關于黃河桃花峪水庫建設為河道型滯洪區的探索

蘇茂林，李榮容，謝 強

（1.黃河水利委員會，河南 鄭州 450003；2.黃河勘測規劃設計研究院有限公司，河南 鄭州 450003；3.黃河水利委員會 河湖保護與建設運行安全中心，河南 鄭州 450003）

滯洪區一般是在河道外臨時貯存洪水的低洼地區或湖泊，如黃河“上攔下排，兩岸分滯”處理洪水措施中，“兩岸分滯”就是在黃河下游兩岸設立分滯洪區，建立分洪、滯洪工程，用以削減洪峰、分流洪水，保證堤防的安全和洪峰的順利通過。能否在河道上直接建設滯洪區，通過工程措施利用河道更多滯蓄洪水，達到既削減洪峰又減少大量永久占用耕地的效果呢？本文以黃河桃花峪水庫為例，探索建設河道型滯洪區的問題。

1 黃河桃花峪水庫規劃建設的歷史背景

桃花峪水庫是《黃河流域綜合規劃（2012—2030年）》明確的黃河干流梯級樞紐之一，規劃壩址距小浪底水庫約120 km，位于黃河中下游分界點桃花峪附近，處于控制進入黃河下游洪水的最有利位置，區位優勢獨特［1］。

新中國成立以來，為削減黃河下游洪峰，國家先后九次對桃花峪水庫進行規劃，經歷了初期設計設想、小浪底水庫與桃花峪水庫方案并存、桃花峪水庫被明確為防洪樞紐工程3個階段。在初期設計設想階段，1952—1953年國家第一次提出在黃河干流修建桃花峪水庫；1954年《黃河綜合利用規劃技術經濟報告》和1958年“黃河水土保持、河道整治及干支流開發三大規劃”，明確了桃花峪水庫以防洪灌溉為主、注重綜合利用的功能定位，并開展了初步設計。但是，由于白馬泉管涌、沁河改道及水庫淤積對伊洛河影響等問題，因此規劃被暫時擱置。在小浪底水庫與桃花峪水庫方案并存階段，1976年黃委向國務院提出采取“上攔下排、兩岸分滯”的方式解決黃河下游防洪問題，提供了小浪底和桃花峪兩座大型水庫作為建設選項；1980年，經各方綜合分析論證，一致推薦優先建設小浪底水庫，桃花峪水庫方案再度擱置。在桃花峪水庫被明確為防洪樞紐工程階段，1990年《黃河治理開發規劃報告》提出，桃花峪水庫是遠期進一步削減黃河下游洪水和南水北調中線穿黃的樞紐工程；1993年經綜合研究桃花峪水庫與南水北調中線穿黃工程結合方案，黃委進一步明確了桃花峪水庫“控制小浪底以下無控區間發生的特大洪水”的功能定位；1997年《黃河治理開發規劃綱要》提出，規劃桃花峪水庫作為進一步削減黃河下游洪水的樞紐工程。2013年，國務院批復的《黃河流域綜合規劃（2012—2030年）》保留了桃花峪水利樞紐項目。

2 新形勢下黃河下游防洪存在的主要問題

2019年9月18日，習近平總書記在黃河流域生態保護和高質量發展座談會上指出：“洪水風險依然是流域的最大威脅……下游防洪短板突出，洪水預見期短、威脅大……下游灘區既是黃河滯洪沉沙的場所，也是190萬群眾賴以生存的家園，防洪運用和經濟發展矛盾長期存在。河南、山東居民遷建規劃實施后，仍有近百萬人生活在洪水威脅中。”［2］目前，黃河下游防洪存在的主要問題：一是小浪底水庫大壩至花園口區間（以下簡稱小花間）1.8萬km2無工程控制區（以下簡稱無控區）洪水尚未得到有效控制，該區間百年一遇洪水洪峰流量為12 000 m3／s，千年一遇洪水洪峰流量為19 800 m3／s，洪水預見期短，對下游威脅較大。二是泥沙問題在相當長時期內依然存在，沖淤變化異常復雜，歷史上形成的地上懸河局面將長期存在，下游水患威脅依然嚴峻。三是灘區洪水漫灘概率高，灘區居民受洪水威脅大，花園口水文站流量超過5 000 m3／s的洪水在下游灘區即開始漫灘淹沒，這一量級洪水發生頻次較高，外加“二級懸河”所形成的灘區槽高、灘低、堤根洼的影響，洪水漫灘后灘區村莊和黃河大堤偎水較深。現在下游灘區居民遷建和安全建設規劃實施后仍有100多萬人生活在漫灘洪水威脅中。近年來，受氣候變化影響，黃河流域及周邊極端暴雨頻發，如延安“13·7”暴雨洪水、新鄉“16·7”暴雨洪水、鄭州“21·7”特大暴雨洪水等，均超出了區域工程防御洪水的能力，造成了重大危害。若極端暴雨發生在小花間，則形成的洪水將給黃河下游帶來巨大威脅。

3 黃河桃花峪水庫功能定位及開發任務

桃花峪水庫在歷次規劃中的主要任務是防洪，早期也曾提出灌溉等綜合利用任務。現階段通過小浪底水庫調節、黃河下游引黃涵閘改建，下游引水能力和引水量已達到和超過“八七”分水方案分配給下游的引水指標。因此，桃花峪水庫功能定位目前主要還是防洪。

利用桃花峪庫區滯蓄小花間洪水，與小浪底等水庫聯合運用，同時結合灘區居民遷建、“二級懸河”治理、生態保護修復等綜合治理措施，不僅可以降低黃河大堤安全風險，也能有效提高下游灘區群眾生產生活安全保障水平。據分析，桃花峪水庫如近期建設，與小浪底水庫尚未淤積的攔沙庫容配合使用，可將花園口水文站流量控制在5 000 m3／s以下，下游漫灘頻率將從2～3 a一遇降低到5～10 a一遇，桃花峪庫區只需要多攔蓄洪水4 d，即可避免下游約12.7萬hm2耕地、55萬人受淹；如將漫灘流量提高到6 000 m3／s，漫灘頻率可降低到10～20 a一遇。

修建桃花峪水庫淹沒范圍涉及鄭州、洛陽、焦作3個省轄市7個縣（市），草亭壩址防洪運用水位110.0 m時淹沒影響3.68萬hm2土地、1.73萬人，淹沒范圍廣，征地移民多。

桃花峪水庫具有平原水庫性質，防洪作用顯著，但水庫淹沒耕地多，可改變傳統的按水庫建設的功能定位，創新思維，按照滯洪區方式設計，即把庫區建設成河道型滯洪區，滯洪運用水位和移民水位仍為110.0 m，庫區性質轉變為滯洪區，按照滯洪區進行管理。這樣也完全能滿足桃花峪水庫防洪的開發任務，即防御小花間無控區洪水、降低黃河大堤安全風險、減小淮區漫灘概率。綜合考慮新形勢下黃河下游防洪面臨的問題和庫區灘區經濟社會高質量發展要求，建議桃花峪水庫按照河道型滯洪區模式開發建設。

4 黃河桃花峪河道型蓄滯洪區建設初步設想［3－4］

4.1 壩址選擇

歷史上桃花峪水庫壩址選擇主要集中在沁河口附近，有解封、草亭、姚旗營三處，其中解封、草亭壩址分別在沁河口以上4 km和2 km處，姚旗營壩址在沁河口以下4 km處。桃花峪水庫庫區主要依靠黃河寬河道蓄水，壩址越靠下，庫容越大。綜合考慮防洪、庫容、地質等多方面因素，草亭壩址最為適宜，該壩址110.0 m高程相應原始庫容為22.02億m3。

4.2 工程規模和運用方式

4.2.1 工程規模

綜合防洪需求及桃花峪庫區淹沒影響，桃花峪水庫防洪高水位110.0 m，相應庫容22.02億m3。工程按千年一遇洪水設計，萬年一遇洪水校核，設計、校核水位均為110.0 m，壩頂高程114.5 m。

桃花峪水庫主要由攔河壩和北岸圍堤組成，其中攔河壩為河床泄洪閘和左右岸均質土壩組成的混合壩，北岸圍堤利用現有溫孟灘區防洪堤改建而成，從左壩肩一直延伸至溫縣附近，總長度約為77.27 km。

4.2.2 運用方式

最高滯洪水位110.0 m，滯洪量22.02億m3，滯洪區范圍即是110.0 m庫區回水淹沒范圍。考慮工程開發任務及淤積影響，擬定初期運用方式。

（1）汛期平水期和非汛期：閘門敞泄，庫區保持天然河道狀態。

（2）汛期洪水期：一是預報花園口發生10～20 a一遇以下洪水，若洪水來源于小花間，則按控制花園口水文站流量小于5 000 m3／s運用；若洪水來源于潼關以上，則與小浪底等水庫聯合調節水沙。二是預報花園口流量超過20 a一遇量級，與小浪底等水庫聯合調度，降低黃河大堤安全風險，延長灘區居民遷移安置時間，減小東平湖、北金堤滯洪區運用概率。

4.3 工程建設影響及其對策

（1）移民征地影響及其處理措施。桃花峪水庫淹沒影響農村人口1.73萬人；淹沒影響土地總面積3.68萬hm2，其中耕（園）地面積2.05萬hm2，涉及生產安置人口29萬；淹沒影響企事業單位43家，影響交通、電力、通信等多個專項設施。工程按照河道型滯洪區模式開發建設，庫區不再征地，對滯洪高水位110.0 m回水影響范圍內1.73萬人采取搬遷安置措施。

（2）生態環境影響及其對策。桃花峪滯洪區主要影響國家級、省級的黃河濕地自然保護區，黃河鄭州段黃河鯉國家級水產種質資源保護區，黃河國家級地質公園等區域，需提前做好相關準備，應組織編制專題報告，及時報請國家相關部門審批。

（3）對南水北調中線穿黃工程影響及其處理措施。南水北調中線穿黃工程主要有隧洞穿黃河段、河灘明渠、新老蟒河倒虹吸。工程設計時考慮了桃花峪水庫的建設，設計最高外水水位為104.47 m，最大外水壓力水頭為41.82 m，本次提出桃花峪滯洪區最高設計水位110.0 m，可能會影響隧洞的結構安全、明渠和新老蟒河倒虹吸運行，需要開展專項安全評價并采取相應措施。

（4）庫區淤積影響及其處理措施。桃花峪河段屬于堆積性河道，泥沙淤積和庫容保持問題不容忽視，淤積主要集中在庫區灘地，依靠工程調度難以排沙出庫，擬采取人工清淤的方式在滯洪運用后進行清淤。

（5）浸沒影響及其處理措施。桃花峪滯洪區滯洪運行時間短，增加的入滲量少，可采取截滲等措施予以解決。

4.4 投資估算

桃花峪水庫按滯洪區建設，只有工程部分和少量的移民征地、環境補償費用，總投資為水庫建設模式的1／4。

5 結論與建議

（1）按照一般水庫的功能定位開發建設桃花峪水庫，需要的永久占地和移民安置數量多、投資大，也涉及耕地指標占補平衡問題。若將功能定位調整為滯洪區，修建桃花峪河道型滯洪區，不但可以防御小花間無控區洪水、降低黃河大堤安全風險、減小灘區漫灘概率，還能有效解決庫區占地移民量大的現實問題，實際淹沒損失可按《黃河下游灘區運用財政補償資金管理辦法》給予補償。按照此種模式平時不蓄水，只有在庫區漫灘的情況下發揮攔洪滯洪作用。通過改變功能定位，可在不降低其防洪作用的同時，避免庫區2.05萬hm2耕地征地長期占用，總投資減少3／4。據初步測算，10 a一遇的洪水只需桃花峪滯洪區多攔蓄4 d，就可以避免下游約12.7萬hm2耕地、55萬人受淹，僅此一項的效益便超過了桃花峪滯洪工程的建設費用（實際上，10 a一遇洪水桃花峪滯洪區范圍內已經發生自然淹沒）。

（2）提前開展桃花峪滯洪區關鍵技術指標研究。桃花峪水庫是黃河流域綜合規劃批復的36座梯級工程之一，與中游三門峽、小浪底、陸渾、故縣、河口村水庫聯合運用，共同保障黃河下游防洪安瀾。結合桃花峪滯洪區功能定位及運用模式，建議提前組織專家研究桃花峪滯洪區與現有防洪工程體系的聯合調度方案，積極論證滯洪區與黃河下游綜合治理體系的協同運用，綜合分析滯洪區初期的滯洪運用和中長期的蓄水可能性等關鍵技術問題，并及時提出可行方案。

（3）積極推動桃花峪滯洪區盡早立項。當前，隨著黃河流域生態保護和高質量發展重大國家戰略的深入實施，桃花峪滯洪區建設迎來了重大契機。建議加快推動桃花峪滯洪區工程建設。