德州市德惠新河治理效益分析

張長忠，王 恒，董 龍

（德州市水利局，山東德州 253014）

1 流域概況

德惠新河起源于山東省德州市平原縣王鳳樓閘，流經(jīng)德州、濟南、濱州3市，于濱州市無棣縣下泊頭村東北12km處與馬頰河匯合后入渤海，河道長172.5km，流域面積3 248.9 km2，有耕地面積18.2萬hm2、人口150萬人。其中，德惠新河流經(jīng)德州市的平原、陵縣、臨邑、樂陵、慶云5縣市21個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，于慶云縣解家村入濱州市無棣縣。境內(nèi)河道長127.6 km，堤防長203 km，流域面積2 140 km2；主要支流有禹臨河、臨商河、趙王河、洪溝河等，沿河建有攔河閘5座、分洪調(diào)水閘1座。

2 工程概況

德惠新河治理工程按原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（“1961年雨型”防洪，“1964年雨型”排澇）進(jìn)行恢復(fù)性綜合治理，建設(shè)內(nèi)容包括河道清淤、堤防整治、維修加固或改建穿堤涵閘、配套建設(shè)支流入口水閘、堤頂?shù)缆方ㄔO(shè)等。其中，德州市本期實施的清淤工程涉及境內(nèi)98.5 km的干流河道，清淤土方759.6萬m3。

3 2012、2013年水情分析

2012年7月30日至8月7日，德惠新河流域平均降雨量312.8 mm，最大點雨量為平原縣王鳳樓站424 mm，強降雨致使流域內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重洪澇災(zāi)害，躍豐河3處200 m發(fā)生漫溢險情，德惠新河持續(xù)超防洪水位運行，全線告急。趙棒槌閘水位一度達(dá)到16.13 m，超排澇水位0.67 m，超防洪水位0.4 m，超排澇流量9.2 m3/s，汛情嚴(yán)峻；鄭店閘水位最高達(dá)10.28 m，超排澇水位0.12 m，但峰值流量僅128 m3/s，分別是設(shè)計排澇流量、設(shè)計防洪流量的49.4%、33.7%，可見河道淤積嚴(yán)重，排水受阻，防洪效益沒有充分發(fā)揮。2013年7月9—16日，德惠新河流域平均降雨量281.5 mm，最大點雨量為平原縣林莊站374 mm，強降雨并未導(dǎo)致流域內(nèi)發(fā)生任何險情，干支流河道水位均位于設(shè)計排澇水位以下，群眾生產(chǎn)生活秩序井然，并未受到大的影響。2012、2013年2次強降雨過程降雨量和降雨天數(shù)相近，經(jīng)對比可見，治理前流域排水困難，險情不斷；治理后工程運行狀況得到極大改善，行洪除澇能力顯著提升，防災(zāi)減災(zāi)效益突出。表1為2012、2013年2次強降雨過程德惠新河趙棒槌閘和鄭店閘的峰值水情對比表。

表1 2012、2013年趙棒槌閘、鄭店閘峰值水情對比

4 治理效益對比分析

4.1 治理成效顯著，河道暢通無阻

（1）流量變大。2012年，德惠新河流域在降雨量達(dá)到312.8 mm的情況下，鄭店閘流量僅為128 m3/s；2013年治理后，該流域在降雨量為281.5 mm的情況下，鄭店閘流量就已達(dá)到255m3/s。通過對比可以明顯看出，雖治理后流域降雨量小（是治理前的90%），但鄭店閘流量就已達(dá)到治理前的199.2%，過水能力提高近1倍，流域排水條件得到極大改善。

（2）水位下降明顯。趙棒槌閘在治理前流量為171.9 m3/s的峰值條件下，水位達(dá)16.13 m；治理后，在流量為175 m3/s的峰值條件下，水位僅為14.4 m，在治理前后流量基本相同的條件下，趙棒槌閘水位下降近2 m。鄭店閘治理前流量為128 m3/s的峰值條件下，水位為10.28 m；治理后，在255 m3/s的峰值流量下，水位僅為9.87 m。可見，雖治理后鄭店閘流量比治理前大近1倍（是治理前的199.2%），但河道水位卻下降了0.41 m，治理后河道過流斷面增大，河道水位下降明顯。通過以上對比可知，德惠新河治理前是高水位、小流量，治理后是低水位、大流量，治理前后差別巨大，效益顯著。

（3）河道暢通無梗阻。由表1可知，2012年強降雨過程中，趙棒槌閘與鄭店閘間水深差為1.06 m；2013年治理后，趙棒槌閘與鄭店閘間水深差僅0.26 m。可見，治理后徹底打通了河道梗阻，洪水下泄順暢。

（4）水位快速回落。表2為德惠新河鄭店閘2012、2013年水位、流量對比表。為了更加直觀地反映鄭店閘水位變化，繪制了治理前后河道水位變化曲線，如圖1-2所示，并求得了曲線的擬合方程，其中式（1）為治理前的擬合方程、式（2）為治理后的擬合方程。

同時，為分析水位下降速率，對治理前后河道水位變化曲線方程進(jìn)行了求導(dǎo)，詳見表3。治理前，y=-0.052 6x+0.370 4；治理后，y＝-0.241 1。

表2 鄭店閘2012、2013年治理前后水位流量對比

圖1 鄭店閘治理前后河道水位變化對比

圖2 鄭店閘治理后水位變化擬合方程

表3 鄭店閘2012、2013年治理前后水位下降速率對比

通過對治理前后曲線方程和斜率的對比可以明顯看出，治理前曲線擬合方程為拋物線，曲線變化趨勢為線性方程，水位下降速率緩慢；治理后曲線擬合方程為直線，曲線變化趨勢為常數(shù)，第8天的水位下降速率是治理前的4.78倍。

4.2 積水緩排時間極大縮短，防災(zāi)減災(zāi)效益顯著

德州市自2008年開展大水網(wǎng)建設(shè)以來，目前水網(wǎng)框架已初步形成。水網(wǎng)的“三縱”——馬頰河、德惠新河、徒駭河是德州市行洪排澇的骨干河道。其中，馬頰河已于2008、2011年對上下游進(jìn)行了治理，河道行洪除澇能力得到了基本恢復(fù)。徒駭河經(jīng)過1998年治理，河道功能得到極大改善，現(xiàn)狀河道問題并不很突出。同時，德州市利用3年時間對流域面積30 km2以上的102條支流河道進(jìn)行了清淤治理，全市行洪除澇能力得到了極大的提升。2013年德惠新河治理后，徹底打通了德州水網(wǎng)防洪排澇體系最大的梗阻，進(jìn)一步完善了德州市水網(wǎng)框架。

（1）積水緩排時間極大減少。2012年7月30日至8月7日的強降雨過程，致使德惠新河流域的平原、臨邑、樂陵等縣市14.7萬hm2農(nóng)田受災(zāi)，農(nóng)田平均積水深達(dá)20.2 cm，通過機械搶排等方式，歷時18 d，直至8月16日積水才得以基本排除；2013年7月9—16日的強降雨過程，致使德惠新河流域農(nóng)田平均積水深度為18.8 cm，而農(nóng)田積水僅歷時不到2 d就得以排除。可見，在農(nóng)田積水深度接近的條件下，德惠新河治理大大地減少了農(nóng)田積水外排時間，為保障糧食豐產(chǎn)豐收提供了堅實的防汛保障。

（2）災(zāi)情大大降低。2012年強降雨致使德惠新河流域發(fā)生嚴(yán)重洪澇災(zāi)害，部分支流出現(xiàn)倒灌，14.7萬hm2農(nóng)田受災(zāi)，累計絕產(chǎn)面積3.3萬hm2，直接經(jīng)濟損失達(dá)18億元。2013年治理后，在與2012年降雨量接近的條件下，河道水勢一直處于低水位安全平穩(wěn)狀態(tài)，僅地勢低洼處出現(xiàn)臨時性積水，無一處河段出現(xiàn)險情。可見，治理后的德惠新河有效地降低了農(nóng)業(yè)災(zāi)情，經(jīng)濟效益顯著。從社會效益看，2012年強降雨造成了德惠新河流域6.4萬間房屋損毀或倒塌，14萬人被轉(zhuǎn)移安置，社會影響較大；2013年汛期群眾情緒穩(wěn)定，生活生產(chǎn)秩序井然。