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摘要:黄墩湖滞洪区在原有基础上进行调整与建设,对比两个方案,分析滞洪区内社会经济、滞洪区建设投资,滞洪区调整后库容。结合工程投资及防洪标准与滞洪区范围关系进行对比分析,选出更为合理的调整方案。
关键词:滞洪区范围;防洪与范围的关系;方案比选
黄墩湖滞洪区调整与建设工程位于徐州市的邳州市、睢宁县和宿迁市的湖滨新区。黄墩湖滞洪区位于骆马湖西侧,为骆马湖非常洪水滞洪区,是沂沭泗河洪水东调南下防洪工程体系中的一个重要组成部分,在防御流域超標准洪水和保障流域防洪安全方面,具有十分重要的作用。
1 黄墩湖滞洪区调整范围总体布局方案比选
1.1 滞洪区范围调整方案
黄墩湖滞洪区滞洪调整范围原则:在满足骆马湖100年一遇防洪标准的基础上,结合区域地形特点,本着有利于区域经济社会发展的原则进行滞洪范围调整。根据黄墩湖滞洪区的实际情况,滞洪调整范围考虑如下两个方案。
方案一:小闫河以南不再滞洪方案
通过社会经济资料统计分析,小闫河以南约53.9km2区域内的人口3.8万人、GDP总值2.34亿元,该区域的面积仅占整个滞洪区面积的15.1%,而人口和GDP总值分别占整个滞洪区的17.7%和28.6%。同时兼顾到小闫河以南有皂河镇等古镇,经济较为发达,为既有利于区域经济发展,又对滞洪区滞洪影响较小,故将滞洪区域压缩至房亭河南堤以南,废黄河北堤和小闫河以北,邳睢公路以东,中运河西堤以西区域。调整后的边界沿着废黄河北堤至徐洪河,顺徐洪河东堤至小闫河北堤向东,通过南水北调新建的邳洪河北闸后与中运河西堤连接,形成封闭圈。
调整后的黄墩湖滞洪区总面积303.93 km2,相应最大滞洪库容10.35亿m3。骆马湖调洪演算结果表明,遭遇沂沭河为主100年一遇洪水时,黄墩湖滞洪量3.49亿m3,相应滞洪水位23.52 m,平均滞洪水深1.15 m,最大滞洪水深3.71 m。
方案二:徐洪河以东地区滞洪方案
南水北调东线输水干线徐洪河从黄墩湖滞洪区中部通过,将滞洪区天然的分成了东、西两片。同时由于骆马湖遭遇沂沭河为主100年一遇洪水,黄墩湖启用后,其滞洪范围仅为徐洪河以东地区。因此,从黄墩湖滞洪区现状地形及实际滞洪范围方面考虑,将黄墩湖滞洪区调整至徐洪河以东地区,具体范围为房亭河南堤以南,废黄河北堤以北,中运河西堤以西,徐洪河东堤以东的区域。
调整后的黄墩湖滞洪区总面积230 km2,相应最大滞洪库容11.1亿m3。骆马湖调洪演算结果表明,遭遇沂沭河为主100年一遇洪水时,黄墩湖滞洪量3.49亿m3,相应滞洪水位22.63 m,平均滞洪水深1.52 m,最大滞洪水深3.33 m。
滞洪范围调整各方案社会经济比较见表1,滞洪水位、水深对比见表2。
1.2 调整方案比选
1.2.1 工程投资方面
黄墩湖滞洪区建设主要内容包括工程建设和安全建设两方面。工程建设方面主要包括滞洪区四周围堤及其建筑物加固,安全建设方面主要包括撤退道路(含与之配套的涵、闸、桥等)和通讯预警建设等内容。
滞洪区范围调整方案一主要建设内容为房亭河南堤、废黄河北堤、骆马湖二线堤防及穿堤建筑物加固,新建小闫河北侧挡洪堤并与徐洪河东堤和骆马湖二线堤防进行封闭,按滞洪要求拆建邳洪河北闸,滞洪区安全建设等,工程投资约142亿元。
滞洪区范围调整方案二主要建设内容房亭河南堤、废黄河北堤、骆马湖二线堤防、徐洪河东堤及穿堤建筑物加固,滞洪区安全建设等,工程投资约10.1亿元。
滞洪区范围调整方案二投资与滞洪区范围调整方案一相比,投资减少约4.1亿元,从工程投资方面比较,滞洪区范围调整方案二优于滞洪区范围调整方案一。
1.2.2 骆马湖防洪标准与滞洪区范围关系方面
黄墩湖自建国初被确立为临时滞洪区以来,骆马湖防洪标准水在新沂河行洪规模的不断加大而不断提高。新沂河始建于1949年冬,其设计流量3 500 m3/s,1958年行洪流量提高到5 000 m3/s,1965~1973年按行洪6 000 m3/s规模进行了加固,1999年新沂河按7 000 m3/s完成20年一遇工程,2010年新沂河扩大行洪流量至7 500~7 800 m3/s。至此,骆马湖防洪标准达到50年一遇。随着不断的治理骆马湖防洪标准的逐步提高,而黄墩湖滞洪区的滞洪范围一直维持不变。
为定量说明骆马湖的防洪标准与黄墩湖滞洪范围的关系,本次按照国家防总确定的骆马湖洪水调度方案,对沂沭泗河洪水东调南下20年一遇工程完成后和50年一遇工程完成后两种工情进行了骆马湖调洪演算。骆马湖调洪演算成果见表3。
由表3可见,在遭遇相同频率洪水情况下,随着骆马湖防洪标准的提高,需要的滞洪范围减少,滞洪量减少。骆马湖遭遇100年一遇洪水时,50年一遇工情完成后较20年一遇工情完成后的滞洪需求量减少了6.72亿m3。根据骆马湖调洪演算成果(表3),滞洪范围调整方案一和二均可使得骆马湖整体防洪标准超过100年一遇。
由表4可知,方案一滞洪区面积303.9 km2,较现状滞洪区面积减少了15%,而滞洪库容则减少30%;方案二滞洪区面积230 km2,较现状滞洪区面积减少了36%,而滞洪库容则减少24%。相比较两方案减少的滞洪库容及面积,滞洪范围调整方案一以较大的库容损失换取较小区域的经济社会发展,得不偿失。
综上分析,滞洪区范围调整方案一、方案二均能满足骆马湖100年一遇防洪标准。滞洪库容,方案一滞洪库容为10.35亿m3,方案二滞洪库容为11.1亿m3,在遇超100年一遇洪水时,方案二优于方案一;滞洪区面积,方案一滞洪区面积303.9 km2,方案二滞洪区面积230 km2,相比较方案二滞洪区面积小,即将滞洪区调整为非滞洪区面积大,有利于区域经济发展,因此在面积上方案二优于方案一;投资,方案二投资与方案一相比,投资减少约4.1亿元,从工程投资方面比较,方案二优于方案一。因此在滞洪库容、滞洪面积、投资三个方面,方案二优于方案一。 根据黄墩湖滞洪区滞洪范围调整方案比选,本阶段确定黄墩湖滞洪区滞洪区范围调整至徐洪河以东地区,与可研一致。具体范围为:房亭河南堤以南,废黄河北堤以北,中运河西堤以西,徐洪河东堤以东的区域。调整后的黄墩湖滞洪区总面积230km2,相應最大滞洪库容11.1亿m3。
2 局部堤线比选
徐洪河与房亭河交汇处三角形地带被刘集船闸及其引河和邳州站及其引河分隔成2个大小不一的三角形区域。
刘集船闸建成于2006年,为沟通徐洪河和房亭河的5级船闸;邳州站建成于2013年,是南水北调的梯级泵站,设计流量100 m3/s。
刘集船闸和邳州站建成前,徐洪河与房亭河交汇处三角形地带利用徐洪河东堤和房亭河南堤挡水;刘集船闸建成后,可以利用刘集船闸引河的堤防挡水;邳州站建成后,还可以利用邳州站引河堤防挡水。因此,该段堤线比较了3个方案:方案一利用刘集船闸引河堤防作为滞洪区围堤;方案二利用邳州站引河堤防作为滞洪区围堤;方案三利用房亭河南堤和徐洪河东堤作为滞洪区围堤。
方案一:利用刘集船闸引河的堤防挡水,根据测量资料,船闸北的引河堤防满足挡水要求,船闸南引河堤防高程较低,需复堤加固,长约1.6 km。
方案二:利用邳州站引河堤防挡水。该段引河堤防高程较低,需复堤加固,长约0.8 km;刘集船闸在邳州站引河外侧(滞洪区内),其引河分别与徐洪河和房亭河相通,引河截断了徐洪河东堤和房亭河南堤,需在引河上靠近房亭河南堤和靠近徐洪河东堤新建挡水建筑物。船闸靠近房亭河南堤,且能挡房亭河27.39 m水位,因此,沿房亭河南堤无需做任何工程;沿徐洪河东堤,与徐洪河连接的刘集船闸引河无挡水建筑物,需在引河上、靠近徐洪河处新建节制闸挡水,节制闸规模需达到5级通航能力。
方案三:利用徐洪河东堤和房亭河南堤挡水。邳州站引河和刘集船闸引河分别截断了徐洪河东堤和房亭河南堤,因此,需在方案二的基础上,对邳州站引河靠近房亭河南堤和靠近徐洪河东堤新建挡水建筑物。邳州站靠近房亭河南堤,且能挡房亭河28m水位,因此,沿房亭河南堤无需做任何工程。沿徐洪河东堤,与徐洪河连接的邳州站引河无挡水建筑物,需在引河上、靠近徐洪河处新建节制闸挡水,节制闸规模100m3/s。
方案三需新增2座节制闸,方案二需新增1座节制闸(刘集船闸引河节制闸)。邳州站引河口为清污机桥,新建的邳州站引河挡水节制闸只能布置在清污机桥与泵站间,且泵站进水口水位会降低10cm(过闸落差),影响泵站运行;刘集船闸引河节制闸工程布置与船闸下游远调站有冲突,布置在河口对航道的运行有影响,工程选址布置困难;方案二和方案三投资远高于方案一。
综合上述因素,本次设计与可研一致,徐洪河与房亭河交汇处三角形地带的滞洪区围堤采用方案一,即利用刘集船闸引河堤防作为滞洪区围堤。
参考文献:
[1]黄墩湖滞洪区调整与建设工程初步设计报告[R].
关键词:滞洪区范围;防洪与范围的关系;方案比选
黄墩湖滞洪区调整与建设工程位于徐州市的邳州市、睢宁县和宿迁市的湖滨新区。黄墩湖滞洪区位于骆马湖西侧,为骆马湖非常洪水滞洪区,是沂沭泗河洪水东调南下防洪工程体系中的一个重要组成部分,在防御流域超標准洪水和保障流域防洪安全方面,具有十分重要的作用。
1 黄墩湖滞洪区调整范围总体布局方案比选
1.1 滞洪区范围调整方案
黄墩湖滞洪区滞洪调整范围原则:在满足骆马湖100年一遇防洪标准的基础上,结合区域地形特点,本着有利于区域经济社会发展的原则进行滞洪范围调整。根据黄墩湖滞洪区的实际情况,滞洪调整范围考虑如下两个方案。
方案一:小闫河以南不再滞洪方案
通过社会经济资料统计分析,小闫河以南约53.9km2区域内的人口3.8万人、GDP总值2.34亿元,该区域的面积仅占整个滞洪区面积的15.1%,而人口和GDP总值分别占整个滞洪区的17.7%和28.6%。同时兼顾到小闫河以南有皂河镇等古镇,经济较为发达,为既有利于区域经济发展,又对滞洪区滞洪影响较小,故将滞洪区域压缩至房亭河南堤以南,废黄河北堤和小闫河以北,邳睢公路以东,中运河西堤以西区域。调整后的边界沿着废黄河北堤至徐洪河,顺徐洪河东堤至小闫河北堤向东,通过南水北调新建的邳洪河北闸后与中运河西堤连接,形成封闭圈。
调整后的黄墩湖滞洪区总面积303.93 km2,相应最大滞洪库容10.35亿m3。骆马湖调洪演算结果表明,遭遇沂沭河为主100年一遇洪水时,黄墩湖滞洪量3.49亿m3,相应滞洪水位23.52 m,平均滞洪水深1.15 m,最大滞洪水深3.71 m。
方案二:徐洪河以东地区滞洪方案
南水北调东线输水干线徐洪河从黄墩湖滞洪区中部通过,将滞洪区天然的分成了东、西两片。同时由于骆马湖遭遇沂沭河为主100年一遇洪水,黄墩湖启用后,其滞洪范围仅为徐洪河以东地区。因此,从黄墩湖滞洪区现状地形及实际滞洪范围方面考虑,将黄墩湖滞洪区调整至徐洪河以东地区,具体范围为房亭河南堤以南,废黄河北堤以北,中运河西堤以西,徐洪河东堤以东的区域。
调整后的黄墩湖滞洪区总面积230 km2,相应最大滞洪库容11.1亿m3。骆马湖调洪演算结果表明,遭遇沂沭河为主100年一遇洪水时,黄墩湖滞洪量3.49亿m3,相应滞洪水位22.63 m,平均滞洪水深1.52 m,最大滞洪水深3.33 m。
滞洪范围调整各方案社会经济比较见表1,滞洪水位、水深对比见表2。
1.2 调整方案比选
1.2.1 工程投资方面
黄墩湖滞洪区建设主要内容包括工程建设和安全建设两方面。工程建设方面主要包括滞洪区四周围堤及其建筑物加固,安全建设方面主要包括撤退道路(含与之配套的涵、闸、桥等)和通讯预警建设等内容。
滞洪区范围调整方案一主要建设内容为房亭河南堤、废黄河北堤、骆马湖二线堤防及穿堤建筑物加固,新建小闫河北侧挡洪堤并与徐洪河东堤和骆马湖二线堤防进行封闭,按滞洪要求拆建邳洪河北闸,滞洪区安全建设等,工程投资约142亿元。
滞洪区范围调整方案二主要建设内容房亭河南堤、废黄河北堤、骆马湖二线堤防、徐洪河东堤及穿堤建筑物加固,滞洪区安全建设等,工程投资约10.1亿元。
滞洪区范围调整方案二投资与滞洪区范围调整方案一相比,投资减少约4.1亿元,从工程投资方面比较,滞洪区范围调整方案二优于滞洪区范围调整方案一。
1.2.2 骆马湖防洪标准与滞洪区范围关系方面
黄墩湖自建国初被确立为临时滞洪区以来,骆马湖防洪标准水在新沂河行洪规模的不断加大而不断提高。新沂河始建于1949年冬,其设计流量3 500 m3/s,1958年行洪流量提高到5 000 m3/s,1965~1973年按行洪6 000 m3/s规模进行了加固,1999年新沂河按7 000 m3/s完成20年一遇工程,2010年新沂河扩大行洪流量至7 500~7 800 m3/s。至此,骆马湖防洪标准达到50年一遇。随着不断的治理骆马湖防洪标准的逐步提高,而黄墩湖滞洪区的滞洪范围一直维持不变。
为定量说明骆马湖的防洪标准与黄墩湖滞洪范围的关系,本次按照国家防总确定的骆马湖洪水调度方案,对沂沭泗河洪水东调南下20年一遇工程完成后和50年一遇工程完成后两种工情进行了骆马湖调洪演算。骆马湖调洪演算成果见表3。
由表3可见,在遭遇相同频率洪水情况下,随着骆马湖防洪标准的提高,需要的滞洪范围减少,滞洪量减少。骆马湖遭遇100年一遇洪水时,50年一遇工情完成后较20年一遇工情完成后的滞洪需求量减少了6.72亿m3。根据骆马湖调洪演算成果(表3),滞洪范围调整方案一和二均可使得骆马湖整体防洪标准超过100年一遇。
由表4可知,方案一滞洪区面积303.9 km2,较现状滞洪区面积减少了15%,而滞洪库容则减少30%;方案二滞洪区面积230 km2,较现状滞洪区面积减少了36%,而滞洪库容则减少24%。相比较两方案减少的滞洪库容及面积,滞洪范围调整方案一以较大的库容损失换取较小区域的经济社会发展,得不偿失。
综上分析,滞洪区范围调整方案一、方案二均能满足骆马湖100年一遇防洪标准。滞洪库容,方案一滞洪库容为10.35亿m3,方案二滞洪库容为11.1亿m3,在遇超100年一遇洪水时,方案二优于方案一;滞洪区面积,方案一滞洪区面积303.9 km2,方案二滞洪区面积230 km2,相比较方案二滞洪区面积小,即将滞洪区调整为非滞洪区面积大,有利于区域经济发展,因此在面积上方案二优于方案一;投资,方案二投资与方案一相比,投资减少约4.1亿元,从工程投资方面比较,方案二优于方案一。因此在滞洪库容、滞洪面积、投资三个方面,方案二优于方案一。 根据黄墩湖滞洪区滞洪范围调整方案比选,本阶段确定黄墩湖滞洪区滞洪区范围调整至徐洪河以东地区,与可研一致。具体范围为:房亭河南堤以南,废黄河北堤以北,中运河西堤以西,徐洪河东堤以东的区域。调整后的黄墩湖滞洪区总面积230km2,相應最大滞洪库容11.1亿m3。
2 局部堤线比选
徐洪河与房亭河交汇处三角形地带被刘集船闸及其引河和邳州站及其引河分隔成2个大小不一的三角形区域。
刘集船闸建成于2006年,为沟通徐洪河和房亭河的5级船闸;邳州站建成于2013年,是南水北调的梯级泵站,设计流量100 m3/s。
刘集船闸和邳州站建成前,徐洪河与房亭河交汇处三角形地带利用徐洪河东堤和房亭河南堤挡水;刘集船闸建成后,可以利用刘集船闸引河的堤防挡水;邳州站建成后,还可以利用邳州站引河堤防挡水。因此,该段堤线比较了3个方案:方案一利用刘集船闸引河堤防作为滞洪区围堤;方案二利用邳州站引河堤防作为滞洪区围堤;方案三利用房亭河南堤和徐洪河东堤作为滞洪区围堤。
方案一:利用刘集船闸引河的堤防挡水,根据测量资料,船闸北的引河堤防满足挡水要求,船闸南引河堤防高程较低,需复堤加固,长约1.6 km。
方案二:利用邳州站引河堤防挡水。该段引河堤防高程较低,需复堤加固,长约0.8 km;刘集船闸在邳州站引河外侧(滞洪区内),其引河分别与徐洪河和房亭河相通,引河截断了徐洪河东堤和房亭河南堤,需在引河上靠近房亭河南堤和靠近徐洪河东堤新建挡水建筑物。船闸靠近房亭河南堤,且能挡房亭河27.39 m水位,因此,沿房亭河南堤无需做任何工程;沿徐洪河东堤,与徐洪河连接的刘集船闸引河无挡水建筑物,需在引河上、靠近徐洪河处新建节制闸挡水,节制闸规模需达到5级通航能力。
方案三:利用徐洪河东堤和房亭河南堤挡水。邳州站引河和刘集船闸引河分别截断了徐洪河东堤和房亭河南堤,因此,需在方案二的基础上,对邳州站引河靠近房亭河南堤和靠近徐洪河东堤新建挡水建筑物。邳州站靠近房亭河南堤,且能挡房亭河28m水位,因此,沿房亭河南堤无需做任何工程。沿徐洪河东堤,与徐洪河连接的邳州站引河无挡水建筑物,需在引河上、靠近徐洪河处新建节制闸挡水,节制闸规模100m3/s。
方案三需新增2座节制闸,方案二需新增1座节制闸(刘集船闸引河节制闸)。邳州站引河口为清污机桥,新建的邳州站引河挡水节制闸只能布置在清污机桥与泵站间,且泵站进水口水位会降低10cm(过闸落差),影响泵站运行;刘集船闸引河节制闸工程布置与船闸下游远调站有冲突,布置在河口对航道的运行有影响,工程选址布置困难;方案二和方案三投资远高于方案一。
综合上述因素,本次设计与可研一致,徐洪河与房亭河交汇处三角形地带的滞洪区围堤采用方案一,即利用刘集船闸引河堤防作为滞洪区围堤。
参考文献:
[1]黄墩湖滞洪区调整与建设工程初步设计报告[R].