安徽省八里河防洪治理措施及環境影響分析研究

王心勇

（潁上縣水利工程管理所,安徽 潁上 236200）

八里河位于潁上縣內潁河下游,自流排水條件差,洪澇災害頻繁[1]。針對該區域防洪治理現狀,研究制定了系統的防洪措施。目前八里河本干經過多年的治理,三叉閘以下至溝口段已達到10 年一遇的排澇標準,但兩條支流上的堤防并未達到10 年一遇標準。除主要支流外,其余支流僅有部分河段達到了5 年一遇的排澇標準。為此,根據八里河的實地考察情況以及當地治理經驗,本文制定有效地治理方案,并對施工期間與運行期間的環境影響進行分析。研究旨在提高八里河河道的排澇防洪能力,為居民生活提供水利保障。

1 區域生態環境現狀及存在問題

1.1 區域概況及水文分析

八里河是潁上縣內潁河的最大支流,全長共34.27 km。流域面積為480 km2流域內現有根底43.1 萬畝,居住人口51.5 萬人。八里河主要支流有柳溝、第三湖溝、青年河等,八里河流域位于淮北沖積平原的南部,地勢較為平坦,由西北向東南緩傾。最高地面高程為28.5 m,最低為17.5 m,坡降為0.0001。繼第三紀以來,地殼繼續發生以沉降為主的地質運動。第四紀沖積物在地表沉積,不斷改變著地貌形態,加上黃河的南泛侵蝕、沉積以及淮河各支流的分割,境內構成了很多不同的小地形。土壤以黏土居多,自然肥力較高,是當地糧食和經濟的主要產區。目前八里河正常蓄水位為21.5 m。該區域位于我國南北氣候的過渡帶,主要氣候為季風明顯、氣候溫和、四季分明、雨量適中。流域多年受季風影響,降雨量一般夏季多、冬季少,春雨多于秋雨。年平均降水量為926.7 mm,該流域內現有兩個雨量站。

由于八里河流域地處潁河最下游,自流排水條件差,洪澇災害頻繁。2019 年八里河流域發生洪水災害淹沒耕地1.1 萬畝,造成520 間房屋倒塌,經濟損失達到600 萬元左右。統計潁上縣八里河1951 年～2020 年洪水資料,總年數70 年,缺9年水位資料,有資料的61 年最高平均積澇水位為21.84 mm,不均勻系數為0.12,偏態系數為0.30。50 年一遇積澇水位為25.37 m。潁上站最大1 日、3 日降雨量見圖1。

圖1 潁上站最大1 日、3 日降雨量

1.2 區域治理現狀

八里河流域治理從1972 年進行,開始沿岸修筑圈圩,但當時標準并不高,防洪不足3 年一遇,之后進行了4 次治理。八里河本干總長為34.27 km,現狀兩岸堤防總長為19.72 km,其中右堤長為7.51 km,左堤長為12.21 km。左右岸防洪堤的防洪標準皆為20 年一遇。目前八里河本干經過多年的治理,三叉閘以下至溝口段已達到10 年一遇的排澇標準。此外,在八里河流域內支流眾多,比較大的支流有柳溝、第三湖溝和青年河,其他支流包括北截崗溝,淮渦河等。支流上有堤防的為柳溝、第三湖溝,為回水堤和洼地的圩堤。目前兩條支流上的堤防并未達到10年一遇標準。除主要支流的支溝宋河、黃溝以及十里長溝外,其余支流僅有部分河段達到了5 年一遇的排澇標準。

1.3 區域防洪工程存在問題

根據最新的《潁上縣城市防洪規范》（2022.6）八里河兩岸堤防規劃防洪標準為50 年一遇,而現狀城市防洪標準并不滿足規劃要求。柳溝作為八里河流域最長的一條支流,在2013 年進行過清淤疏浚并拆除重建部分阻水橋梁,但由于投資限制,閆莊橋以下并未進行治理。第三湖溝多年并未進行全面治理,目前圩堤內缺乏必要的排澇站。青年河作為八里河南部一條東西向的排澇及灌溉引水河道,常年未進行系統治理,現狀河道淤積嚴重,排水不暢。北截崗溝現狀河道斷面過流能力不足5 年一遇。此外,該流域內部分溝口防洪涵閘損毀、缺失。這加重了八里河流域內的防洪排澇壓力。圩堤內的排水手段不夠,需要增加抽排手段,保證沿河圩堤安全。流域范圍內主要支溝及二級支溝上存在堵壩或阻水嚴重的橋梁。據統計,需要拆除堵壩新建梁板橋6 座,拆除重建橋梁16 座。

2 基于八里河流域防洪排澇經驗的治理措施制定

2.1 流域內干、支流的治理方案設計

八里河流域范圍內水系眾多,排水通道清晰,結合近年來該流域范圍內已實施的防洪排澇項目,對其進行全面系統的治理,系統解決流域范圍內防洪排澇面臨的問題。目前八里河流域范圍內三叉閘以下河道經過歷次治理,現狀本干河道排澇標準已達到10 年一遇,三叉閘以上至河源屬于鄉村地區,目前河道疏浚工程正在實施中,排澇標準也能夠達到10 年,滿足當前至今后一段時間的排澇需求,故不再對本干河道進行清淤疏浚。八里河兩岸堤防屬于潁上縣城市防洪圈堤的一部分,目前已到達20 年一遇的防洪標準,但根據《潁上縣城市防洪規劃》要求,防洪標準為50 年一遇,其中右岸堤防高程不能滿足要求。為此,設計加固八里河三叉閘至稻香橋段右岸堤防。而八里河保豐溝以下至稻香村橋段屬城市景觀河道,相對于上游河岸,該處河道上口普遍較寬,河道兩岸均已做成連續的景觀綠植帶,是潁上縣較為重要的濕地觀光帶。由于該處水面較寬,水面容易受風浪影響,沖刷河岸,目前部分河岸因風浪的長期沖刷,已出現了坍塌險情。結合該段河道已完成的綠化設施以及工程成本、材料耐久性等方面的考慮,研究選擇混凝土連續排樁的方案對城區段八里河兩岸河道岸坡進行垂直防沖刷處理。

治理方案設計需要對柳溝宋廟大溝以下至溝口處按5年一遇排澇標準進行清淤,宋廟大溝以下至稻香橋段左岸堤防按20 年一遇標準進行加固,右岸堤防按10 年一遇標準進行加固,對現有的小圩堤進行聯圩處理。堤防沿現有的圩堤及柳溝岸線填筑,利用開挖的順堤土方填筑堤,在堤防下游末端處新建排澇站,解決圩堤內澇水外排的問題。堤防加固后,在柳溝溝口處兩岸堤防上新建兩座排澇站,用以排除內澇。柳溝設計堤頂高程成果與現狀地面高程對比見表1。

表1 柳溝兩岸設計堤頂高程與現狀地面高程對比

結合表1 數據可知,柳溝兩岸羅橋閘以下地面高程高于設計洪水位,以下河段兩岸地面高程低于設計水位。結合現場調查可知,柳溝宋廟溝以下的現有堤防及地面高程不能滿足10 年一遇的防洪要求。治理方案設計規劃從柳溝溝口至宋廟溝岸兩岸通過新建、加固以及聯圩方式,提高兩岸現有堤防的防洪標準,堤防向上延伸至自然高地。為減輕下游防洪壓力,為上游兩岸農田提供灌溉水源,項目規劃在柳溝與淮渦河交匯處上游新建一座節制閘,攔蓄部分柳溝澇水。同時項目治理對柳溝之前治理時遺留及未解決的橋梁問題進行一并處理。

第三湖溝部分斷面淤積嚴重,排澇不暢,項目規劃對第三湖溝本干按5 年一遇標準進行清淤疏浚。第三湖溝下游兩岸現狀有8 條圩堤,現狀堤頂高程高低不一,經過復核,潁紅公路橋以下至溝口端,兩岸堤防整體防洪標準達不到10 年一遇。項目計劃通過加固、新建及聯圩的方式,提高堤防防洪標準。此外,為確保三湖溝兩岸農田和村莊防洪排澇安全,同時在兩岸堤防上配套了3 座排澇站。針對該支流入八里河溝口處徐橋閘規模較小,損毀嚴重的問題,研究計劃對其進行拆除重建。

研究將按5 年一遇排澇標準對青年河進行清淤整治,同時對本干阻水橋梁進行拆除重建。在青年河入八里湖溝處新建節制閘,防止八里湖洪水倒灌入青年河中。同樣,鑒于對北截崗溝存在的問題,對其按5 年一遇排澇標準進行清淤疏浚,拆除重建本干阻水橋梁。為避免淮渦澇水進入北截崗溝,項目規劃重建劉莊閘。淮渦河作為一條重要的排澇和引水河道,常年穩定蓄水位為26.50 m,目前河道岸坡因排澇沖刷,部分坍塌,項目規劃對淮渦部分坍塌段河道岸坡進行防沖刷護砌。

結合《潁上縣城市防洪規劃》和八里河流域整治經驗,計劃將疏浚攔魚設施至八里河口段引河,使引河的過流能力由184 m3/s 增加至264 m3/s,改善其外排條件。鑒于內引河岸現狀,本次規劃將兩岸坡比有現狀1∶3 削挖至1∶2,同時為了保證削挖后邊坡穩定,對河道兩側岸坡進行砼預制塊防沖刷護砌。本次規劃按10 年一遇標準對流域總干渠進行清淤整治,同時對總干渠下游2 km 長的陡坡段進行砼預沖刷護砌。

2.2 八里河流域防洪工程措施

此次規劃對柳溝下游宋廟大溝以下至五里湖,第三湖溝潁紅公路以下至八里河兩岸堤防進行加固,對現有的圩堤進行聯圩處理,并根據對應的防洪標準新筑部分堤防。基于管理需求以及美觀要求,設計擬采用鋼筋砼防浪墻對八里河右岸圩堤進行加固。項目的涵閘工程包括青年河入八里河口處新建節制閘,對北截崗溝以及第三湖溝溝口徐橋閘進行重建。項目規劃在柳溝及第三湖溝兩側新加固的地方內新建6 座排澇站,排澇站規劃設計成果見表2。

清淤數據長度為64.8 km,估算總開挖土方185.3 萬m3。開挖棄土中Ⅲ類土用于填筑堤防,其余棄土用于填埋廢棄的池塘洼地等。考慮到實際運行中防洪排澇對河道岸坡造成的不利影響,對八里河城區段兩岸河道岸坡進行排樁防沖刷護砌,對淮渦河本干沿岸經村莊出河道岸坡以及八里河閘內引河、總干渠兩岸岸坡進行砼預制塊防沖刷護砌。

3 治理措施實施對環境影響分析及保障措施設計

3.1 施工期間環境影響分析

混凝土施工中的材料沖洗與養護的廢石及施工廢泥漿等均有可能影響到水質,其中土方開挖、回填以及裝卸、運輸等項目會產生較多的粉塵。粉塵的主要影響對象是施工現場的工作人員,而燃油機械會在使用過程中產生燃油廢氣,但施工區地勢開闊,空氣擴散條件較好,廢氣對于施工區空氣質量的影響較小。此外,施工時使用的很多設備會產生較大的噪聲。經預測,施工噪聲對300 m 范圍內的居民都有不同程度的影響,白天50 m 以內范圍影響嚴重超標,夜間施工明顯影響距離達到150 m。施工期間,該流域施工區內人口密度相對較大,在工地衛生條件較差的條件下很容易產生感染性疾病,工程中產生的固體廢棄物也會對環境造成一定影響。

3.2 運行期間環境影響分析

本治理工程主要包括河道疏浚、堤防加固、岸坡護砌、重建涵閘、排澇站以及橋梁等,流域內干支流經過治理后能夠改善當地的農業生產、生活條件。通過改善流域的水利條件能夠在干旱時候灌溉土壤,洪澇時期及時排水。通過調整農業生產結構,將傳統的農業變為種養相結合的多種經營性農業。通過植樹造林,種藕養魚,增加水面,進而使得該流域周圍氣候環境、生態環境得到大大改善。

3.3 環境保護措施設計

針對水環境污染,項目計劃在施工期內對砂石料系統沖洗廢水、混凝土系統廢水進行過濾沉淀處理,將廢氣油水集中焚燒處理,避免污染環境。施工期內產生的生活廢水通過厭氧氧化池進行生活污水處理,生活污水在池中停留一天即排入水體。項目規劃設施生活污水收集池六座。在施工完畢之后,廢水與污水收集池將會被拆除,并用土回填。

施工過程中,在施工高峰的噪聲源強度一般為80 dB～110 dB之間。研究計劃將施工作業時間安排在白天,夜晚停止施工。機械設備的選擇盡量考慮最低聲級水平的方法,同時采取輪換工人的方法,避免單獨工人長時間接觸高噪聲。

為保障施工期間人群健康,工程項目對新人員進行衛生檢疫、在生活區中定期殺蟲、水質定期監測。對于施工期產生的生活垃圾,施工單位將設立相應的換位機構,定期進行清理消毒。而建筑垃圾可作為墊路用料或就近填埋處理,廢物頂部采用植被覆蓋,保持長期穩定并防止風化侵蝕。

4 結論

基于八里河流域的防洪治理經驗,研究制定了對應的系統性的治理措施,并得到以下結論：

（1）缺乏高水高排通道、無系統的排水體系是八里河流域洪澇多發的主要原因。

（2）水文計算結果表明,八里河50 年一遇水位為25.37 m,20 年一遇水位為24.75 m,10 年一遇水位為24.01 m,5 年一遇水位為23.37 m。以此為水位標準,研究制定了系統的防洪措施。

（3）想要提升水資源的防護管理效率,保護生態環境,必須提前全面了解區域內的水資源分布情況,并結合當地的發展情況進行防洪措施制定。