济南市长清滩区护城堤堤线方案研究

2022-04-16 10:38田雨普王李平潘明强
人民黄河 2022年3期

田雨普 王李平 潘明强

关键词:护城堤;堤线方案;长清滩区;黄河下游

中图分类号:TV85;TV882.1 文献标志码:A doi:10.3969/j.issn.1000-1379.2022.03.009

引用格式:田雨普,王李平,潘明强.济南市长清滩区护城堤堤线方案研究[J].人民黄河,2022,44(3):44-47.

长平滩区位于黄河下游济南河段右岸[1],是以济南平阴、长清两县(区)为主的滩区简称,上自东平湖清河口门,下至槐荫区北店子,涉及东平、平阴、长清和槐荫四县(区),全长94km,总面积约为411.90km;滩区涉及8个乡镇399个自然村,人口约为36.91万人。长平河段左岸有堤防险工控制,右岸为泰山北麓余脉,山岭起伏,历来未设堤防,主河槽距山脚一般为3~10km。右岸滩地唇高、滩低、堤根洼,垂直河道的横比降约为1/800。长平滩区共有7道山梁延伸至主槽岸边,与左岸堤防、险工形成对峙,成为7处卡口。受卡口限制,滩地虽宽,却不能增大泄洪流量,只起分滞洪水的作用。

长平滩区部分河段过洪断面狭窄,黄河中常洪水在长平滩区极易漫滩行洪,新中国成立以来已经发生十多次漫滩,对长平滩区的防洪安全构成很大威胁。近年来,当地群众为了发展生产,生产堤逐步向嫩滩推进,滩唇淤积抬高速度加快,滩区行洪、滞洪面积逐步萎缩,一旦发生漫滩洪水,生产堤极易决口,将加剧滩区洪灾损失和城区淹没危害。

长清、平阴是黄河下游滩区仅存的城市区域,作为济南市中心城区的长清区,企事业单位、大专院校众多,人口密度大。目前,长清区的黄河滩区安全建设仍处于起步阶段,安全设施少,人民生命财产安全得不到保障,当黄河发生较大洪水时采取搬迁和临时撤退的难度极大[2]。《山东省黄河滩区居民迁建规划》[3]要求在长清城区建设护城堤,保护城区的防洪安全,因此长清滩区护城堤的堤线选择是首要任务。

本研究拟定沿济平干渠左堤自南大沙河至玉符河方案、沿济平干渠右堤自南大沙河至玉符河方案、沿济平干渠左堤自苏燕路至玉符河方案3个堤线布置方案,从保护范围、保护人口、永久征地、工程投资(包括工程总投资和人均投资)以及对黄河防洪的影响等方面进行方案论证、比选。

1长清滩区护城堤堤线布置原则

堤线的布置原则,主要基于两方面要求:一是护城堤与左岸临黄堤的合理距离;二是堤线的自身要求。

1.1堤防间距要求

合理确定堤防间距,对保证黄河行洪和两岸安全非常重要。通常情况下,堤防间距的选择要考虑河道两岸地形地貌和经济社会发展状况,要满足河道稳定河宽的要求,使堤防工程建设前后保持河道冲淤总体平衡,保证河道有足够的行洪宽度。堤距过小,会导致水位壅高、堤身断面加大、水流流速加快,对防洪安全不利。

长清滩区护城堤工程建设一方面要保护长清和槐荫城区的防洪安全,减轻或免除黄河洪灾损失;另一方面,要控制护城堤与左岸临黄堤的距离,最大限度减少滞洪沉沙的空间损失,满足城区防洪保安全和黄河排洪的基本需求。

1.2 堤线布置要求

(1)堤线布置以尊重自然规律、体现人水和谐为首要原则,既要保障人民群众生命财产安全,又要留足河道的行洪、滞洪和沉沙空间。

(2)堤线要与河势流向相适应,与大洪水的主流线大致平行;堤线应力求平顺,各堤段平滑连接,不得采用折线或急弯。

(3)充分利用有利地形,尽可能避开软弱地基和塌岸段。

(4)树立以人为本、民生优先的原则,尽可能少占耕地和民居等建筑物,并利于抢险和工程管理。

(5)应妥善处理支流入黄口回水影响。

2长清滩区护城堤堤线选择

2.1护城堤与济平干渠的关系

南水北调东线一期工程东平湖—济南段输水工程,采用明渠输水方案,自东平湖陈山口出湖闸东侧的渠首引水闸取水,沿原有济平干渠布置,在归德镇穿南大沙河,至长清县城西,于叶庄北穿北大沙河,然后从三合庄和小王庄之间通过,平行玉清湖水库南截渗沟外70m,至玉清湖水库东南角拐向东北,穿玉符河及黄河大堤,于睦里庄处进入小清河。

长清河段济平干渠与黄河主河槽的平均距离约为3.1km。长清段济平干渠左堤堤顶高程为黄河流量7000m/s对应水位加1.0m超高;右岸半填半挖渠段的设计堤顶高程为设计水位加1.3m;挖方渠段为防止地面坡水进入输水渠破坏渠道衬砌及产生淤积,堤顶高程一般高出地面1.0m左右。因此,济平干渠事实上已成为长平滩区的护城堤,其最高防洪标准为防御黄河7000m/s流量洪水。

考虑到完全脱离济平干渠重新寻找一条护城堤堤线,可能产生如下窘境:如果新堤线与济平干渠距离较近,则二者之间的狭长土地将成为一条“鸿沟”,难以充分利用;如果新堤线与济平干渠距离较远,则新堤线要么距离主河槽太近,对黄河防洪影响较大,要么距离220国道较近,大幅缩小防洪保护范围,均不可取。因此,结合济平干渠建设护城堤,可节约大量堤防工程量,从而节约土地和工程投资,是较为可行的方案。

2.2护城堤方案选择

2.2.1方案布置

围绕济平干渠建设长清滩区护城堤,有3个基础方案可供选择[4]。

(1)方案一:沿济平干渠左堤自南大沙河至玉符河方案。堤线南起南大沙河右堤,沿济平干渠左堤向北至北大沙河,建设防洪闸跨越北大沙河,之后再沿济平干渠左堤至玉符河左堤;同时,加高南大沙河右堤长孝路归德桥至济平干渠段,加高玉符河左堤济平干渠至220国道段,堤线全长29.246km,其中护城堤在长清区境内长度为22.960km,在槐荫区境内长度为6.286km。

(2)方案二:沿济平干渠右堤自南大沙河至玉符河方案。堤線南起南大沙河右堤,沿济平干渠右堤向北至北大沙河,堤线从长清泵站、叶家庄中间穿过,沿北大沙河两岸筑堤至220国道;之后沿济平干渠右堤至玉符河左堤。同时,加高南大沙河右堤长孝路归德桥至济平干渠段,加高玉符河左堤济平干渠至220国道段,堤线全长32.611km,其中护城堤在长清区境内长度为26.297km,在槐荫区境内长度为6.314km。

(3)方案三:沿济平干渠左堤自苏燕路至玉符河方案。堤线南起苏燕路,沿济平干渠左堤向北跨越北大沙河至玉符河左堤;同时,沿苏燕路自长孝路至济平干渠新建堤防,加高玉符河左堤济平干渠至220国道段,堤线全长26.110km,其中护城堤在长清区境内长度为19.839km,在槐荫区境内长度为6.271km。

方案一与方案二分别沿济平干渠左岸和右岸布置堤防,跨越北大沙河的方式分别是建设防洪闸及沿北大沙河回水段建设两岸堤防。方案一与方案三均沿济平干渠左岸布置,方案三堤线上首起始于苏燕路,较方案一的保护面积减少了南大沙河右堤与苏燕路所夹区域面积9.71km,该区间分布22个村庄、1.55万人。

2.2.2方案比选

(1)保护范围、保护人口。从方案一至方案三,保护范围逐步减少,保护对象分别减少了济平干渠及南大沙河右堤与苏燕路之间的9.71km;方案一与方案二的保护人口相等,方案三保护人口减少了1.55万人。详见表1。

(2)永久征地。护城堤工程管理用地按照临、背黄河侧各10m划定。临济平干渠侧不再征用管理用地。

方案一工程永久征地为188.64hm,其中工程占压156.10hm,护堤地31.21hm,新建管理单位征地1.33hm;扣除护城堤占压济平干渠用地49.43hm,则护城堤工程实际新增永久征地139.21hm。

方案二工程永久征地为208.80hm,其中工程占压168.99hm,护堤地38.79hm,新建管理单位征地1.02hm(核减北大沙河闸管理用地);扣除护城堤占压济平干渠用地38.01hm,则护城堤工程实际新增永久征地170.79hm2

方案三上游回水段(沿苏燕路自长孝路至济平干渠)与下游回水段(沿玉符河左堤自济平干渠至220国道)新建护城堤全断面征地;方案三工程永久征地为164.76hm,其中工程占压134.06hm,护堤地29.43hm,新建管理单位征地1.27hm;扣除护城堤占压济平干渠用地41.80hm,则护城堤工程实际新增永久征地122.96hm。

各方案永久征地数据详见表2。

(3)工程投资。经计算,方案一总投资169012.77万元,方案二总投资198420.16万元,方案三总投资144714.33万元。其中:方案一受保护人口人均投资16619元/人,受保护范围单位面积投资3262万元/km;方案二受保护人口人均投资19493元/人,受保护范围单位面积投资3960万元/km;方案三受保护人口人均投资16793元/人,受保护范围单位面积投资3437万元/km,详见表1。

(4)对黄河防洪的影响。长清护城堤取100a一遇防洪标准,即黄河艾山设防流量11000m/s。经模型计算,黄河设防流量下,在无护城堤时,长平滩区淹没总面积315km,总滞洪量14.85亿m,泺口最大洪峰流量为10926m/s。新建长清护城堤方案一的最大壅水高度为0.49m,损失滞洪量为1.71亿m,占长平滩区总滞洪量的11.5%,壅水影响河道长度41.05km,洪峰提前时间3.1h;方案二与方案一结果相近;方案三的最大壅水高度为0.44m,损失滞洪量为1.43亿m,占长平滩区总滞洪量的9.6%,壅水影响河道长度35.69km,洪峰提前时间2.6h。对比3个方案,虽然在最大壅水高度、滞洪量、壅水影响河道长度等特征值方面方案一、方案二大于方案三,但差别较小。例如:最大壅水高度相差0.05m,相差比例11%,滞洪量相差0.28亿m,相对于长平滩区总滞洪量比例相差1.9个百分点;洪峰提前时间,方案一、方案二比方案三提前0.5h。由此可见,3个方案均对黄河防洪产生影响,但差别较小。

(5)综合比选。从方案布置来看,方案一、方案二分别沿济平干渠左堤、右堤自南大沙河至玉符河布置,在跨越北大沙河时,方案一选择建设防洪闸抵御黄河洪水,方案二的堤线在躲开长清泵站、避免拆迁泵站的同时,沿北大沙河两岸筑堤至220国道,因此方案二的堤线总长度大于方案一,方案一较优。方案三沿济平干渠左堤自苏燕路至玉符河布置,堤线全长26.11km,虽然方案三工程长度小于方案一和方案二的,但其保护范围减少了长清区文昌街道与归德街道22个村庄、1.55万人口。仅从工程长度上看,方案三较优。

从保护范围看,方案三减少的22个村庄紧邻长清主城区,地块规整,村庄密集,经济发展水平相对较高。根据济南市长清区“十三五”规划,长清区提出积极打造空间布局合理、主体功能突出、产业竞争优势明显的“六区四带”特色经济区,其中“四带”中的国道220经济发展带就与该区域相关。因此,方案一、方案二既能增加保护范围,更利于保障长清区“十三五”规划的全面实施。

从工程占地看,3个方案均结合济平干渠布置护城堤,将济平干渠作为新建护城堤的戗台,减少了护城堤土地占压;但方案三保护范围小、线路短,占地自然更少。

从工程投资看,总投资、人均投资均为方案三最小,但方案三比方案一减少了保护人口1.55万人。初步测算,若采取外迁安置,则费用为10.69亿元;若采取就地就近淤筑村台,则费用超出3.0亿元。因此,人均投资方面方案一最优。

3个方案均对黄河防洪产生一定程度影响。通过分析,3个方案对于黄河防洪影响的差别较小,并且均可通过加高加固左岸大堤,加强大洪水期的窄河段水情监测,修改防洪、防凌预案等措施补救,消除或降低因护城堤建设对黄河排洪能力的不利影响。

综上所述,本着保障区域防洪安全、促进区域经济发展、尊重滩区群众意愿、全面建设小康社会、建设滩区美丽家园的根本出发点和落脚点,经方案比选论证,推荐方案一为长清护城堤建设方案(见图1)。

3结语

长平滩区是黄河由陶城铺进入窄河段后的第一处大面积的行洪、滯洪和沉沙的场所。长期以来,为保障黄河济南以下河段的防洪安全,长平滩区人民群众做出了巨大牺牲,滩区的行洪、滞洪、沉沙运用给滩区造成了经济损失,也是滩区经济发展落后于周边地区的根本原因。长清滩区护城堤建设有利于改善滩区群众的居住环境和生活条件、提升公共服务水平,有利于规划整理滩区土地、优化土地资源高效开发利用、拓宽滩区群众致富空间,从根本上解决贫困问题,促进滩区快速发展。

【责任编辑 许立新】