沙颍河近期治理工程调洪演算方案探讨

沙颍河近期治理工程调洪演算方案探讨

从加固筑坝到治理队伍沙迎河是淮河的最大支流。国家、河南、安徽和其他省份一直非常重视沙尧河的管理。1949年以来,先后在上游山区修建了昭平台、白龟山、孤石滩、白沙四座大型水库,漯河以西修建了泥河洼滞洪区,对控制上游山区洪水起到了一定作用。对沙颍河干流堤防进行了培修加固;此外,为增加沙颍河的洪涝水出路,开辟了茨淮新河,设计分洪2000m3/s。1991年江淮大水后,针对淮河流域防洪体系暴露出的问题,国务院及时召开了治淮治太会议,作出了《国务院关于进一步治理淮河和太湖的决定》,确定了以防洪除涝为主要内容的近期治淮19项骨干工程,沙颍河近期治理工程为其中之一。由于豫、皖两省在沙颍河周口控泄流量问题上分歧较大,治理规划方案的技术协调难度也大。自1985年以来,水利部淮委及中水淮河工程有限责任公司做了大量的分析研究工作,现两省对沙颍河治理的迫切性已达成共识,《沙颍河近期治理工程可行性研究报告》已分别于2004年8月通过水利部审查、2004年12月通过中咨公司评估。1流域降水与洪水沙颍河发源于河南省伏牛山区,流经平顶山、漯河、周口、阜阳等四十个市县,于安徽省颍上县沫河口汇入淮河,河道全长620km(见图1)。沙颍河流域地形由西北向东南倾斜,沙河干流漯河以上三面环山,控制流域面积12580km2,山丘区面积约占四分之三,是沙颍河洪水的主要来源地;山区向平原区过渡带为一广阔的丘陵区,东南部平原地势坦荡开阔;周口以上流域呈扇形,控制面积25800km2,两岸羽状河系发育,支流众多;周口以下、特别是省界以下流域呈带状,少有支流汇入。本流域暴雨多集中在汛期,一般发生在6～8月份,以7月份最多。洪水主要由暴雨形成,漯河以西沙河干流、北汝河、澧河上游是沙颍河流域暴雨中心多发地区,沙颍河周口以上洪水主要来源于漯河以西。周口以下汾泉河流域也是暴雨多发地区,由于汾泉河防洪除涝标准低,往往造成洪涝灾害。2现有的防洪体系2.1座大型水库1953年以来,沙颍河上游山区陆续修建了昭平台、白龟山、孤石滩、白沙等4座大型水库,常庄、尖岗等23座中型水库和大量的小型水库。大型水库控制流域面积4011km2,总库容19.38亿m3,防洪库容8.49亿m3。这些水库的建成,对于控制上游山区洪水,发展农业灌溉,防止水旱灾害,保证农业高产、稳产,提高人民生活起了很大的作用。2.2设计滞蓄水量沙颍河流域现有泥河洼滞洪区,位于漯河以西30km的沙、澧河之间的低洼易涝地区,设计蓄水位68.0m,设计滞蓄水量2.36亿m3。泥河洼自建成以来,共进洪43次,对有效控制漯河以上沙河干流、北汝河、澧河洪水起了很大作用。2.3沙私家车港沙颍河漯河以下河道全长393km,河槽宽度100～200m,深8～12m,现状河道过洪能力从上到下均约3000m3/s,整个堤防的综合防洪能力约10年一遇。受黄泛影响,沙颍河两岸滩地淤高,滩地一般高出堤内地面1～2m。河道比降河南境内不到1/8000,安徽境内1/10000～1/20000。由于沙颍河河床、岸坡多为粉质砂壤土,经水流冲刷或浸蚀后河岸极易坍塌,岸坡失稳,使河势发生变化,形成险工险段。3区域治理计划3.1防洪和防止3.1.1水库内山丘区面积存在自然大陆利益沙颍河流域上游虽已修建了4座大型水库,23座中型水库和众多的小型水库,控制了部分山丘区洪水,但现有水库控制的山丘区面积仍不及整个山丘区面积的1/3。特别是漯河以西的北汝河、澧河支流干江河,是暴雨多发地区,两河流域面积近7360km2,其上无洪水控制工程,两河暴雨是漯河以西洪涝灾害的主要成因。3.1.2沙下河堤岸现状沙颍河流域无论是干流还是支流,防洪标准普遍偏低。漯河以下干流,现状防洪标准约10年一遇。沙颍河干流岔河口以上安全泄量已达3000m3/s;漯河控制面积已是岔河口以上控制面积的4倍,河道安全泄量也是3000m3/s;周口的控制面积已是岔河口以上控制面积的8倍,河道安全泄量仍只有3000m3/s。省界以下干流河道安全泄量也只有3000m3/s左右。由于历史原因,沙颍河堤防堤线不尽合理,堤距宽窄不一,堤线局部不连续甚至还没堤防,个别堤段堤内外沟塘较多。每遇洪水,堤基、堤身渗漏、管涌、堤防边坡失稳、坍塌现象较为严重。据统计,沙颍河现有堤防及河岸险工共200多处。3.1.3防洪保护区安全分析沙颍河两岸堤防涵闸多为1980年以前所建,设施老化,砼碳化,洞身短,闸门、启闭机毁坏现象严重,汛期常发生险情,严重威胁着防洪保护区的安全。特别是干流节制闸枢纽经几十年运行,工程结构老化、砼碳化严重。3.1.4堤东南角场坝地沙颍河万福沟口以下,各段堤防堤距差异较大,宽的达2～3km,窄的只有200m左右,堤外滩地上群众筑圩保庄保地,共形成97个圩区,内有人口9.93万,耕地10.5万亩。这些圩堤大部分临河,外无滩地,现有圩堤高程较高,除1954年和1975年大水部分破圩行洪外,一般洪水年份未破圩,对河道行洪影响较大。3.2加固洪水工程沙颍河近期治理规划以防洪为主,应继续贯彻“上下游兼顾,蓄泄兼筹,统一规划,统一治理”的原则,在已建水库及泥河洼滞洪区的基础上,进一步修建山谷水库拦蓄山区洪水(近期修建燕山水库,远期增建下汤水库和前坪水库),并充分利用洼地自然滞洪,合理确定漯河、周口的泄流规模,应实施沙颍河干堤加固工程,以提高沙颍河本干的防洪标准,增强防灾减灾能力,促进沙颍河两岸社会经济稳步发展。考虑到沙颍河的现状及治淮的总体部署,沙颍河近期按20年一遇防洪标准治理,远期再提高到50年一遇。3.3水利与防洪的分析计算3.3.1白合成同频率,有以下几种漯河以上设计洪水考虑3种地区组成:①北汝河襄城以上与漯河同频率,其它相应,以1982年为典型;②沙河白龟山以上与漯河同频率,其它相应,以1957年为典型;③澧河何口以上与漯河同频率,其它相应,以1975年为典型。阜阳以上设计洪水考虑2种地区组成:①周阜区间与阜阳同频率,周口以上相应,以1954年为典型;②漯周区间、周口、阜阳同频率,其它相应,以1957年为典型。3.3.2提高林分质量,加强河道的基础治理近期规划工况(见图2)主要是:①在澧河支流甘江河上新建燕山水库,并对澧河河道进行治理,使澧河防洪标准提高到20年一遇;②北汝河、漯河以上沙河干流维持现状;③泥河洼设计滞洪库容2.36亿m3,马湾进洪闸现设计最大进洪流量1730m3/s,规划再扩建750m3/s。3.3.3主要调洪演算结果沙颍河的调洪演算,上游山区主要考虑已建的昭平台、白龟山、孤石滩、白沙等4座大型水库及近期拟建的燕山水库。为控制漯河站的下泄流量,漯河以上还需充分利用泥河洼滞洪区滞洪及湛河洼、灰河洼、唐河洼等自然洼地临时滞洪,根据调洪演算结果合理确定漯河泄量、周口泄量。漯河以上调洪演算结果及漯河控泄流量:漯河以上调洪演算主要研究了三种洪水组成,漯河泄量分别研究了2500、3000m3/s方案。二个方案基本都能满足20年一遇防洪要求。鉴于漯河～周口河段现状行洪能力已基本达3000m3/s,1951年以来,漯河下泄流量也有多次达到或超过3000m3/s,因此沙颍河近期治理漯河～周口河段设计流量仍维持3000m3/s。阜阳以上河道调洪演算结果及周口控泄流量:漯河泄流分两种情况,即控泄流量3000m3/s和采用反控制调节(最大泄量不超过3000m3/s)。漯河泄流反控制方法是根据预报的漯周区间来水和漯河下泄流量判断,在周口泄流将要超过设计流量时,漯河泄量采用反控制调节,以保证周口泄流不超过设计流量,即漯河下泄流量=min(Q周口设计流量-Q漯周区间来流,3000)。流量计算调洪演算结果周口泄量近期工程分别研究了3000、3250、3500m3/s方案。漯河控泄流量3000m3/s方案调洪演算结果说明,尽管漯周区间蓄量较大,但当泥河洼尚未蓄满时,此方案不尽合理。而且现在要在漯周区间兴建滞洪区的难度是很大的,因此,漯河控泄流量3000m3/s方案难以实施。从实践蓄量角度分析漯河泄量采用反控制调洪演算结果(见表3-1),漯周区间可以不分洪。周口泄量3000m3/s方案。漯河以上有1.11亿m3临时滞蓄量,漯河以上洼地难以承受;3500m3/s方案漯河以上临时滞蓄量较小,但周口泄量较大,加大了对淮干的压力;3250m3/s方案漯河以上洼地蓄量0.69亿m3,湛河洼、灰河洼、唐河洼尚可容纳。由此近期治理工程推荐周口泄量3250m3/s漯河反控制调节的规划方案。3.4大交叉口下泄流量本着蓄泄兼筹的治淮方针,充分发挥现有工程的作用,尽可能利用水库和泥河洼滞洪区调蓄周口以上洪水,并适当增大周口下泄流量。根据水文水利计算和规划,沙颍河近期治理工程按20年一遇周口控泄3250m3/s,以沙颍河干流堤防防洪为重点,干流堤防采用沿原堤加高加固方案,并适当兴建部分洼地排涝站,完善堤防管理以及水文设施等非工程措施,使沙颍河漯河以下干流综合防洪能力近期达到20年一遇,为区域经济的可持续发展创造良好的防洪保障。4从管理上看,基于“蓄泄兼筹”的治理,有利于提高下游的防洪标准沙颍河流域是淮北支流中防洪问题最突出的地区,现有防洪标准低,防洪压力大,沙河右堤防洪保护区是淮河中游仅次于淮北大堤的第二大防洪保护区,是豫皖两省的主要农业产区,工业发展也很迅速,流域内公路、铁路交通都比较发达。由于现有防洪标准与两岸保护区的重要性不相适应,洪涝灾害已成为制约流域内社会经济可持续发展的一个重要因素。随着防洪保护区内国民经济的进一步发展、城市建设水平的迅速提高,对防洪