小清河防洪综合治理工程取得的成效及建议

2022-06-02 03:45昀,王毅,纪
山东水利 2022年3期
关键词:干流防洪泵站

时 昀,王 毅,纪 瑶

(山东省海河淮河小清河流域水利管理服务中心,山东 济南 250100)

小清河流域位于山东省中部,东邻弥河,西靠玉符河,南依泰沂山脉,北以黄河、支脉河为界,流域面积10 433 km2,约占山东省总面积的1/15,是山东省政治、经济、科技、文化的重要地区,在全省国民经济发展中具有举足轻重的地位。小清河干流自西向东流经济南、淄博、滨州、东营、潍坊5 个市的12 个县(市、区),全长229 km,是鲁中地区的一条重要的防洪排涝河道,兼有农田灌溉、海河联运等多种功能。2018 年“温比亚”台风期间,小清河下游发生了严重的洪涝灾害,2019 年受第9 号台风“利奇马”影响,小清河全流域再次发生严重洪涝灾害,造成直接经济损失约397 亿元。干流岔河、石村站均发生了有记录以来最大洪峰流量,干流出现多处险情,支流孝妇河、杏花河等多条支流漫溢,分洪道内涝水积聚,流域内章丘、邹平、桓台、广饶、寿光等多个县(区)的村庄及企业遭遇洪涝灾害,排水不畅,并淹没大量田地。

1 工程建设必要性

小清河流域存在诸多防洪除涝薄弱环节,长期以来受条件所限,防洪标准达不到设计要求,严重影响其防洪减灾功能的发挥,存在主要问题:一是小清河干流防洪除涝标准低,工程隐患多;二是分洪道一直未彻底打通且基础设施密集,启用难度越来越大;三是小清河支流治理滞后,影响干流防洪除涝治理效果;四是流域内蓄滞洪区工程配套不完善,调节洪水能力有限;五是小清河流域水系复杂,工程管理及洪水调度系统不健全。

为完善小清河流域防洪工程体系,保障干流沿岸防洪安全,促进地区经济社会可持续发展,省委、省政府高点谋划、高位推动,将小清河防洪综合治理工程确定为全省重点水利工程建设“头号工程”。根据小清河流域特点,提出“上蓄、中滞、下排”及“高水高排、低水低排”的总体治理原则和“截流、扩挖、分洪、固尾”的治理思路,通过实施综合治理提升河道行洪能力、湖泊蓄滞能力、洼地排涝能力和信息保障能力,构建完善的防洪除涝体系,全面提升小清河防汛能力。

一是通过流域内滞洪区及主要支流治理,健全小清河流域防洪体系,确保流域经济社会可持续发展。二是彻底打通小清河分洪道,提升小清河干流及分洪道整体防洪能力。三是与即将开工建设的小清河复航工程结合实施,节省工程投资。四是提高信息化管理水平,为流域洪水调度决策提供科学依据。

2 工程布局

小清河干流治理范围包括济南市区以下段干流及分洪道工程,其中干流治理范围为济青高速公路桥(干流桩号30+600)至寿光市入海口(229+000),干流治理范围为198.4 km;分洪道治理范围自分洪道入口至分洪道出口芦清沟,治理范围为82.8 km,分洪道现状入口隔堤(桩号0+500)以上段纳入干流治理范围。在治理干流的同时,对流域内流域面积在200 km2以上的巨野河、绣江河、杏花河、孝妇河、预备河、淄河、塌河等7 条主要支流及支脉河(连通),小李家、白云湖、芽庄湖、马踏湖4 处蓄滞洪区进行相应的治理,减少流域上游山丘区洪水对干流带来的防洪压力。此次治理工程充分与小清河复航工程相结合,通过实施河道扩挖、防洪堤加固及必要的建筑物工程,使济青高速公路桥至新柴庄闸段干流达到100 年一遇防洪、10 年一遇除涝标准,新柴庄闸以下干流及分洪道工程达到50 年一遇防洪、5 年一遇除涝标准。

2.1 截流

上游兴建腊山分洪工程,分兴济河洪水入玉符河,将济南市区西南部山区洪水拦截入玉符河后再入黄河,共“砍头”减少流域面积156 km2;在济南市区利用已建华山湖湿地型滞洪区,消减洪峰66 m3/s;同时在济南市区下游新建小李家滞洪区,消减洪峰144 m3/s,解决济南市区100 年一遇洪水与下游50 年一遇防洪标准不匹配问题,保证市区洪水的尽快顺畅下泄。

2.2 扩挖

济南市区按10 年一遇标准,通过深挖、扩槽,使河道演变为地下河,能保障南部山区洪水尽快归槽;济南市区以下段,与小清河复航工程充分结合,在3 级航道开挖的基础上,按50 年一遇防洪标准修筑堤防。

2.3 分洪

充分挖潜利用现有干流分洪道的行洪能力,挖通分洪道进口段、扩挖南水北调输水渠至38 m底宽、将分洪道内5 个村庄迁出、东营丁庄水库等设施拆除,彻底打通小清河分洪道,将胜利河及其以上来水大部分由分洪道下泄,实现“高水高排”;腾出金家堰闸以下干流河道,接纳南岸东猪龙河、预备河、淄河、塌河等支流来水,实现“低水低排”;对于沿线低洼易涝区,因地制宜建设滨河强排泵站,有效排除南岸低洼地带涝水,实现“区域提排”。

2.4 固尾

小清河入海口赶潮段治理与防潮工程相结合,新塌河口以下两岸堤防采用硬质护坡,至羊口镇区段南岸建设钢筋混凝土防潮堤,与羊口港以东防潮堤相衔接,构筑滨海防洪保护圈。

3 工程效益

目前,小清河防洪综合治理工程已按时间节点圆满完成了建设任务,并出色地通过了建成后首次汛期考验。2021 年以来,小清河流域平均降水量889.8 mm,较常年同期偏多52%;汛期平均降水量655.7 mm,较常年同期偏多44%。小清河运行总体平稳,通过济平干渠向小清河分泄东平湖洪水,通过腊山分洪道向小清河分泄玉符河洪水,有效减轻河道沿线防洪压力。流域内干流及分洪道、主要支流、大中型水库、蓄滞洪区无一出险,无一人因洪涝灾害死亡,新建、改建工程运行总体平稳,取得水旱灾害防御工作的重大胜利。

3.1 全面提升防洪标准,构建防洪工程体系

小清河为二级河道,主要保护流域内济南市区、下游淄博等5 地市重要的工矿企业以及9.27 万hm2农田的防洪安全,治理工程等别为Ⅱ等,工程规模为大(2)型。通过此次治理,流域防洪工程体系更加完善,防洪标准全面提升。小清河干流及分洪道防洪标准由20 年一遇提高到50年一遇标准,其中济南市区段达到100 年一遇标准;主要支流防洪标准达到20 年一遇,重要河段达到50 年一遇。沿线湖泊、蓄滞洪区全面达到设计标准,拦蓄水量达到1.28 亿m3,比治理前增加5 454 万m3,大大提高洪水削峰错峰能力。

根据2021 年7 月10 日至13 日与2019 年利奇马期间岔河、石村(二)站的水位流量曲线对比图(图1、图2)分析得知,2021 年同流量对应水位均低于利奇马期间,且流量越大水位差越大,最大可达2 m。由此可看出,与利奇马期间洪水过程相比,小清河河道治理之后的干流在相同水量情况下河道水位有所下降,过流能力明显提高。

图1 岔河站水位流量曲线对比图

图2 石村(二)站水位流量曲线对比图

3.2 着力补齐工程短板,提升灾害防御能力

小清河分洪道一直未彻底打通且基础设施密集,此次分洪道治理起点为分洪道口(分洪道桩号0+500,淄博高青高城镇保证村南胜利河对岸),终点为芦清沟即分洪道出口(分洪道桩号83+300,潍坊寿光羊口镇侯辛庄北),治理范围82.8 km。分洪道现状入口隔堤(桩号0+500)以上段纳入干流治理范围。子槽开挖30 km,清淤8.9 km,修建挡水子堰87.3 km;堤防加固46.5 km;堤顶道路硬化82.25 km;岸坡防护10 处;5 个村庄搬迁。治理建筑物332 座,包括改建节制闸3 座,重建分水闸3 座,重建、改建及新建跨子槽桥梁59座、穿堤涵闸35 座、引黄济青泵站1 座等。通过子槽疏挖、堤防加固、堤顶路面硬化、岸坡防护等措施,小清河分洪道过水能力大幅度提高。

一是分洪响应时间大幅减少。“利奇马”台风期间启用分洪道,要破堤、开挖子槽、再挖通至南水北调胶东输水干渠,从下达分洪指令到达到通水条件超过了24 h。现今分洪口段新开子槽,顺接深孔分洪闸,实现了分洪道贯通,能有效保障分洪政令畅通,争取防汛抢险的宝贵时间。

二是启用限制条件大幅消减。治理前,金家堰闸过水流量达到500 m3/s 方可启用干流分洪道分洪,现在过水流量达到260 m3/s(金家堰闸下水位7.49 m 时,相应闸上水位7.60 m),即可启用分洪道分洪,分洪效益明显提升。

三是防洪流量大幅提升。分洪道入口段防洪流量由1 100 m3/s 提高到1 800 m3/s;其中分洪道分洪流量由900 m3/s 提高到1 300 m3/s,有效改善了过去干流中下游段高水位、小流量的局面。

3.3 贯通巡查抢险通道,提升应急处置能力

原堤顶防汛道路防填筑均匀性差,为满足防汛交通要求以及群众生产、生活交通需求,本次治理结合堤防复堤,对现状土路、砂石路及硬化破损路段进行路面硬化。修建防汛管理道路总长417.416 km,包括干流335.166 km,其中左堤硬化长度163.630 km,右堤硬化长度171.536 km;分洪道左堤82.25 km。结构型式均为沥青混凝土路面,干流左堤及分洪道北堤堤顶宽10 m,硬化路面宽8 m;干流右堤及分洪道中堤堤顶宽6 m,硬化路面宽4.5 m。

通过实施堤顶路面硬化工程,堤顶道路全线贯通,顶宽满足防汛抢险通行要求。相较治理前防汛道路不畅的情况,现在可实现4 h 内从小清河起点到终点的高效通行。

3.4 提升洼区排水能力,改善群众日常生活

按照“根治水患,防治干旱”的治理目标,治理工程将改善沿岸区域涝水问题与提升灌溉功能相结合,新建赵王河泵站、友谊河泵站、杏花河泵站、大元沟泵站、寨卞泵站、老预备河泵站、陈家大沟泵站、老预备河新河泵站、永红沟泵站、八面河泵站、羊桥泵站等11 座排涝泵站。其中,赵王河泵站、友谊河泵站、杏花河泵站、寨卞泵站设计排涝标准为10 年一遇,其余泵站均为5 年一遇。

工程实施后,干流沿线地势低洼地段增加强排能力164 m3/s,显著提升易涝区域排水能力。内涝治理工作取得明显成效,减轻对周边群众日常生活产生的不利影响,。

3.5 推进信息化工程建设,提升数字水利应用能力

为强化数字孪生流域建设,促进流域一体化防洪工程体系的形成,此次治理大力推进小清河自动化调度指挥这一专项工程。以防洪调度业务为核心,以预报、演进、调度、风险分析一体化为重点,以控制性工程、蓄滞湖泊的智能自动化控制为手段,以通信传输网络为载体,以各类基础信息和测报预报数据为支撑,构建准确高效、实时快速、要素齐全、智能联动的自动化防洪调度指挥系统。达到河道、水库、蓄滞设施调度控制相结合,保安全和多蓄水调度目标相结合,防洪除涝和航运交通相结合,逐步实现流域内上下游、左右岸、干支流、各区间的洪水调度的统筹指挥管理。

系统建设的主要内容有洪水预报调度一体化系统、信息监测与管理系统、综合会商系统、工程管理系统、调度一张图系统、数据资源与支撑平台等。其中流域洪水预报调度一体化系统的建设尤为重要,在防洪综合治理工程中充当“千里眼、顺风耳”的重要角色。通过对洪水预报方案的修订和补充、河湖库调度模型的研究,以实时雨水情、工情数据、历史洪水数据、图形数据等信息资源为基础,通过数值模拟分析,建成覆盖小清河流域主要防洪地区的预报调度系统。

系统建成后的应用前景极为可观,可在未来3 d 预报降雨的基础上,结合产汇流模型、河道洪水演进模型,实现小清河流域57 个重要断面的洪水实时预报预警。为小清河防洪调度指挥决策提供有力的分析计算工具,并能根据防洪工程现状和调损失减度规则快速提供调度方案,从而为决策者提供全面支持,使之做出正确决策,达到最有效运用防洪工程体系,将洪涝灾害到最低目的。

4 建 议

小清河是山东省唯一的省级直管河道,小清河流域在全省国民经济发展中具有举足轻重的地位。按照省委、省府决策部署,小清河防洪综合治理工程是山东省投资、自主实施、规模前所未有的水利项目,确保小清河防洪安全,对于保障小清河流域乃至山东省社会经济可持续发展具有重大意义。

一要强化在建水利工程建设管理。切实承担好省级项目法人职责,做好小清河防洪综合治理重点工程收尾工作。以落实水利工程管理责任为基础,以建立标准化管理体系为核心,以提升流域防洪排涝能力为动力,健全水利工程工作标准、技术标准和管理标准,为流域群众打造放心工程,管用工程。

二要始终把防汛工作放在首位。务必做到思想认识到位、技防人防到位、工作落实到位。强化汛前准备、加强“上下联动”,完善防洪预案、落实物资储备,组织隐患排查、确保措施到位,保证做到标准内洪水不出意外,超标洪水不打乱仗。

三要加强小清河流域管理。目前小清河由省海河淮河小清河流域水利管理中心统一管理,管理范围为小清河干流,众多支流仍属各县市管理,实施流域性的综合管理和洪水调度还存在一定困难。后续需逐步探索建立统一、权威、高效的管理体制,做到统筹规划、统一治理,统一管理,统一调度洪水。

四要充分发挥工程防洪除涝、灌溉、补水、生态等综合效益。按照高质量发展要求,统筹发展和安全,坚持节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力的治水思路。立足流域整体和水资源空间均衡配置,合理利用雨洪资源,提高水资源集约节约利用水平。

五要加强与交通运输部门的衔接协调工作。小清河干流复航段河道扩挖和堤防加固兼顾防洪、航运功能,应与交通运输部门协同加强质量监管,同步做好干支流、边界工程、施工建设与调水计划执行的各项工作。

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