懷洪新河水資源綜合利用研究

尚新紅

（安徽省水利部淮河水利委員會 水利科學研究院 安徽省水利水資源重點實驗室 蚌埠 233000）

懷洪新河水資源綜合利用研究

尚新紅

（安徽省水利部淮河水利委員會 水利科學研究院 安徽省水利水資源重點實驗室 蚌埠 233000）

懷洪新河主要是為分泄淮河洪水而開挖的人工河道，隨著社會的發(fā)展，區(qū)域水資源日趨緊缺，對懷洪新河的蓄水要求也越來越高。本文主要是研究懷洪新河的水源條件和工程條件，充分發(fā)揮其調(diào)蓄功能，通過優(yōu)化調(diào)控，使其供水能力能滿足懷洪新河周邊區(qū)域社會發(fā)展用水需求。

懷洪新河；蓄水；水資源利用

1 概述

懷洪新河是為淮河分洪，并結(jié)合漴潼河水系排水而開挖的河道。上起安徽省懷遠縣何巷分洪閘與渦河相接，經(jīng)固鎮(zhèn)、五河境內(nèi)，從江蘇泗洪縣入洪澤湖溧河洼。

懷洪新河設計防洪標準為淮河干流遇到100年一遇洪水時分泄淮河洪水2000m3/s，加上漴潼河水系相應的40年一遇內(nèi)水，漴潼河十字崗以下設計泄洪流量為4710m3/s，3年一遇設計排澇流量為1650m3/s。

本次研究主要是利用懷洪新河的水源條件和工程條件，充分發(fā)揮其調(diào)蓄功能，使其供水能力能滿足懷洪新河周邊區(qū)域社會發(fā)展與淮水北調(diào)工程的用水需求。

2 懷洪新河蓄水的必要性

懷洪新河方案設想于20世紀50年代，規(guī)劃成形于20世紀70年代，30多年來，我國經(jīng)歷了改革開放與國民經(jīng)濟高速增長，安徽省及沿淮淮北地區(qū)水旱災害與水資源形勢有了很大變化。一方面，隨著淮北大堤的加固與各項防洪工程的陸續(xù)興建，淮河中下游防洪標準大幅度提高，懷洪新河等行、蓄洪工程使用機率大幅降低；另一方面，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展與人民生活水平的大幅度提高，懷洪新河流域內(nèi)工業(yè)及城市居民生活需水量大幅增加，區(qū)域水資源日趨緊缺。

宿州、淮北兩城市地處淮北地區(qū)東北部，是安徽省主要缺水城市。兩城市地表水資源缺乏，地下水普遍超采，地表水體污染嚴重，水資源短缺已對兩市的經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境造成了較為嚴重的影響。根據(jù)《安徽省淮水北調(diào)工程規(guī)劃》，2020年淮北、宿州兩城市及沿線城鎮(zhèn)需水總量分別為：淮北市為4.22億m3，宿州市為3.46億m3，蚌埠市（固鎮(zhèn)縣）為0.5億m3，需水總量將達8.18億m3。而區(qū)域水資源量很少，僅2億m3左右，2020年兩城市、蕭縣、固鎮(zhèn)缺水總量多年平均約為1.5億m3，97%保證率情況下缺水總量約為6億m3。

因此，在確保懷洪新河分洪和除澇安全的前提下，利用懷洪新河現(xiàn)有香澗湖和沱湖庫容，合理蓄用淮河蚌埠閘上富余的水，供周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)及宿州、淮北兩市缺水時用水非常必要。

表1 區(qū)間來水量

3 懷洪新河蓄水的可行性

3.1 水源條件分析

懷洪新河蓄水水源分為三個方面，一是本流域區(qū)間來水，二是蚌埠閘上引水，三是從淮河干流五河翻水。

（1）區(qū)間來水

懷洪新河流域中天井湖水資源量不能進行綜合調(diào)度，主要通過香澗湖和沱湖進行調(diào)節(jié)。地表徑流（區(qū)間來水）按控制工程分為西壩口閘上和新開沱河閘上兩個部分。四方湖閘上地表徑流主要是北淝河四方湖來水，來水總面積為1693km2，西壩口閘上區(qū)間來水主要是澮河固鎮(zhèn)閘下泄水量、老胡洼閘下泄水量、香澗湖周邊和氵解 河洼周邊來水，來水總面積為6504km2；新開沱河閘上地表徑流主要是沱河和沱河周邊來水，來水面積為2836km2。懷洪新河流域區(qū)間來水量見表1。

表2 懷洪新河控制閘特性表

表3 2020年97%保證率各供水情況下水源配置表 單位：億m3

（2）蚌埠閘上引水

通過對蚌埠閘上1960～2006年共47年日平均水位資料分析，大約80%的年份能在汛后10～12月份通過何巷閘將懷洪新河中符懷新河段水位蓄至17.87m，大約50%的年份可以通過何巷閘將懷洪新河中符懷新河段水位蓄至18.07m，其余河段可蓄至抬高后的蓄水位。當蚌埠閘上水位低于16.37m時，將限制農(nóng)業(yè)引水。根據(jù)對近10年日平均水位統(tǒng)計資料分析，蚌埠閘上水位平均每年有104d位于17.87m以上，有243d位于16.37～17.87m之間，因此，從蚌埠閘上日平均水位分析懷洪新河平均每年只有17.8d不能從淮河調(diào)水，考慮到懷洪新河調(diào)水對蚌埠閘上水位的降落影響，懷洪新河平均一年當中大約有30d不能從淮河蚌埠閘上引水。

通過對蚌埠閘上水位系統(tǒng)分析，可以看出，懷洪新河自流引淮水，水位能滿足要求，能否蓄至設計蓄水庫容則主要取決于蚌埠閘下泄水量。因為從區(qū)域水資源綜合利用角度看，蚌埠閘上水資源為可控水資源（即是可利用水資源），懷洪新河再蓄蚌埠閘上可控水資源就失去了蓄水的意義。因此，懷洪新河主要蓄蚌埠閘下泄的水量。

通過對吳家渡水文站1950～2006年57年流量資料分析，57年當中，從日平均流量看，有37年出現(xiàn)最小日平均流量為零的情況，說明淮干水資源形勢嚴峻。吳家渡水文站多年平均流量為867m3/s，根據(jù)水利部頒發(fā)的水資源調(diào)查評價細則關于河道生態(tài)環(huán)境需水量的四種計算方法，蚌埠閘下淮干河段生態(tài)流量介于0～86m3/s之間，綜合考慮魯蚌區(qū)間生態(tài)流量，認為蚌埠閘下淮干生態(tài)流量取50m3/s比較合適。按此生態(tài)流量，懷洪新河有17年不能蓄淮水的月份，大部分年份均有1～2個月不能蓄淮水，但從整個非汛期來看，仍可在其他月份將水蓄滿，但其中有三年難以滿足蓄水要求。例如1966～1967年、1976～1977年，都是從當年10月份開始一直到次年3月份，長達半年時間無水可蓄，最嚴重的是1978～1979年，該年從10月份開始一直到次年4月，長達7個月無水可蓄。

（3）五河翻水

根據(jù)洪澤湖老子山水位站、淮河干流五河水位站歷年實測資料統(tǒng)計分析，保證率85%時，老子山站、五河站最低日平均水位分別為11.03m、10.84m；保證率97%時，老子山站、五河站分別為10.32m、10.27m。根據(jù)淮河蚌埠閘下河道水位容積曲線，五河站水位為10.27m時，總?cè)莘e10332萬m3。

在枯水年份，南水北調(diào)東線第一期工程規(guī)劃向北送水時，洪澤湖控制最低水位11.17m，因此，淮河干流蚌埠閘下水源比較豐富。

3.2 工程條件分析

懷洪新河蓄水主要通過干流三級控制：新胡洼閘控制符懷新河26km長河道；山西莊閘、西壩口閘控制新老胡洼閘以下，氵解香河段、新澮河段41km長河道；新開沱河閘控制沱湖；四方湖引河閘控制北淝河四方湖以上來水；氵解河老胡洼閘控制氵解河老胡洼閘以上來水；天井湖引河閘控制石梁河天井河及其以上來水。懷洪新河控制閘特性見表2。

根據(jù)懷洪新河控制運用管理辦法，各閘灌溉引水調(diào)度規(guī)定：新胡洼閘上近期蓄水位6月1日～9月30日控制在16.87m，其他月份蓄水位為17.37m；老胡洼閘蓄水位控制在16.87m；四方湖閘上近期蓄水位6月1日～9月30日控制在16.87m，其他月份蓄水位為17.87m；西壩口閘、山西莊閘上設計蓄水位為14.67m，但沿湖洼地排澇站的設計排澇條件是湖水位超過13.37m時即排澇，所以現(xiàn)狀蓄水水位為13.37m；新開沱河閘上蓄水位為13.67m。

4 水資源利用研究

懷洪新河水資源綜合利用是在保證流域內(nèi)防洪與除澇安全的前提下，根據(jù)受水區(qū)各用水戶的用水情況，通過香氵解段與沱湖現(xiàn)有庫容進行調(diào)蓄，充分利用蚌埠閘上富余水資源和流域內(nèi)洪水資源。

本次考慮水資源利用的對象為淮水北調(diào)工程和周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)及生活用水，區(qū)域水資源較為缺乏，周邊農(nóng)業(yè)用水仍按現(xiàn)狀用水水平分析，今后農(nóng)業(yè)發(fā)展所需新水主要依靠節(jié)水以及種植結(jié)構調(diào)整來實現(xiàn)，也就是農(nóng)業(yè)發(fā)展新增用水為零。分析方法是采用蚌埠閘富余水經(jīng)何巷閘引入懷洪新河，再從新胡洼閘流入香澗湖，以香澗湖和沱湖作為調(diào)節(jié)庫容，兩湖采用分蓄和聯(lián)合調(diào)蓄兩種方案，分蓄就是兩湖單獨蓄水，只用香澗湖調(diào)蓄蚌埠閘上富余的水。當香澗湖水位高于沱湖的設計水位13.67m，山西莊閘關閘，采用兩湖分蓄，當香澗湖水位低于沱湖的設計水位13.67m，山西莊閘開閘，即為兩湖聯(lián)合調(diào)蓄。

根據(jù)分析，采用兩湖分蓄時，得出懷洪新河香澗湖現(xiàn)狀年用水在97%保證率情況下6月份缺水，缺水量為0.12億m3；2020年在滿足淮水北調(diào)工程、五河水廠、沫河口水廠及周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)20萬m3/d用水的情況下，缺水量為6.81億m3，可從何巷閘引淮河水2.95億m3，需從淮河蚌埠閘下游五河翻水3.86 億 m3。

采用兩湖聯(lián)合調(diào)蓄時，得出懷洪新河香澗湖、沱湖現(xiàn)狀年用水在97%保證率情況下6月份缺水，缺水量為0.24萬m3；2020年在滿足淮水北調(diào)工程、五河水廠、沫河口水廠及周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)20萬m3/d用水的情況下，缺水量為6.23億m3，可從何巷閘引淮河水3.00億m3，需從淮河蚌埠閘下游五河翻水3.23億m3。

兩湖分蓄和兩湖聯(lián)合調(diào)蓄規(guī)劃2020年各枯水典型年調(diào)節(jié)計算成果見表3。

5 結(jié)論與建議

（1）為了保障宿州、淮北兩城市及懷洪新河香澗湖周邊城鎮(zhèn)的生活和工業(yè)用水，在確保懷洪新河分洪和除澇安全的前提下，利用懷洪新河現(xiàn)有的庫容，合理蓄用淮河蚌埠閘上富余的水，是非常必要的。

（2）通過比較，香澗湖和沱湖聯(lián)合調(diào)蓄在利用蚌埠閘上富余的水時明顯優(yōu)于兩湖分蓄。

（3）通過分析，在97%的特枯年份，懷洪新河本流域地表徑流及蚌埠閘上引水不能滿足懷洪新河周邊及宿州、淮北兩城市的用水，所有缺水從淮河干流五河翻水。

（4）皖東北地區(qū)水資源短缺日趨嚴重，需要懷洪新河發(fā)揮更大的作用，因此，開展抬高懷洪新河干流部分節(jié)制閘的蓄水水位、增加蓄水庫容研究，使懷洪新河流域水資源利用最大化非常必要

[1]安徽省水利學會.安徽省淮水北調(diào)工程規(guī)劃報告.2005.

[2]王發(fā)信，王兵，尚新紅.懷洪新河蓄水可行性研究.水文，2010，30（3）：71-76.

[3]安徽省水利科學研究院.懷洪新河優(yōu)化調(diào)控綜合管理技術研究.2009.

尚新紅（1977-），男，工程師，主要從事水文水資源基礎研究工作。

E-mail：shangxinhong@126.com