獲獎單位:安徽省水利水電勘測設計研究總院有限公司
獎次:2020 年度全國優秀工程咨詢成果獎一等獎
主要完成人:徐迎春 劉福田 許道龍 余毓琛 辜兵李澤青 朱麗娜 高強 許田地 林燕梅
編者按:工程咨詢成果是工程咨詢行業作為智庫型機構的直接體現,優秀工程咨詢成果集中反映了行業質量和水平。為進一步擴大和提升全國優秀工程咨詢成果獎獲獎項目的影響力,更好地發揮優秀成果的導向示范作用,推廣獲獎項目所屬企業在工程咨詢方面的技術水平、先進經驗和創新成果,使業界及時地了解工程咨詢業務發展動向,《中國工程咨詢》雜志從2022 年第2期起,開辟《成果暢享》專欄,陸續選取刊登全國優秀工程咨詢成果獎獲獎項目,以饗讀者。
淮河干流正陽關至峽山口段行洪區調整和建設項目屬于國務院確定的172 項重大水利工程,是淮河流域防洪建設的重點工程。
本項目位于淮河中游淮南市壽縣、毛集區和鳳臺縣境內,將董峰湖、壽西湖建設為有閘控制的行洪區,批復概算總投資62.1 億元。主要建設4 座大(2)型水閘,加固、新筑堤防約45公里,實施澗溝口至峽山口段約25 公里、1800 多萬立方米河道疏浚,新建3 座保莊圩,構建60 多平方公里安全區,遷移不安全人口7000 余人等。
本項目由安徽省水利水電勘測設計研究總院有限公司(簡稱安徽水利總院)承擔工程可行性研究階段咨詢服務。因淮河行洪區地位特殊,既是蓄滯洪水的場所、防洪工程體系的重要組成部分,又是區內居民賴以生存發展的基地,也處于區域經濟社會發展低谷中的低谷,是自然地理和經濟發展的“雙洼”地區。咨詢團隊面臨是否保留行洪區的定位、河道與行洪區分流比如何量化、區內群眾安全與發展體系如何構建、大規模河道疏浚穩定性存在爭議等重大又復雜的技術問題。通過細致的現場查勘,廣泛的調研座談,運用數學模型計算與物理模型驗證,反復論證和優化技術方案,咨詢團隊對項目實施有力而高效的管理,最終實現項目高質量推進。

為完善淮河流域防洪體系和區域經濟發展體系,解決沿淮人民最關心、最直接、最現實的問題,使行洪區既能有效地蓄泄洪水,又能為群眾創造較好的生存發展環境,2008 年安徽省水利廳部署可行性研究報告編制工作,先期啟動董峰湖行洪區工作。2009 年8 月水利部淮河水利委員會(以下簡稱淮委)組織安徽省水利廳、淮南市水利局等召開專題討論協調會,認為壽西湖、董峰湖2處行洪區調整方案關系密切,統一論證非常必要。2010 年3月安徽水利總院編制完成《淮河干流正陽關至峽山口段行洪區調整和建設工程可行性研究報告》(以下簡稱《可研報告》),2011 年11 月通過水利部水利水電規劃設計總院技術審查,2012 年7 月水利部報送國家發展改革委。
2015 年2 月、6 月、9 月中國國際工程咨詢有限公司召開3 次評估會議形成評估意見。因退田還河土地征用方式調整等原因,2019 年1 月安徽水利總院重新編制項目《可研報告》,5 月中國水利水電科學研究院開展項目評估,8 月向國家發展改革委報送評估報告,當年9 月項目《可研報告》獲得國家發展改革委批復。
1. 構建數學模型計算和物理模型驗證
采用最新測量地形數據,構建數學模型計算和物理模型驗證。利用MIKE 軟件建立水動力數學模型,耦合河道和行洪區,計算設計洪水位下行洪區和河道分流比、規劃工況下行洪能力等。構建淮河干流正陽關至峽山口段河工物理模型,驗證行洪區與河道分流比適宜性,以及驗證進、退水閘閘址位置、流態、流速等與規劃目標的差異性并提出建議。
2.論證行洪區定位合理性壽西湖、董峰湖行洪區內居住人口眾多,維持行洪區還是改為防洪保護區長期以來是行洪區定位問題的焦點和難點。按照“蓄泄兼籌”的治淮方針,依據流域防洪規劃,結合地方需求,進行多方案比較,廣泛咨詢市縣政府、省水利廳、淮委等有關方意見,最終確定維持行洪區,同時提高行洪區啟用標準,合理滿足地方發展訴求。
3. 論證大規模河道疏浚穩定性
首先通過分析淮河干流河道近期演變情況,發現淮河主槽沖刷不斷加大、灘地淤積不斷減弱趨勢;其次統計分析已實施河道疏浚規模情況,得出采用深槽擴挖方式基本沖淤平衡、淺槽切灘方式局部回淤嚴重結論;最后通過多方案技術經濟論證,分析平灘流量與造床流量關系,得出河道平槽泄量與造床流量相近時,采用深槽擴挖方式,河道回淤風險較小結論。
4. 構建防洪安全與區域發展共生體系
按照新時代治水思路,聚焦行蓄洪區安全、環境、發展三大核心問題,針對壽西湖區內居住9 萬多人口的狀況,在不影響防洪安全條件下,建設3 座保莊圩,形成安全區域約65.2平方公里,就地保護7 萬余人,結合居民遷建,湖區內群眾全部實現安居,日常耕種在行洪區,啟用后淹地不淹人,同時國家補償耕種損失,保證流域防洪與區域發展和諧共生。
壽西湖、董峰湖行洪區設立于1950-1953年的治淮初期,現狀承擔淮河30 ~40% 分洪任務。因這兩處行洪區內居住群眾超過10 萬人,特別是壽西湖緊臨壽縣縣城,區域內有省級壽縣工業園區、菱角和澗溝等集鎮,在壽西湖內建設保莊圩構建安全區域,董峰湖內莊臺人口遷移到毛集區城鎮區域,結合居住遷建,兩處行洪區行洪通道內不再居住群眾,滯洪庫容保留8億立方米。行洪區啟用前不再大規模轉移群眾,同時興建行洪區進、退水閘,保證有序有力有效調蓄淮河洪水。
行洪區堤防標準低,洪水期堤防險情多,啟用頻率,爆破行洪造成社會影響大。在設計洪水10,000 立方米/秒條件下,將行洪區分洪流量壽西湖由3200 立方米/秒降到2000 立方米/秒,董峰湖由3000 立方米/秒降到2500 立方米/秒,適當擴大河道灘槽泄量,全線加固行洪區堤防,行洪區啟用標準由現狀5 ~10 年一遇提高到15 ~20年一遇,灘槽8000 立方米/秒洪水位較設計洪水位降低約0.5米,兩岸“關門淹”面積減少439 平方公里。
以“顧大家不舍小家”為原則,保證淮干正陽關至峽山口段行洪能力達到10,000 立方米/秒和灘槽泄量8000 立方米/秒的治理目標,兼顧區域內群眾安全與發展需求,提高河道灘槽泄量,減少行洪區分洪流量,降低行洪區啟用頻率,興建進水閘和退水閘來保證壽西湖、董峰湖行洪區及時有效運行,建設保莊圩形成安全發展區域,實施居民外遷脫離行洪區影響,修建堤頂道路改善生產生活條件,補齊水利基礎設施短板,減輕地方政府防汛搶險負擔,增加區域內人民發展機會。
通過董峰湖上段局部退建、靠山圩整治等措施,堤距不足1000 米河段長由13 公里減少到5 公里,壽西湖、董峰湖行洪區分洪流量適當減少,并建設進、退洪閘,保證行洪區及時、有效、靈活啟用,減輕地方政府防汛搶險任務,保障淮北大堤、壽縣和淮南城市的防洪安全。
壽西湖、董峰湖分別建設進洪閘和退洪閘,能夠根據上游來洪、降雨等預測洪水過程,及時啟用或關閉行洪區,采取多次進洪達到按需削峰目的,充分利用8 億立方米的滯洪庫容,可極大增強洪水防御的靈活性。
行洪區運用機率大幅降低,現狀啟用幾率由5 ~10 年一遇提高到約為15 ~20 年一遇。在壽西湖內形成約65.2 平方公里安全區域,就地保護了菱角、澗溝等集鎮和省級壽縣工業園區以及約7 萬居民的安全;將受工程影響的7000 余人外遷到保護區或保莊圩等防洪安全區集中安置,徹底擺脫臟亂差的生活環境,真正實現生活的安全與穩定的發展。
壽西湖、董峰湖的運行可不再需要數十萬受災群眾的臨時轉移安置和堤防的臨時爆破行洪,避免堵口復堤和行洪區耕植層沙化和復墾,減輕社會救助負擔等。城西保莊圩的建成,將為壽縣城市發展提供1 萬多畝土地,同時為壽西湖菱角、澗溝保莊圩范圍內多個集鎮發展提供防洪安全保證。
本項目四座大型寬淺式水閘交錯式布局在重大行蓄洪區治理中別具一格,在平穩分泄洪水同時,保證了正常行洪期的航道通行安全;大型建筑物融入地方文旅元素的大體量線性建筑風格,成為地方打造水利風景區和水美鄉村的基本名片;水閘基礎基于強基抗滲防震三結合的網格化水泥土攪拌樁布置工藝、河道疏浚排泥場新型排水固結措施等創新性成果,加快了工程建設進度、節約了工程占用耕地時間、減少了工程投資。項目基于解決自身問題開展的諸多研究和應用,將給類似工程提供寶貴的經驗和應用案例,推動河道治理等重大項目以及大中型涵閘等水利工程技術創新。