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沂沭泗流域洪水调度若干问题的探讨

发布时间:2017-05-28 09:20:35 发布源:三门峡市水利勘测

引言

沂沭泗水系,位于废黄河以北,南接淮河下游水系,北以沂蒙山脉与黄河流域分界,流域面积7.8万km2。该流域主要河流有沂河、沭河、泗水,主要调蓄湖库有南四湖、骆马湖和石梁河水库,主要入海河道为新沂河和新沭河。现状防洪标准不足20年一遇,近期规划防洪标准为50年一遇。

沂沭泗流域防洪标准偏低,而其合理的洪水调度对发挥工程效益和减少洪水损失至关重要。现据洪水调度和规划的实践,对该流域洪水调度的若干问题,探讨如下。

一、南四湖超标准洪水调度

南四湖超标准洪水调度,目前主要有两个方案:一是目前执行的《江苏省流域性、区域性水利工程调度方案》。该方案规定当南四湖上级湖南阳湖水位超过36.5m、下级湖微山岛水位超过36.0m,南四湖韩庄闸、伊家河闸全开敞泄;在不影响徐州市、工矿安全的前提下,蔺家坝闸参加泄洪;同时滨湖洼地滞洪。二是淮委院编制的《沂沭泗河洪水东调南下二期工程可行性研究报告》中洪水调度的规划方案。该方案明确:遇超标准洪水,当南阳湖水位超过37.0m,微山湖水位超过设计水位36.5m,湖东滞洪区应分别滞洪;预报南四湖水位超过1957年型洪水设计水位(南阳湖水位37.2m,微山湖水位36.7m),韩庄闸敞泄和蔺家坝闸参加泄洪。

以上方案均明确南四湖遇超标准洪水时,韩庄闸敞泄。根据以上方案进行洪水调度,超标准洪水下泄会发生重大的洪灾损失。理由如下:

1.韩庄闸敞泄,将危及中运河堤防安全。中运河房亭河以上滩面为农田,以下滩面长有芦苇,阻水严重,且清障困难。1974年中运河行洪3790m3/s,运河镇水位达26.42m,比当时设计行洪5000m3/s运河镇水位仅低0.08m。据分析,如中运河行洪流量达设计流量,现状和规划两种情况下运河镇水位将达26.76m左右,比运河镇设计水位26.5m,抬高了0.26m左右。韩庄闸敞泄,现状工情中运河行洪流量比设计流量增加3000多m3/s,规划工情增加2000多m3/s。如滩面彻底清障,运河镇水位将分别提高至27.5m和27.2m以上,比设计水位分别提高1.0m和0.7m以上;如滩面清障不彻底,水位抬高幅度将更大。由于中运河下段堤距大、滩面设计水位深、堤基和堤身土质抗渗性能差,一旦韩庄闸敞泄,中运河干流堤防将遭受冲刷和渗流的双重破坏,这将危及邳州市、徐州煤矿、陇海铁路以及两岸12.33万hm2耕地和148万人口的安全,后果不堪设想。

2.韩庄闸敞泄,将加剧骆马湖水位的上升速度,缩短了黄墩湖滞洪区的安全撤退的准备时间和撤退时间,会给黄墩湖滞洪区的撤退和启用带来意想不到的困难,造成许多严重损失。如对南四湖超标准洪水通过合理的洪水调度,有些可以避免或减小下游的损失。沂沭泗水系的一个重要特点是,南四湖调洪能力大,骆马湖调洪能力小。按每万km2来水面积的调洪库容进行比较,在设计水位时,骆马湖为1.5亿m3,南四湖为15.1亿m3;按调洪库容与百年一遇30天洪量比,骆马湖为1∶30,南四湖为1∶2.5。反映在大洪水高水位情况下水位上升的速度上,南四湖上升慢,骆马湖上升快。在超标准洪水调度上,若充分利用南四湖调洪能力大和水位上升慢的特点,统筹考虑南四湖、中运河、骆马湖水情和风情,适当加大韩庄闸泄量,这样在保证南四湖安全的前提下,可以避免或减少中运河、骆马湖、黄墩湖的洪灾损失。
综上所述,南四湖遇超标准洪水情况下韩庄闸敞泄的洪水调度办法,存在一定的问题。洪水调度办法应该修正为南四湖超标准洪水情况下,统筹考虑南四湖、中运河、骆马湖水情和风情,适当加大韩庄闸泄量。

二、骆马湖汛期正常蓄水位

骆马湖防洪标准低,但同时其水资源紧缺问题非常突出。有不少年份非汛期骆马湖水位达不到正常蓄水位23.0m,导致用水高峰期用水紧张,制约了该地区工业、农业、养殖业的发展。造成这种局面的原因,除了该地区降水年际变化大,降水集中在主汛期外,汛期的洪水调度也是一个重要原因。

多年来,洪水调度上强调控制汛期限制水位,而对汛期蓄水重视不足。目前的洪水调度规定:如中长期天气预报无大的降雨过程,8月中旬起抓汛末蓄水,南四湖、骆马湖、石梁河水库由汛限水位逐步抬高到汛末蓄水位。由于目前长期天气预报可靠性较低,容易导致8月中下旬不能蓄水,9月份以后无来水可蓄,骆马湖水位达不到正常蓄水位。
传统的教科书上,汛期正常蓄水位和汛期限制水位是同一个值,比较通常的说法为汛期限制水位是在汛期允许兴利蓄水的上限水位,也是在汛期防洪运用时的起调水位。在水资源紧缺越来越严重的今天,汛期正常蓄水位和汛期限制水位应该是两个不同的概念,可以是不同的值,前者一般大于后者。相对于骆马湖而言,其汛限水位是当预报骆马湖水位超过23.5m时,骆马湖提前预泄的限制水位(汛限水位为22.5m);其汛期正常蓄水位是为满足兴利要求,骆马湖汛期开始供水时应蓄至的水位。鉴于骆马湖以上主要产流区──南四湖水系、沂河水系、沭河水系的产流,汇入骆马湖湖区需要一定的时间,目前的通讯系统和测报系统比较及时,天气的短期预报比较准确,经初步分析,骆马湖汛期正常蓄水位取23.0m,不影响骆马湖汛限水位的控制。因此,建议在沂沭泗流域洪水调度中明确骆马湖汛期正常蓄水位,在工程运用中严格执行。

三、洪水调度自动化系统

目前沂沭泗流域洪水调度,主要依据南四湖水位、骆马湖水位、中运河运河镇水位和流量、沂河临沂站洪峰流量、沭河大官庄站洪峰流量、新沂河沭阳站流量、沂河港上站流量、沭河新安镇流量。在规划设计中,依据以上数值和拟定的洪水调度原则进行调洪演算,进而确定各河流的工程规模是可取的。但洪水实际调度中,仅依靠以上数值和规定的洪水调度原则进行调度,不能充分发挥沂沭泗流域水系整体功能的作用。比如,骆马湖以上流域降水量大,而新沭河区间降水量小,需要加大临沂及大官庄分流的东调比例,而现行的调度办法很难达到。

为充分发挥沂沭泗流域水系整体功能,避免或减少洪灾损失,应建立洪水调度自动化系统。该系统是一个以信息采集传输、运行监控为基础,综合数据库为纽带,优化调度、调度运行和工程管理为核心的多目标洪水调度决策支持系统。系统组成包括采集传输系统、调度运行系统、运行监控系统、优化调度系统、工程管理系统和综合数据库系统等六个部分。经综合集成的多目标洪水调度决策支持系统,能针对水情、雨情、风情、工情的现实状况,结合雨、风预报和洪水预测,根据洪水优化调度的目标,进行调度系统的模拟计算,提出多种调度运行的方案及其比较和综合评价,为高层决策服务。