改变东平湖运行模式 有效管理大汶河洪水(江恩惠 李军华)
东平湖水库运用中存在的问题
东平湖水库处于黄河与大汶河下游冲积平原相接的洼地上,地跨山东省泰安、济宁、济南三市的东平、梁山、汶上、平阴四县。1855年黄河自铜瓦厢决口夺大清河后,使东平湖与黄河连通,成为调蓄黄河与大汶河洪水的自然滞洪区。黄河水位高于湖水位即倒灌入湖;黄河水落,湖水泄入黄河,对黄河与大汶河洪水起到削峰作用。1958年汛后,东平湖自然滞洪区被改建为能控制运用的平原水库。1963年经国务院批准改建,东平湖水库功能由原来的综合利用改为“以防洪运用为主”、“有洪蓄洪、无洪生产”的水库。增建了进、出湖闸,在库内加修了二级湖堤,将水库分为老湖区和新湖区,实行二级运用。
大汶河是黄河干流洪水主要来源区之一,全长208千米,流域面积8536平方千米。大汶河也是黄河下游最末的一条支流,汇入东平湖,经陈山口闸出湖,在艾山以上14千米汇入黄河。东平湖滞洪区是处理黄河下游大洪水的关键工程,对确保济南市、京沪铁路、胜利油田和艾山以下黄河两岸广大地区人民生命财产安全起着举足轻重的作用。
1993年以来,国家和地方政府对东平湖治理分别投入资金4.76亿元和1.33亿元。尤其是大汶河“01.8”洪水后,国家通过各种渠道加大了对东平湖的投资力度,进一步完善了东平湖防洪体系,对东平湖防洪安全起到很大作用。尽管如此,由于东平湖滞洪区地理位置特殊、工程布局复杂、功能设置强大,其防洪运用、管理维护等都称得上是一个庞大的系统工程,加之历史遗留问题和国家投资所限,东平湖防洪仍存在不少新的问题。例如,受庞口闸泄流能力严重不足的影响,东平湖北排流路不畅;受流域区划和历史原因等,东平湖南排流路不通;二级湖堤堤顶高度偏低,抗风能力不足;围坝石护坡老化严重,难以起到护坡作用;进出湖闸机电设施老化严重;金山坝问题也是当前影响老湖防洪安全的焦点问题;等等。这些问题受到黄委、国内有关水利专家及科研工作者的高度重视,黄委科技委于2005年11月22~25日进行了现场专题调研,黄委规计局于2008年6月30日在郑州专门召开了“东平湖滞洪区管理”专家研讨会。
在此,作者不想对上述问题老生常谈,只是希望通过这篇短文,引起人们从全国水利大格局及黄河治理战略上重新思考东平湖问题。从全国水利格局上讲,东平湖在南水北调东线工程投入运行后,将由单一滞蓄洪水水库转变为滞蓄与调蓄双重作用的特大型平原水库,急需研究解决滞蓄洪水、调蓄调水、水环境、运营管理带来的矛盾;从黄河治理的大格局上讲,目前黄委每年汛前都要利用调水调沙冲刷黄河下游河道,调水调沙以来,山东河道不仅得到了持续冲刷,也实现了人们从防御洪水到洪水管理理念的转变。目前,东平湖水库与小浪底等其他水库一样,在汛前必须将汛限水位以上的蓄水泄掉,而汛期大汶河来水也大多仅仅经东平湖水库自然调蓄后直接排入黄河,对这些宝贵的水资源缺乏有效管理,仍处在被动的防御洪水阶段。新形势下,能否通过改造目前的工程布局,改变东平湖目前的防洪格局,优化东平湖水库运用模式,结合南水北调东线工程,有效地管理大汶河洪水,实现真正意义上的洪水资源化,冲刷山东河道、减轻山东河道的防洪压力?同时,降低孙口至艾山河道“驼峰河段”的相对侵蚀基准面,提高黄河下游河道的整体泄洪能力?
基于对这些问题的综合思考,作者拟通过资料初步分析、数学模型初步计算,探讨新形势下利用东平湖管理大汶河来水的可行性。本文仅是初步研究成果,加之研究水平有限,认识不足,不当之处敬请各位同仁批评指正。
东平湖滞洪区及东平湖水库现状运用方式
东平湖滞洪区位于黄河由宽河道进入窄河道的连接处,滞洪区总面积627平方千米,由二级湖堤将东平湖滞洪区分为新、老两个滞洪区。
东平湖滞洪区的主要防洪工程有大湖围坝、二级湖堤、进湖闸、出湖闸、退水闸、大清河工程等,其中进湖闸5座,设计总分洪流量11340立方米每秒,出湖闸3座,泄水能力约1800立方米每秒,库区排灌工程11座,总排灌能力151.3立方米每秒。
东平湖滞洪区的主要作用:一是分滞黄河洪水,即当黄河孙口站洪峰流量大于10000立方米每秒时,为保证其下游的防洪安全,需要向东平湖分洪,以控制黄河艾山站下泄流量不超过10000立方米每秒,2000年小浪底水库建成后,黄河运用东平湖分洪的机遇约30年一遇。二是接纳大汶河来水,即大汶河流域发生降雨过程,径流通过大清河首先进入东平湖,再由东平湖进入黄河,东平湖起到蓄洪滞洪的作用,蓄滞大汶河洪水的运用几率较大。
因此,东平湖滞洪区是黄河下游防洪工程体系的重要组成部分。其运用原则是:分滞黄河、大汶河洪水时,应充分发挥老湖的调蓄能力。当仅用老湖,其水位不超过46米时,不用新湖。当老湖不能满足分滞洪水要求,需新老湖并用时,应先用新湖分滞黄河洪水,以减少老湖淤积;当遇特大洪水时,新、老湖并用。东平湖水库设计最高蓄水位46.0米,蓄水量39.79亿立方米。东平湖水库的水位库容关系见表1所示。
目前,老湖设计防洪运用水位为46.0米,相应库容11.94亿立方米;7~9月汛限水位42.0米,汛限水位42.0~46.0米相应的水库库容约为8亿立方米;10月份可抬高至42.5米;二级湖堤的警戒水位为43.0米。
大汶河洪水特性及东平湖对大汶河洪水的自然调蓄作用
大汶河流域由于石山区所占比重较大(66.2%),产汇流条件较好。洪水特点是:洪峰形状尖瘦,含沙量小。一次洪水历时2~4天。历史实测大汶河最大洪水发生在1964年9月13日,戴村坝(东平湖入库站)流量为6930立方米每秒,当年年来水量为60.73亿立方米,东平湖老湖的最高蓄水位为43.54米(大沽高程,下同);其他历史较大洪水见表2所示。
据1952~1990年大汶河实测资料统计,戴村坝多年平均年来水量为11.49亿立方米,随着上游治理开发,来水逐渐趋于减少,1971~1990年平均年来水量为7.05亿立方米,1981~1990年气候干旱、降雨量偏少,平均年来水量仅4.8亿立方米,1989年曾出现干湖。
在黄河不分洪情况下,东平湖老湖自然调蓄大汶河来水,每年汛前老湖水位一般降至39.5~40.0米,蓄水量为0.44~0.98亿立方米。汛期大汶河洪水经大清河(戴村坝以下)进入老湖区,当黄河河水不顶托时,即由清河门、陈山口两出湖闸泄入黄河。20世纪80年代老湖蓄水运用情况如表3所示。
1990年大汶河来水较多,全年水量为18.2亿立方米,其中汛期来水17.12亿立方米,老湖最高蓄水位达43.72米,为建库以来最高蓄水位。汛末十月多年平均蓄水位为40.71米,蓄水量1.95亿立方米,面积140平方千米,冬季的四个月继续退水入黄,直至次年3月水位降至40.0米左右,显然是一个典
改变东平湖运行模式 有效管理大汶河洪水(江恩惠 李军华)
本文2010-03-12 22:31:31发表“农林鱼水论文”栏目。
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