白洋淀開卡除堼及其防洪作用

王文林

( 河北省大清河河務(wù)管理處，河北 保定071051)

1 白洋淀基本情況及開卡除堼背景

1.1 基本情況

白洋淀四周有堤防環(huán)繞，總長202 km，堤防上共有7個臨時分洪口門。淀內(nèi)地形復(fù)雜，溝壕縱橫，共有大小淀泊143個。淀泊多為高地或堼區(qū)分割，致使水流不暢，其間由壕溝或航道溝聯(lián)通，淀底高程一般為5.5 ～6.0 m，臺田高程一般為8.0 ～8.8 m，少數(shù)超過9.0 m。淀內(nèi)有純水村36個，村基高程在9.5 ～10.5 m。

1.2 開卡除堼背景

歷史上白洋淀內(nèi)的大量洪水，一向都是經(jīng)過百草洼、東淀入海。后因受大清河北支決口的影響，百草洼淤塞，形成一個卡子，卡住從白洋淀流來的洪水，使之宣泄不暢。1963年遇到特大洪水時，淹沒了上游周圍多個縣的部分耕地。為了改變這種情況，經(jīng)過詳細周密的調(diào)查，1965年河北省委決定在白洋淀出口修建開卡工程，給淀內(nèi)洪水打開一條下泄的通道，使之能暢流歸海。

白洋淀開卡工程包括3 部分:①在白洋淀出口以南開挖一條與百草洼上游平行的長8.5 km、寬1.5 km的新泄水道( 即棗林莊分洪道) 。②疏浚百草洼下游河道，開挖一條一百米寬的低水位河槽( 即擴挖疏浚趙王新河) 。③在新開河道進口處修筑一座泄水閘，( 即1970年擴建成的棗林莊樞紐，該樞紐由4 孔閘、25 孔閘、船閘和趙北口溢流堰組成，設(shè)計泄洪能力為2 700 m3/s，校核泄洪流量4 140 m3/s) ，形成了完整的白洋淀防洪工程體系，結(jié)束了千百年來白洋淀洪水自由下泄的歷史。

據(jù)1977、1979、1988年洪水調(diào)查，王家寨至何莊子，相距5 km，水面差在0.29 ～0.34 m，何莊子至棗林莊閘，相距5km，水面差0.57 ～1.67 m; 十方院至棗林莊閘前相距2.5 km，水面差0.45 ～1.51 m; 端村至韓村相距7 km，水面差0.28 ～0.35 m;李廣村南北，只一路之隔，水面差即達0.27 ～0.30 m，留通至棗林莊相距15 km，水面差0.96 m，郭里口圍堰改變了白溝引河來水的自然流向，使水流偏離自然流向120 多度再折向棗林莊閘，造成燒車淀、安新水位壅高，同口與南馮圍淀堰，則使潴龍河入淀口3 700 m寬的過水?dāng)嗝?，縮窄到300 m，嚴重卡水。棗林莊25 孔閘前除堼1972年僅完成500 m，沒有深入淀內(nèi)，同時將棄土堆放在船閘和4 孔閘之間，堵塞了原十方院來水的深溝，使十方院至閘前水流不暢，水位差加大。加之棗林莊閘前行洪道底高程偏高，易生長蘆葦、雜草等阻水物，嚴重影響泄洪能力。淀內(nèi)存在的多處阻水高堼區(qū)，中小洪水時，致使棗林莊閘前供水不足，同時由于淀內(nèi)堼區(qū)的阻水作用，使得入淀口處白洋淀周邊水位抬高，增加了向周邊蓄滯洪區(qū)分洪的機遇。

為改善白洋淀泄流條件，充分發(fā)揮棗林莊樞紐的綜合防洪作用，保證白洋淀洪水調(diào)度的科學(xué)性與正確性，對淀泊間阻水高地及堼區(qū)進行開卡、棗林莊閘前行洪道進行除堼非常必要，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

2 歷次開卡除堼

2.1 1994年一期除堼

國家防總及八部委非常重視對白洋淀的治理問題，1993年在給國務(wù)院的報告中，提出盡早完成棗林莊閘前清葦除堼、閘下拆埝取直工程。據(jù)此，河北省水利水電勘測設(shè)計研究院數(shù)學(xué)模型進行洪水演進分析，于1994年3月編制完成《白洋淀淀區(qū)除堼開卡工程規(guī)劃》和《白洋淀棗林莊閘前除堼工程初步設(shè)計》。設(shè)計中閘前除堼推薦底寬240 m，底高程6.9 m，并在除堼通道內(nèi)實施滅葦方案。除堼通道中心線與25 孔閘中心軸線成65°角的一條直線，中心起點為25 孔閘中孔的中心點，其中樁號0 +150 ～0 +600 段按底寬550 m開挖，樁號0 +600 ～1 +000 為漸變段，樁號1 +000 ～3 +600 段中心線兩側(cè)各挖寬60m。1994年汛前，任丘市完成了中間部分底寬120 m，底高程6.9 m的除堼通道工程( 以下為“除堼一期工程”) 。工程布置見圖1。

圖1 白洋淀開卜除堼位置示意圖

2.2 1998年二期除堼、淀內(nèi)開卡

棗林莊閘前除堼自1994年實施第一期工程后，河北省大清河河務(wù)管理處沿開挖的行洪道邊緣設(shè)置了水尺，并于1995、1996年汛期對提閘泄水期間行洪水位進行了觀測，觀測結(jié)果證明，工程效果明顯。如1973、1977、1979、1988年小流量(200 m3/s以內(nèi)) 泄洪時，棗林莊樞紐25 孔閘閘上水位與何莊子水位差( 以下簡稱兩者水位差) 在0.5 ～0.8 m ，中等流量(200 ～800 m3/s) 泄洪時，兩者水位差在0.6 ～0.9 m，而1995年、1996年小流量泄洪時兩者水位差在0.1 ～0.2 m，中等流量泄洪時，兩者水位差在0.4 ～0.6 m，同等行洪條件下上下游水位差明顯減小。雖然閘前除堼一期工程降低了棗林莊樞紐25 孔閘與何莊子間的水位差，但閘前供水仍不足，棗林莊閘泄流能力仍低于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，亟需實施閘前除堼二期工程。

2.2.1 二期除堼

全國水利風(fēng)景區(qū)建設(shè)與管理工作會召開。3月19日，全國水利風(fēng)景區(qū)建設(shè)與管理工作會在京召開。水利部部長陳雷強調(diào)，要深刻認識加強水利風(fēng)景區(qū)建設(shè)與管理的重要意義，全面落實各項建設(shè)與管理措施，努力開創(chuàng)水利風(fēng)景區(qū)建設(shè)與管理新局面。水利部副部長胡四一主持會議并作總結(jié)講話，水利部黨組成員、辦公廳主任陳小江宣讀了第九批國家水利風(fēng)景區(qū)名單。水利部總工程師汪洪出席會議。

1996年8月大清河系經(jīng)歷了一次中小洪水，根據(jù)實測完成的《1996年汛期淀水位觀測成果與分析報告》發(fā)現(xiàn)白洋淀防洪工程體系主要存在以下幾方面的問題。

1) 棗林莊25 孔閘閘前地形較高，形成高堼阻水區(qū)，造成閘前供水不足，降低了25 孔閘的泄洪能力。

2) 淀內(nèi)堼區(qū)阻水。白洋淀南區(qū)以端村到圈頭之間為甚，白洋淀北區(qū)以王家寨、郭里口段阻水比較嚴重。根據(jù)1995、1996年行洪期間實測水位資料分析，在中低水位情況下，以上兩區(qū)域高堼上下有較大水位差出現(xiàn)。

3) 河道入淀口淤積嚴重。由于洪水入淀后，流速明顯減小，大量泥沙沉積在入淀口附近，使附近水位抬高，增加了向周邊滯洪區(qū)分洪的機遇。

4) 由于白洋淀下游東淀大清河臺頭村縮小了過水?dāng)嗝?，影響了東淀滯洪、行洪能力，也是造成棗林莊樞紐泄洪能力比原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)明顯偏低的原因之一。

結(jié)合以上問題1998年實施了“閘前除堼二期工程”，實際上是在一期工程的基礎(chǔ)上進行擴挖，樁號0 +600 ～1 +000為漸變段擴挖，樁號1 +000 ～4 +300 段沿一期工程除堼通道的南北兩側(cè)向外各擴挖60 m，使除堼通道底寬達到240 m，底高程為6.9 m。

2.2.2 淀內(nèi)開卡

為了增加棗林莊樞紐的泄洪能力，除實施閘前除堼，降低閘前水位差外，還需清除白洋淀主要行洪通道上的高堼區(qū)，打通南北兩條行洪通道。1998年在閘前除堼的同時，開展了淀內(nèi)開卡工程，南部淀區(qū)開卡線路為: 白洋淀到輝淀長700 m、輝淀至郝淀長900 m、郝淀至前塘長1 100 m、后塘至張?zhí)鬃拥黹L900 m，共計4 處高堼區(qū)3 600 m的開卡段。北部淀區(qū)開卡線路為:從南北劉莊中間東側(cè)大坑開始到小鴨圈，連通南北航道，長1 500 m;再從郭里口村南連通荷葉淀與燒車淀，長850 m，共計2 450 m，使藻雜淀洪水順利進入鴨圈淀。南北線均按底寬150 m、底高程5.9 m、邊坡1∶3 開挖的窄深式斷面設(shè)計方案。

按數(shù)學(xué)模型進行洪水演進分析，工程實施后可提高白洋淀的行洪能力。遇10 a一遇洪水，白洋淀可不再向障水埝、淀南新堤、唐河南3個滯洪區(qū)分洪;遇1963年洪水，可不破千里堤向下游清南地區(qū)分洪。經(jīng)濟效益和社會效益十分顯著。

2.3 2000年三期除堼、淀內(nèi)開卡

2.3.1 三期除堼

為改善白洋淀泄流條件，充分發(fā)揮棗林莊樞紐的綜合防洪作用，2000年實施了閘前三期除堼工程。除堼通道中心線與一、二期通道相同，樁號0 +150 ～0 +600 段底寬500 m，樁號0 +600 ～1 +000 為漸變段，1 +000 ～4 +300 段底寬為240 m，底高程均降低至6.2 m。

2.3.2 淀內(nèi)開卡

利用2000年白洋淀水位低、有利于施工的條件，在棗林莊閘前三期除堼的同時，為加大南北淀區(qū)行洪道的泄洪能力，按原路線及斷面標(biāo)準(zhǔn)進行了第二次開卡工程。

據(jù)分析，此次開卡除堼工程完成后，遇15 a一遇的洪水時，可不向四門堤內(nèi)唐河南區(qū)分洪，減少淹沒耕地面積8.2萬畝，受災(zāi)人口4.5 萬人。在白洋淀設(shè)計洪水位10.4 m時，棗林莊樞紐泄量由1 920 m3/s提高到2 050 m3/s。

3 開卡除堼效果

一期閘前除堼工程1994年完成，1996年洪水期間，四孔閘上下游水位差在0.1 m左右，二十五孔閘上下游水位差在0.05 m左右，比1979年有一定程度的改善。閘前行洪通道首尾水位差為0.43 ～0.65 m，其中0 +000 ～0 +500 為0.11－0.19 m，0 +500 ～3 +600 為0.32 ～0.46 m。而1977、1979、1988年水位差實測值在0.5 ～0.9 m，說明一期除堼效果明顯。

二期、三期除堼、淀內(nèi)開卡工程實施后至今，大清河流域未經(jīng)受洪水考驗，因此無法用實測數(shù)據(jù)證明其效果，每年汛前閘前堼道滅葦工作一直堅持至今。根據(jù)河北省水利水電勘測設(shè)計研究院數(shù)學(xué)模型進行洪水演進分析，此項工程的實施勢必增大白洋淀淀區(qū)的行洪能力及棗林莊樞紐的泄洪能力，可提高白洋淀防洪系統(tǒng)調(diào)度的靈活性，有利于在洪水前期短時間內(nèi)放水騰庫，對提高白洋淀的洪水調(diào)蓄能力作用十分顯著;可降低白洋淀周邊分洪區(qū)的分洪機遇，減少分洪區(qū)的洪災(zāi)損失，對分洪區(qū)人民的正常生活和生產(chǎn)具有重要意義。閘前除堼及淀內(nèi)開卡工程的實施，將提高白洋淀千里堤的防洪標(biāo)準(zhǔn)，使其遇1963年實際洪水，可不破千里堤向下游分洪，其經(jīng)濟效益和社會效益非常顯著。

［1］河北省大清河河務(wù)管理處. 大清河系水利工程參考資料［M］.保定:河北省大清河河務(wù)管理處，1975.

［2］河北省大清河河務(wù)管理處. 白洋淀安全防洪蓄水規(guī)劃［R］. 保定:河北省大清河河務(wù)管理處，1989.

［3］河北省大清河河務(wù)管理處.1996年汛期水位觀測成果分析報告［R］. 保定:河北省大清河河務(wù)管理處，1997.

［4］河北省大清河河務(wù)管理處. 白洋淀棗林莊閘前除堼一期工程實施計劃［R］. 保定:河北省大清河河務(wù)管理處，1994.

［5］河北省大清河河務(wù)管理處. 白洋淀棗林莊閘前除堼二期工程實施計劃［R］. 保定:河北省大清河河務(wù)管理處，1998.

［6］河北省大清河河務(wù)管理處. 白洋淀棗林莊閘前除堼三期工程實施計劃［R］. 保定:河北省大清河河務(wù)管理處，2000.

［7］王建偉，張秀舉. 從“96.8”洪水看白洋淀十方院水位的可靠性. 水利發(fā)展研究［J］，2009(11) :52－54.

［8］王文林. 棗林莊樞紐現(xiàn)狀泄洪能力分析［J］. 水科學(xué)與工程技術(shù)，2007(5) :23－24.