淮安市古黃河水利樞紐工程總體布局研究

吳昌新 王道虎 吳 兵 孟佳佳

（.1淮安市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 江蘇淮安 223005；2淮安市水利規(guī)劃辦公室 江蘇淮安 223005）

淮安是江蘇省省轄市，位于淮河流域下游和長(zhǎng)三角北部，下轄清河、清浦、淮陰、楚州四區(qū)及漣水、洪澤、盱眙、金湖四縣，總面積10072km2，2010年末全市總?cè)丝?37萬。根據(jù)淮安市城市總體規(guī)劃，2010年中心城區(qū)總面積120km2，人口規(guī)模為100萬人，規(guī)劃2015年建設(shè)用地180km2，人口達(dá)到150萬，2020年建設(shè)用地216km2，人口180萬。淮安市古黃河水利樞紐工程位于古黃河楊莊閘以下河段中，漣水縣城下游約3km處，工程的主要功能是適當(dāng)抬高古黃河楊莊閘至漣水縣城河段水位，改善河段水生態(tài)、水景觀和水環(huán)境，并利用河床庫(kù)容提高城市供水保證率；工程由500m3／s節(jié)制閘、總裝機(jī)容量840kW水電站和公路－Ⅰ級(jí)公路橋組成。

1 基本情況

古黃河是古淮河的前身，是一條曾經(jīng)孕育過歷史的大河，從淮安中心城區(qū)穿過。楊莊以下段古黃河，西起淮安市楊莊閘，向東流經(jīng)清河、淮陰、楚州區(qū)，漣水、阜寧、響水、濱?？h等七縣 （區(qū)），由套子口入海，全長(zhǎng)166km，為江蘇省淮河與沂沭泗流域的分界線，位于蘇北灌溉總渠北側(cè)，東臨黃海，流域總面積323.1km2.其中，淮安市境內(nèi)河長(zhǎng)約100km，流域面積141.8km2，是一條集行洪、排澇、灌溉等多功能綜合利用河道。

古黃河下段建有控制工程兩處：進(jìn)口控制工程為楊莊閘，位于淮安市淮陰區(qū)境內(nèi)，設(shè)計(jì)流量均為500m3／s；?？诳刂乒こ虨闉I海 （新）閘，位于鹽城濱?？h境內(nèi)，設(shè)計(jì)流量600m3／s。楊莊閘歷史最高洪水位13.78m，歷史最大泄洪流量681m3／s；濱海閘共行洪超過150m3／s有45次，日均最大流量634m3／s。

古黃河下段防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，1978年以后，防汛調(diào)度安排行洪流量為200m3／s。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，楊莊閘下多年最高水位為10.1m，多年最低水位為5.83m，多年平均水位為7.8m。楊莊分洪渠北不抽排時(shí)，楊莊閘下二十年一遇水位為10.84m?，F(xiàn)狀河底高程6.8～1.5m，底寬30～90m，河口寬800～3000m。

2 問題的提出

淮安市境內(nèi)古黃河西起楊莊閘，東至漣水縣石湖出市境，長(zhǎng)約100km。建國(guó)后隨著流域、區(qū)域大型水利工程的陸續(xù)建成，古黃河下游段僅從防洪擋潮角度在進(jìn)口建設(shè)楊莊閘，出口修建了濱海閘，古黃河的作用和地位有所下降，是建國(guó)以來唯一沒有安排省級(jí)以上投資系統(tǒng)整治的流域性河道。目前，承擔(dān)排洪流量為200m3／s，占淮河下游洪水出路的1%。每年僅以防汛歲修工程為主。對(duì)于區(qū)域供水、水土保持和水景觀方面工作重視程度不夠，行洪期間和非汛期水位相差2～3m，非汛期水景觀被高堤阻隔，親水性較差。為保障區(qū)域供水安全，提升古黃河沿線生態(tài)景觀，展現(xiàn)秀水生態(tài)美景，達(dá)到顯水露水近水、改善人居環(huán)境之目的，提出興建古黃河水利樞紐工程，通過該工程抬高河段內(nèi)水位1～2m，使得區(qū)間水面更寬闊，綠水生態(tài)景觀得到進(jìn)一步彰顯。

3 總體布置研究

3.1 閘址位置選擇

根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，分別提出在京滬高速古黃河橋下游1.5km南馬廠鄉(xiāng)境內(nèi)建閘控制，區(qū)間長(zhǎng)度約25km；漣水城區(qū)段下游建閘控制，區(qū)間長(zhǎng)度約42km，以抬高區(qū)間內(nèi)古黃河水位。

方案一：南馬廠鄉(xiāng)方案，在京滬高速古黃河橋下游1.5km處建閘控制，該河段現(xiàn)狀為彎道，河面開闊，河底高程5.0m左右，中泓底寬約90m，河口寬約1.4km。

方案二：漣城鎮(zhèn)方案，在漣水城區(qū)段下游建閘控制。該河段現(xiàn)狀為彎道，河面開闊，河底高程4.0m左右，中泓底寬約90m，河口寬約1km。

經(jīng)比選 （表1）并征求各方意見，推薦閘址位于漣水縣城區(qū)段下游的漣城鎮(zhèn)方案。

表1 閘址位置比較

3.2 控制水位比選

根據(jù)多年水文資料分析，楊莊閘下多年最高水位為10.1m，多年最低水位為5.83m，多年平均水位為7.5m。河道輸水期間，水面平均比降約1／2.8萬。多年來的調(diào)度表明：行洪期間，楊莊閘下水位一般不超過10m。因此，水位抬高以楊莊閘下水位在9m左右為宜。選擇閘上水位分別為8.5m和8.3m兩種方案進(jìn)行比選。

方案一：8.5m方案。推算至楊莊閘下水位抬高至9.09m，抬高水位約0.6m。

方案二：8.3m方案。推算至楊莊閘下水位抬高至8.98m，抬高水位為0.68m。

經(jīng)比選（表2），楊莊閘下水位以不超過9.0m為宜，推薦將古黃河區(qū)間水位抬高至8.3m方案。

表2 閘前控制水位比較

3.3 導(dǎo)流河方案比較

導(dǎo)流河位置，根據(jù)所選閘址附近地形地貌、水流條件、施工管理和周圍環(huán)境等因素，導(dǎo)流河擬定兩種方案。

方案一：左岸導(dǎo)流方案。在主河槽左岸開挖導(dǎo)流河，河底寬40m，底高程4.0m。

方案二：右岸導(dǎo)流方案。在主河槽右岸開挖導(dǎo)流河，河底寬40m，底高程4.0m。

經(jīng)比選（表3），選擇導(dǎo)流河位于河道右側(cè)，以減少拆遷工程量，且便于管理單位選址。

表3 導(dǎo)流河方案比較

3.4 總體布局方案

根據(jù)閘址地形地質(zhì)、水流條件以及各建筑物的功能、特點(diǎn)、運(yùn)行要求等，總體布置擬定兩種方案，一為分建方案，二為合建方案。分建方案為節(jié)制閘布置在現(xiàn)狀河床內(nèi)，水電站布置在導(dǎo)流河上，閘站之間保留隔堤；合建方案為節(jié)制閘與水電站均布置在現(xiàn)狀河床內(nèi)，施工完成以后填埋導(dǎo)流河，恢復(fù)原地形地貌。經(jīng)比選（表4），推薦采用合建方案。

表4 樞紐總體布置比較

3.5 細(xì)部?jī)?yōu)化方案

通過數(shù)學(xué)模型分析計(jì)算，研究在不同工況下，樞紐工程布局在上下游一定范圍內(nèi)水流流速流態(tài)、泥沙沖淤分布情況及沖淤量；根據(jù)計(jì)算成果，綜合分析研究河段河床變化特性和水流泥沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律，優(yōu)化樞紐設(shè)計(jì)方案；分析對(duì)樞紐工程運(yùn)行的影響，優(yōu)化樞紐工程管理方案。與初設(shè)方案比較，主要進(jìn)行以下優(yōu)化：

表5 細(xì)部?jī)?yōu)化比較

（1）樞紐工程上游進(jìn)口段上延10m，下游出口段加長(zhǎng)30m；

（2）水閘和水電站之間空箱導(dǎo)流墻上游縮短18.1m，下游縮短15.4m，中部分隔墩寬度由10m縮至8m；

（3）水電站1＃、2＃閘室進(jìn)口處護(hù)坡由彎曲連接改為直線順接，上游引河向北平移；

（4）水電站進(jìn)口段護(hù)坦高程降低。

（5）對(duì)水閘的開啟方式等進(jìn)行了優(yōu)化。

3.6 方案選定

該工程在閘址位置、導(dǎo)流河布置、水位控制、樞紐總體布置及細(xì)部?jī)?yōu)化等五個(gè)方面進(jìn)行了深入細(xì)致的比選，根據(jù)方案比較結(jié)果，各種情況均選定方案二為推薦方案，具體詳見表1～表5比較表。

4 研究結(jié)論

古黃河水利樞紐工程建成后，區(qū)間水位較目前可抬高1～2m并保持穩(wěn)定，古黃河水面將更寬闊，綠水生態(tài)城市景觀將得到進(jìn)一步彰顯。

（1）樞紐工程的實(shí)施，總體符合《淮河流域防洪規(guī)劃》、《江蘇省近期防洪規(guī)劃》等流域、區(qū)域規(guī)劃及水資源相關(guān)規(guī)劃的要求。對(duì)廢黃河地區(qū)水利治理規(guī)劃的實(shí)施不會(huì)產(chǎn)生大的不利影響，也不會(huì)增加規(guī)劃工程的實(shí)施難度。工程建成后，依照現(xiàn)行的廢黃河防洪、排澇、供水調(diào)度方案運(yùn)行，不影響廢黃河的主要功能，不改變現(xiàn)有的水資源配置方案。

（2）樞紐工程的實(shí)施，符合淮安市城市總體規(guī)劃及相關(guān)專項(xiàng)規(guī)劃。項(xiàng)目位于城市總規(guī)范圍內(nèi)，工程建成后，抬高了城區(qū)段古黃河水位，增加了河槽蓄水量，對(duì)實(shí)現(xiàn)淮安市城市飲用水源地規(guī)劃是有益的，同時(shí)為打造古黃河風(fēng)光帶奠定了基礎(chǔ)。

（3）樞紐工程總體布局合理，項(xiàng)目建設(shè)對(duì)河道行洪排澇水位基本沒有改變，故對(duì)河道行洪排澇和兩岸防洪影響較小。

（4）樞紐工程建設(shè)抬高了上游水位，增加了河槽蓄水量，對(duì)供水有所改善，提高了區(qū)域供水保證率；工程建成后不會(huì)改變向下游輸水流量和沿線送水水位，對(duì)下游供水影響較小。

（5）樞紐工程建設(shè)對(duì)上游區(qū)間沿線水利設(shè)施、公共設(shè)施等第三人合法水事權(quán)益有一定影響，但采取相應(yīng)的補(bǔ)償措施后，可達(dá)到基本消除和減少影響。