啟用黃墩湖滯洪區(qū)的問題探討

王玉 李勤 張艷

啟用黃墩湖滯洪區(qū)的問題探討

王玉 李勤 張艷

黃墩湖滯洪區(qū)位于駱馬湖西側(cè)，調(diào)整后的滯洪區(qū)范圍為徐洪河以東的黃墩湖地區(qū)，涉及江蘇省徐州、宿遷兩市，分屬邳州、睢寧、湖濱新區(qū)三市（縣、區(qū)），總?cè)丝?2.9萬，總面積230km2，最大滯洪庫容為11.1億m3。1985年淮河流域規(guī)劃提出近期駱馬湖防洪標(biāo)準(zhǔn)為20～50年一遇，將黃墩湖作為駱馬湖非常洪水的滯洪區(qū)。隨著沂沭泗洪水東調(diào)南下續(xù)建工程的實(shí)施，盡管下游防洪能力有所提高，但沂沭泗流域洪水的特點(diǎn)是峰高量大、調(diào)蓄余地小，遭遇不利狀況時(shí)，駱馬湖防洪壓力仍很大。且洪水的地區(qū)組成也很復(fù)雜，影響因素較多。因此，為保障沂沭泗河流域防洪安全，特對啟用黃墩湖滯洪區(qū)的有關(guān)問題進(jìn)行探討。

一、黃墩湖滯洪區(qū)啟用標(biāo)準(zhǔn)的研究

根據(jù)國家《防洪標(biāo)準(zhǔn)》，駱馬湖屬大型平原水庫，防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為100～300年一遇。沂沭泗東調(diào)南下50年一遇續(xù)建工程完成后，駱馬湖防洪標(biāo)準(zhǔn)僅50年一遇，當(dāng)駱馬湖以上洪水超過50年一遇設(shè)計(jì)洪水時(shí)，為確保流域防洪安全，必須考慮超標(biāo)準(zhǔn)洪水的出路，仍然需要黃墩湖作為駱馬湖的滯洪區(qū)。國汛〔2012〕8號《關(guān)于沂沭泗河洪水調(diào)度方案的批復(fù)》中黃墩湖滯洪區(qū)的啟用標(biāo)準(zhǔn)為：如預(yù)報(bào)駱馬湖水位超過26.0m，當(dāng)駱馬湖水位達(dá)到25.5m時(shí)，啟用黃墩湖滯洪區(qū)滯洪，確保宿遷安全。

黃墩湖滯洪區(qū)進(jìn)洪量、滯洪水位與駱馬湖上游來水及工情息息相關(guān)，駱馬湖主要承擔(dān)南四湖、沂沭河和邳蒼地區(qū)的來水，洪水組合采用沂沭河發(fā)生與駱馬湖同頻率洪水，南四湖和邳蒼為相應(yīng)洪水的地區(qū)組成。按照入湖設(shè)計(jì)洪水、出湖能力，現(xiàn)狀工情下，遭遇沂沭河為主100年、200年一遇洪水進(jìn)行駱馬湖調(diào)洪演算，詳見表1。

由表可知，現(xiàn)狀工情下遇50年一遇入駱馬湖洪水時(shí)，駱馬湖最高水位為24.89m，不需滯洪；遇100年一遇洪水時(shí)，則駱馬湖最高水位為26.44m（不滯洪時(shí)水位），需啟用黃墩湖滯洪區(qū)。經(jīng)初步分析，黃墩湖滯洪區(qū)啟用標(biāo)準(zhǔn)為超標(biāo)準(zhǔn)

洪水（超50年一遇以上標(biāo)準(zhǔn)）。

二、滯洪區(qū)進(jìn)洪方式及進(jìn)洪口門處理

黃墩湖滯洪區(qū)進(jìn)洪采用進(jìn)洪閘與爆破口門相結(jié)合的方式，在滯洪閘無法滿足分洪要求的情況下，需要啟用爆破口門分洪。

1.黃墩湖滯洪閘

黃墩湖滯洪閘是黃墩湖滯洪區(qū)唯一可控制的滯洪口門，位于徐州、宿遷兩市交界處的中運(yùn)河西堤，設(shè)計(jì)滯洪流量2000m3/s，設(shè)計(jì)閘孔凈寬10m，共12孔，總凈寬120m，閘頂高程28.0m，閘底板面高程20.5m。根據(jù)調(diào)洪演算，100年一遇洪水可通過黃墩湖滯洪區(qū)滯洪，無需啟用爆破口門。當(dāng)駱馬湖水位達(dá)24.5m時(shí)退守宿遷大控制；當(dāng)湖水位達(dá)25.5m，且預(yù)報(bào)上游來量大，湖水位將超過26.0m時(shí)，黃墩湖滯洪閘開閘泄洪。

2.啟用爆破口門的影響

滯洪區(qū)爆破口門2處：黃墩湖滯洪閘南側(cè)曹甸子爆破口門（42對爆炸井）和黃墩湖北側(cè)的雙河橋爆破口門（爆破孔167個(gè)），2個(gè)爆破口門長各300m。

黃墩湖滯洪區(qū)地面高程20m左右，駱馬湖在26m左右泄洪，水頭差高達(dá)6m，啟用爆破口門后，水流對下游（滯洪區(qū)）的沖擊很大，水流沖擊對徐洪河?xùn)|堤、房亭河南堤、廢黃河北堤、邳洪閘、民便河套閘影響大小需要建立模型進(jìn)一步定量分析。

啟用爆破口門爆破后，泥沙將靠近爆破口門的邳洪河淤積甚至堵死，使其喪失退水功能。因此，啟用爆破口門滯洪，區(qū)內(nèi)的大多數(shù)河道會受到不同程度的淤積。現(xiàn)狀滯洪區(qū)內(nèi)是人類活動密切區(qū)域，不同于河道或湖泊。人類活動密切區(qū)域有大量生活垃圾、工業(yè)垃圾、醫(yī)療垃圾等，滯洪后這些垃圾受水流沖擊，可能會淤塞滯洪區(qū)內(nèi)河道，特別是有可能部分淤塞于退水口門，嚴(yán)重削弱退水口門退水能力。因此，有必要建立模型，進(jìn)一步定量分析啟用爆破口門對滯洪區(qū)內(nèi)河道的影響以及垃圾對退水口門的影響。

3.爆破口門封堵

封堵方案涉及爆破口門的最終尺寸，需請爆破專家確定爆破口門初始尺寸，在此基礎(chǔ)上建立模型確定爆破口門尺寸。為解決爆破口門分洪時(shí)口門大小的不可控制性，使影響降至最低，可在爆破口門下部做消能、防沖設(shè)施。根據(jù)爆破專家提供的爆破初始邊界條件，確定斷面裹頭位置，不同的爆破當(dāng)量其初始爆破邊界條件是不同的。通過數(shù)模分析，確定不同頻率的洪水下，裹頭的下限、爆破口門的初始寬度（為滿足滯洪要求必須達(dá)到的寬度和深度）等。

三、滯洪區(qū)退水問題研究

目前，有關(guān)規(guī)劃提出的黃墩湖唯一退水口門是邳洪閘。經(jīng)初步調(diào)研分析，調(diào)整后的黃墩湖滯洪區(qū)退水口門可有4個(gè)：邳洪閘、民便河套閘、黃墩湖滯洪閘、皂河泵站，此外，當(dāng)駱馬湖水位高于24.5m時(shí)，還可通過黃墩湖滯洪閘退水。邳洪閘、民便河套閘、黃墩湖滯洪閘等3個(gè)口門現(xiàn)狀均沒有考慮滯洪區(qū)退水的工況。

1.利用邳洪閘退水

邳洪閘建成于1986年，位于邳洪河與黃墩小河交匯處，8孔，每孔凈寬6.6m，閘總寬62.75m，設(shè)計(jì)流量310m3/s。該閘承擔(dān)黃墩湖地區(qū)150km2和邳洪河上游600km2的排澇任務(wù)，并承擔(dān)該地區(qū)引水灌溉和向皂河站送水的任務(wù)，未考慮退水和黃墩湖滯洪時(shí)擋水26m的工況。利用泄洪閘退水時(shí)，應(yīng)考慮該閘的除險(xiǎn)加固，以保證退水安全。

2.利用民便河套閘退水

民便河套閘位于徐洪河與民便河口交匯口東側(cè)，原為節(jié)制閘，南水北調(diào)徐洪河影響處理工程中將其改為民便河套閘，該套閘目前正在施工。根據(jù)復(fù)核，當(dāng)滯洪區(qū)水位為26.0m時(shí)，套閘可泄洪150m3/s。

表1 駱馬湖調(diào)洪演算成果表

3.利用黃墩湖滯洪閘退水

黃墩湖滯洪閘建于1998年，由黃墩湖的控制運(yùn)用可知，黃墩湖滯洪閘的設(shè)計(jì)只考慮了泄洪工況，沒有考慮退水工況。利用黃墩湖滯洪閘并通過嶂山閘退水，速度很快（只能退22.5m水位以上的洪水）。根據(jù)1974年資料，駱馬湖達(dá)到最高水位25.35m后，6d時(shí)間就降至22.5m，而嶂山閘的泄流只有4000～5350m3/s。目前，東調(diào)南下二期工程實(shí)施后，新沂河行洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)50年一遇，嶂山閘設(shè)計(jì)流量8000m3/s，黃墩湖的退水時(shí)間則要更短。黃墩湖滯洪閘若要參與退水，需加固處理。

4.退水效果分析

針對黃墩湖滯洪閘和邳洪閘需要加固方能用于滯洪區(qū)退水的情況，對其退水效果進(jìn)行了分析，主要考慮了以下幾個(gè)退水方案，分析其退水時(shí)長見表2。

表2 不同退水方案滯洪區(qū)退水時(shí)長分析表

四、滯洪區(qū)人員撤退時(shí)間問題

滯洪區(qū)人員撤退時(shí)限與入駱馬湖的洪水過程（涉及駱馬湖上游河道泄流能力、入湖洪水的頻率、駱馬湖下泄能力）密切相關(guān)，非常復(fù)雜。從目前有關(guān)資料看，駱馬湖的下泄能力為現(xiàn)狀下泄能力、入湖過程只有100年一遇。因此撤退時(shí)

限要求只能在上述條件下提出。

根據(jù)100年一遇入駱馬湖洪水過程和調(diào)洪演算過程，7月20日20時(shí)，駱馬湖水位24.81m，18h后的7月21 日14時(shí)，黃墩湖開始滯洪。因此，駱馬湖水位達(dá)到24.5m時(shí)，群眾就要開始轉(zhuǎn)移。如果洪水過程不是100年一遇，情況則不同。

五、結(jié)語

綜上分析，黃墩湖滯洪區(qū)遇超50年一遇以上洪水標(biāo)準(zhǔn)時(shí)需啟用。為保障沂沭泗河流域防洪安全，盡可能利用黃墩湖滯洪閘進(jìn)洪，有必要建立模型，定量分析啟用爆破口門對滯洪區(qū)內(nèi)退水口門的影響，并重視研究不用爆破口門進(jìn)洪、擴(kuò)建黃墩湖滯洪閘可行性及擴(kuò)大沂沭泗河流域洪水東調(diào)的必要性；黃墩湖滯洪區(qū)退水盡可能利用現(xiàn)有水工建筑物，并結(jié)合區(qū)域排澇，按10年一遇排澇流量625m3/s加固改建邳洪閘退水效果顯著，經(jīng)濟(jì)可行■

（作者單位：江蘇省水利勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司 225127）

（專欄編輯：王 適）