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沂沭泗流域洪水調(diào)度若干問題的探討

發(fā)布時(shí)間:2018-05-28 09:20:00 發(fā)布源:三門峽市水利勘測

引言

沂沭泗水系,位于廢黃河以北,南接淮河下游水系,北以沂蒙山脈與黃河流域分界,流域面積7.8萬km2。該流域主要河流有沂河、沭河、泗水,主要調(diào)蓄湖庫有南四湖、駱馬湖和石梁河水庫,主要入海河道為新沂河和新沭河?,F(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)不足20年一遇,近期規(guī)劃防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。

沂沭泗流域防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低,而其合理的洪水調(diào)度對發(fā)揮工程效益和減少洪水損失至關(guān)重要。現(xiàn)據(jù)洪水調(diào)度和規(guī)劃的實(shí)踐,對該流域洪水調(diào)度的若干問題,探討如下。

一、南四湖超標(biāo)準(zhǔn)洪水調(diào)度

南四湖超標(biāo)準(zhǔn)洪水調(diào)度,目前主要有兩個(gè)方案:一是目前執(zhí)行的《江蘇省流域性、區(qū)域性水利工程調(diào)度方案》。該方案規(guī)定當(dāng)南四湖上級(jí)湖南陽湖水位超過36.5m、下級(jí)湖微山島水位超過36.0m,南四湖韓莊閘、伊家河閘全開敞泄;在不影響徐州市、工礦安全的前提下,藺家壩閘參加泄洪;同時(shí)濱湖洼地滯洪。二是淮委院編制的《沂沭泗河洪水東調(diào)南下二期工程可行性研究報(bào)告》中洪水調(diào)度的規(guī)劃方案。該方案明確:遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水,當(dāng)南陽湖水位超過37.0m,微山湖水位超過設(shè)計(jì)水位36.5m,湖東滯洪區(qū)應(yīng)分別滯洪;預(yù)報(bào)南四湖水位超過1957年型洪水設(shè)計(jì)水位(南陽湖水位37.2m,微山湖水位36.7m),韓莊閘敞泄和藺家壩閘參加泄洪。

以上方案均明確南四湖遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí),韓莊閘敞泄。根據(jù)以上方案進(jìn)行洪水調(diào)度,超標(biāo)準(zhǔn)洪水下泄會(huì)發(fā)生重大的洪災(zāi)損失。理由如下:

1.韓莊閘敞泄,將危及中運(yùn)河堤防安全。中運(yùn)河房亭河以上灘面為農(nóng)田,以下灘面長有蘆葦,阻水嚴(yán)重,且清障困難。1974年中運(yùn)河行洪3790m3/s,運(yùn)河鎮(zhèn)水位達(dá)26.42m,比當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)行洪5000m3/s運(yùn)河鎮(zhèn)水位僅低0.08m。據(jù)分析,如中運(yùn)河行洪流量達(dá)設(shè)計(jì)流量,現(xiàn)狀和規(guī)劃兩種情況下運(yùn)河鎮(zhèn)水位將達(dá)26.76m左右,比運(yùn)河鎮(zhèn)設(shè)計(jì)水位26.5m,抬高了0.26m左右。韓莊閘敞泄,現(xiàn)狀工情中運(yùn)河行洪流量比設(shè)計(jì)流量增加3000多m3/s,規(guī)劃工情增加2000多m3/s。如灘面徹底清障,運(yùn)河鎮(zhèn)水位將分別提高至27.5m和27.2m以上,比設(shè)計(jì)水位分別提高1.0m和0.7m以上;如灘面清障不徹底,水位抬高幅度將更大。由于中運(yùn)河下段堤距大、灘面設(shè)計(jì)水位深、堤基和堤身土質(zhì)抗?jié)B性能差,一旦韓莊閘敞泄,中運(yùn)河干流堤防將遭受沖刷和滲流的雙重破壞,這將危及邳州市、徐州煤礦、隴海鐵路以及兩岸12.33萬hm2耕地和148萬人口的安全,后果不堪設(shè)想。

2.韓莊閘敞泄,將加劇駱馬湖水位的上升速度,縮短了黃墩湖滯洪區(qū)的安全撤退的準(zhǔn)備時(shí)間和撤退時(shí)間,會(huì)給黃墩湖滯洪區(qū)的撤退和啟用帶來意想不到的困難,造成許多嚴(yán)重?fù)p失。如對南四湖超標(biāo)準(zhǔn)洪水通過合理的洪水調(diào)度,有些可以避免或減小下游的損失。沂沭泗水系的一個(gè)重要特點(diǎn)是,南四湖調(diào)洪能力大,駱馬湖調(diào)洪能力小。按每萬km2來水面積的調(diào)洪庫容進(jìn)行比較,在設(shè)計(jì)水位時(shí),駱馬湖為1.5億m3,南四湖為15.1億m3;按調(diào)洪庫容與百年一遇30天洪量比,駱馬湖為1∶30,南四湖為1∶2.5。反映在大洪水高水位情況下水位上升的速度上,南四湖上升慢,駱馬湖上升快。在超標(biāo)準(zhǔn)洪水調(diào)度上,若充分利用南四湖調(diào)洪能力大和水位上升慢的特點(diǎn),統(tǒng)籌考慮南四湖、中運(yùn)河、駱馬湖水情和風(fēng)情,適當(dāng)加大韓莊閘泄量,這樣在保證南四湖安全的前提下,可以避免或減少中運(yùn)河、駱馬湖、黃墩湖的洪災(zāi)損失。
綜上所述,南四湖遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水情況下韓莊閘敞泄的洪水調(diào)度辦法,存在一定的問題。洪水調(diào)度辦法應(yīng)該修正為南四湖超標(biāo)準(zhǔn)洪水情況下,統(tǒng)籌考慮南四湖、中運(yùn)河、駱馬湖水情和風(fēng)情,適當(dāng)加大韓莊閘泄量。

二、駱馬湖汛期正常蓄水位

駱馬湖防洪標(biāo)準(zhǔn)低,但同時(shí)其水資源緊缺問題非常突出。有不少年份非汛期駱馬湖水位達(dá)不到正常蓄水位23.0m,導(dǎo)致用水高峰期用水緊張,制約了該地區(qū)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。造成這種局面的原因,除了該地區(qū)降水年際變化大,降水集中在主汛期外,汛期的洪水調(diào)度也是一個(gè)重要原因。

多年來,洪水調(diào)度上強(qiáng)調(diào)控制汛期限制水位,而對汛期蓄水重視不足。目前的洪水調(diào)度規(guī)定:如中長期天氣預(yù)報(bào)無大的降雨過程,8月中旬起抓汛末蓄水,南四湖、駱馬湖、石梁河水庫由汛限水位逐步抬高到汛末蓄水位。由于目前長期天氣預(yù)報(bào)可靠性較低,容易導(dǎo)致8月中下旬不能蓄水,9月份以后無來水可蓄,駱馬湖水位達(dá)不到正常蓄水位。
傳統(tǒng)的教科書上,汛期正常蓄水位和汛期限制水位是同一個(gè)值,比較通常的說法為汛期限制水位是在汛期允許興利蓄水的上限水位,也是在汛期防洪運(yùn)用時(shí)的起調(diào)水位。在水資源緊缺越來越嚴(yán)重的今天,汛期正常蓄水位和汛期限制水位應(yīng)該是兩個(gè)不同的概念,可以是不同的值,前者一般大于后者。相對于駱馬湖而言,其汛限水位是當(dāng)預(yù)報(bào)駱馬湖水位超過23.5m時(shí),駱馬湖提前預(yù)泄的限制水位(汛限水位為22.5m);其汛期正常蓄水位是為滿足興利要求,駱馬湖汛期開始供水時(shí)應(yīng)蓄至的水位。鑒于駱馬湖以上主要產(chǎn)流區(qū)──南四湖水系、沂河水系、沭河水系的產(chǎn)流,匯入駱馬湖湖區(qū)需要一定的時(shí)間,目前的通訊系統(tǒng)和測報(bào)系統(tǒng)比較及時(shí),天氣的短期預(yù)報(bào)比較準(zhǔn)確,經(jīng)初步分析,駱馬湖汛期正常蓄水位取23.0m,不影響駱馬湖汛限水位的控制。因此,建議在沂沭泗流域洪水調(diào)度中明確駱馬湖汛期正常蓄水位,在工程運(yùn)用中嚴(yán)格執(zhí)行。

三、洪水調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)

目前沂沭泗流域洪水調(diào)度,主要依據(jù)南四湖水位、駱馬湖水位、中運(yùn)河運(yùn)河鎮(zhèn)水位和流量、沂河臨沂站洪峰流量、沭河大官莊站洪峰流量、新沂河沭陽站流量、沂河港上站流量、沭河新安鎮(zhèn)流量。在規(guī)劃設(shè)計(jì)中,依據(jù)以上數(shù)值和擬定的洪水調(diào)度原則進(jìn)行調(diào)洪演算,進(jìn)而確定各河流的工程規(guī)模是可取的。但洪水實(shí)際調(diào)度中,僅依靠以上數(shù)值和規(guī)定的洪水調(diào)度原則進(jìn)行調(diào)度,不能充分發(fā)揮沂沭泗流域水系整體功能的作用。比如,駱馬湖以上流域降水量大,而新沭河區(qū)間降水量小,需要加大臨沂及大官莊分流的東調(diào)比例,而現(xiàn)行的調(diào)度辦法很難達(dá)到。

為充分發(fā)揮沂沭泗流域水系整體功能,避免或減少洪災(zāi)損失,應(yīng)建立洪水調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一個(gè)以信息采集傳輸、運(yùn)行監(jiān)控為基礎(chǔ),綜合數(shù)據(jù)庫為紐帶,優(yōu)化調(diào)度、調(diào)度運(yùn)行和工程管理為核心的多目標(biāo)洪水調(diào)度決策支持系統(tǒng)。系統(tǒng)組成包括采集傳輸系統(tǒng)、調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)、運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)、優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)、工程管理系統(tǒng)和綜合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等六個(gè)部分。經(jīng)綜合集成的多目標(biāo)洪水調(diào)度決策支持系統(tǒng),能針對水情、雨情、風(fēng)情、工情的現(xiàn)實(shí)狀況,結(jié)合雨、風(fēng)預(yù)報(bào)和洪水預(yù)測,根據(jù)洪水優(yōu)化調(diào)度的目標(biāo),進(jìn)行調(diào)度系統(tǒng)的模擬計(jì)算,提出多種調(diào)度運(yùn)行的方案及其比較和綜合評(píng)價(jià),為高層決策服務(wù)。