道方案疏浚工程量约2 6亿m3 其中王家坝 润河集段约0 2亿m3 润河集 正阳关段约0 5亿m3 正阳关 涡河口段约1 0亿m3 涡河口 洪山头段约0 9亿m3 疏浚土方约需占地3300公顷 由于疏浚工程量较大 仍需进一步退堤来稳定堤防 经初步统计 本方案退建堤防70km 退堤面积8700公顷 拆迁人口7 6万人 淮河中游按造床流量适当疏浚河道方案初步匡算投资约240亿元 三 综合分析 综上所述 按除涝流量标准疏浚淮河中游河道 对增加河道泄量 减少沿淮洼地 关门淹 历时是有效果的 但工程量较大 土方量约达13亿m3 弃土难以安放 投资较大 约达930亿元 移民占地量大 移民约22万人 挖压占地约42000公顷 大规模移民征地涉及到粮食生产安全 且安置难度大 社会影响也大 对洪泽湖和上 下游的工程影响大 对淮河现有防洪体系影响大 还将涉及大量环境问题 河槽过大 平槽流量超过造床流量太多 水流挟沙能力急剧下降 难以维持河床稳定 总之 按除涝流量疏浚河道 代价大 效果难以把握 不现实 按造床流量与平槽流量基本相当的规模疏浚淮河中游河道 可适当提高河道泄流能力 降低洪水位 减少淮河中游 关门淹 历时 对淮河整体防洪体系影响较小 据已有研究成果 淮河中游来沙量在径流量未出现系统增加或减少的情况下自上世纪五十年代以来明显减少 按造床流量标准适当疏浚河道 河床可基本维持稳定 技术上较有把握 比较现实可行 韩其为院士认为 淮河流域多年来径流量没有明显减少 河水含沙量较小 冲淤变化不大 河道比较稳定 淮河治理具有一定的有利条件 淮河流域圖