淮河防洪工程蓄水抬升水資源綜合效應分析

王向陽 王多梅

一、工程概況

淮河臨淮崗洪水控制工程（以下簡稱臨淮崗工程）于2001年12月2日開工建設，2007年6月20日通過竣工驗收并投入運行。它的建成為淮河流域增加了一道安全屏障，結束了淮河中游無防洪控制性工程的歷史。

臨淮崗工程的主體工程地處淮河干流中游王家壩和正陽關之間，其主壩位于正陽關以上28km處，集水面積42160km2。臨淮崗工程為Ⅰ等大（1）型工程，正常運用洪水標準為100年一遇，非常運用洪水標準為1000年一遇。100年一遇壩上設計洪水位為28.51m（廢黃高程，下同），相應滯蓄庫容為85.6億m3，1000年一遇壩上校核洪水位為29.59m，相應滯蓄庫容為121.3億m3。

二、蓄水影響

1.淹沒影響

臨淮崗工程適度蓄水的淹沒影響主要是蓄水致使臨淮崗以上河灘地被淹沒，給相關縣河道管理單位及承包耕種的農民造成了一定的經濟損失。臨淮崗壩上水位為20.5m時，庫容1.55億m3，累計淹沒河灘地面積5240畝，農耕年收入損失341萬元；水位為23.0m時，庫容3.81億m3，累計淹沒河灘地面積89677畝，農耕年收入損失5381萬元。

2.對部分排澇工程有影響

臨淮崗工程適度蓄水對臨淮崗以上邱家湖、南潤段、濛洼蓄滯洪區排澇有所影響，主要是影響自排。如邱家湖進退洪閘、南潤段進退洪閘、曹臺子閘等，當臨淮崗壩上水位達到22.5m時，均擋水達2m左右。

3.邱家湖、南潤段低洼區域浸水明顯

臨淮崗工程蓄水使邱家湖、南潤段地下水得到充足補給，地下水位上升較多，兩蓄滯區低洼區域發生明顯浸水情況。據調查，邱家湖、南潤段分別有4000畝、2000畝耕地因浸水影響耕種或減產，農戶反映較強烈。

4.對臨淮崗工程本身的影響

臨淮崗工程蓄水對臨淮崗工程本身也有一定影響。一是北副壩潁上段（腰莊孜涵、半崗店涵、清涼寺涵、王俠道涵、朱拐彎涵、后黃莊涵、潤河集涵、陶壩閘、南照東涵、南照西涵、西園涵、湯莊涵、十里井涵）及阜南段（高崗頭涵、陳溝口涵、二郎溝涵、張集閘）共17座穿壩涵閘因擋水不能自排；二是臨淮崗船閘可能超設計水位差運行，既增加運行成本，又降低安全保障；三是淺孔閘、姜唐湖進洪閘長時間擋水，需每年詳細檢修維護，增加檢修維護難度，勢必增加運行維護費用。

三、工程試驗性蓄水的過程與效果

1.蓄水過程

臨淮崗工程試驗性蓄水從2010年9月15日開始，此時臨淮崗壩上、壩下水位分別為21.12m、21.08m，水位差0.04m，深孔閘由全開敞泄逐步下壓，過閘流量逐步減小。壩上水位逐步抬升，壩下水位逐步下降。至9月24日8時，臨淮崗壩上、壩下水位分別為22.10、20.20m，水位差1.90m。為避免上游河灘地被耕種，從9月28日開始再次逐步下壓深孔閘，逐步抬升壩上水位；9月29日8時壩上、壩下水位分別為22.47 m、19.32m，水位差3.15m；至11月3日，壩上水位基本維持在22.50m左右，水位差基本上在3至4m之間。因阜六鐵路南照淮河大橋施工急需，從11月3日開始，逐步加大深孔閘開啟高度，適當降低壩上水位，11月20日壩上水位降到22.00m以下，11月25日壩上水位降到21.50m以下，此后至12月31日，壩上水位基本維持在21.50～22.00m之間，水位差基本上在2.9～4.3m之間。

試驗蓄水至12月31日，壩上平均水位21.99m，最高蓄水位22.57m；壩下平均水位18.57m；上下游平均水位差3.42m。最大水位差4.28m，深孔閘平均過閘流量209m3/s。

2.蓄水效果

經調查分析，實施試驗性蓄水已取得以下初步效果：

（1）蓄水改善了通航條件，保證了淮河持續特大干旱未斷航。

（2）蓄水為沿淮地區秋冬春夏持續抗旱提供了寶貴的水源。2010年秋～2011年4月初，臨淮崗以上沿淮各灌溉工程從淮河抽水近2.5億m3。

（3）蓄水有助于改善生態環境。蓄水使臨淮崗以上約100 km河段形成一定面積的長久水域，蓄水約在1.6億～3.8億m3之間，臨淮崗以上河道庫容因無實測資料準確計算，暫參照庫容曲線估算。一方面可以緩解附近淮河以北地區地下水位急劇下降的局面，在一定程度上還可以逐步回補地下水；另一方面因有較好水質的水源儲備，可根據需要不斷地向下游淮河干流補充相對穩定的流量，以改善其水環境，維持淮河不斷流，保護淮河生態系統安全。

四、臨淮崗水位抬升對供水能力提升分析

1.邊界條件

（1）庫容曲線

臨淮崗壩上蓄水范圍為淮河干流洪河口～臨淮崗壩址的河槽蓄水，斷面資料采用2011年測量斷面。水面比降采用淮河潤河集站枯水期（10月～次年5月）多年平均流量（228m3/s）推算。

表1 各方案臨淮崗壩上供水保證率及增供水量表

（2）分期蓄水位

鑒于淮河干流洪水特點和蓄水利用要求，在加強預報的基礎上，可對臨淮崗壩上蓄水位按主汛期、汛初和汛末、非汛期實行分三期蓄水位動態控制。

①主汛期控制水位

主汛期為6月16日～ 8月15日，蓄水位考慮了20.5m、21.5m共二組方案，調節庫容分別為0.88億m3、1.42億m3。擬定20.5m方案，是因為49孔淺孔閘設計底板高程20.5m，主汛期全部打開，僅需動用臨淮崗深孔閘控制，有利于工程調度控制。

②汛初、汛末控制水位

根據防汛的有關規定，5月1日～ 6月15日為汛初，8月16日～ 9月30日為汛末，蓄水位考慮20.5m、21.5m、22.5m共三組方案，調節庫容分別為0.88億m3、1.42億m3、2.14億m3。

③非汛期控制水位

非汛期為10月～次年4月，蓄水位考慮21.5m、22.0m、22.5m、23.0m、23.5m、24.0m共六組方案，河道蓄水調節庫容分別為1.42億m3、1.73億m3、 2.14億m3、2.56億m3、3.09億m3、3.63億m3。

（3）供水能力計算分析

在供需平衡分析的基礎上，根據水量平衡原理進行調節計算，得出水位抬高以后供水能力提升的情況。

臨淮崗壩上抬高蓄水增供作用主要反映在干旱年份，故選擇淮河干流具代表性的連續干旱年1958～1959年、1966～1967年、1977～1979年、2001～2002年進行重點分析。不同方案主要枯水年份增供水量及供水保證率成果見表1。

臨淮崗蓄水24.0m時，河道蓄水調節庫容為3.63億m3，相當于一個大型水庫的庫容。根據水資源調算成果，適當抬高臨淮崗壩上非汛期蓄水位，可提高臨淮崗壩上供水保證率，增加枯水年份的供水量，在一定程度上緩解沿淮地區供需矛盾。臨淮崗非汛期蓄水位提高到24.0m，臨淮崗壩上多年平均增供水量2.65億m3，最大年份增供水量為3.22億m3。

五、結語

本文通過對臨淮崗工程實驗性蓄水的描述，分析其蓄水可行性及其蓄水效益，采用汛期、汛初和汛末、非汛期三期蓄水位動態控制，結合供需水量平衡計算得出臨淮崗工程蓄水抬升后臨淮崗壩上供水保證率可提升至80%以上，最大增供水量3.22億m3■