大運(yùn)河山東段河道整治及疏浚通航規(guī)劃設(shè)計(jì)

白 赟,柳 明

1.山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院,山東 濟(jì)南250013

2.山東省膠東調(diào)水局,山東 濟(jì)南250013

隨著大運(yùn)河成功列入世界文化遺產(chǎn)，作為“在用的”、“活著的”遺產(chǎn)，它不僅是一條“流動(dòng)的”、“發(fā)展的”經(jīng)濟(jì)黃金廊道，還是一條積淀豐厚的文化長(zhǎng)廊[1]。京杭運(yùn)河山東段是國(guó)家水運(yùn)主通道的重要組成部分，連接山東與周邊水網(wǎng)地區(qū)，是山東內(nèi)河航道的核心。其在德州進(jìn)入山東境內(nèi)，依次經(jīng)過(guò)聊城、泰安、濟(jì)寧、棗莊五市，境內(nèi)總長(zhǎng)度為589 km[2]。

開展以水體和水利工程為載體的大運(yùn)河文化帶建設(shè)，對(duì)于保護(hù)運(yùn)河沿線水利遺產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境，傳承運(yùn)河沿線優(yōu)秀傳統(tǒng)水文化，挖掘大運(yùn)河承載的歷史文化價(jià)值，全面提升經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)、環(huán)境和景觀等效益具有重要的戰(zhàn)略意義。本文從大運(yùn)河河道原狀保護(hù)、恢復(fù)河道航運(yùn)并結(jié)合輸水配水工作的角度，提出可操作性、有實(shí)效的具體措施，真正實(shí)現(xiàn)保護(hù)好、傳承好、利用好大運(yùn)河的目標(biāo)。

1 大運(yùn)河山東段歷史及沿線工程現(xiàn)狀

1.1 德州市

明清兩代，德州既是漕運(yùn)的儲(chǔ)存站又是轉(zhuǎn)運(yùn)站。德州段運(yùn)河成為南北水運(yùn)的咽喉要地，年貨運(yùn)量、周轉(zhuǎn)量、吞吐量都占運(yùn)河各港口之首。京杭大運(yùn)河德州段自夏津白馬湖鎮(zhèn)白莊到德城區(qū)二屯鎮(zhèn)第三點(diǎn)村，全長(zhǎng)141 km。以武城縣四女寺樞紐作為節(jié)點(diǎn)，分為衛(wèi)運(yùn)河和南運(yùn)河，主要承泄上游來(lái)水，同時(shí)作為引黃濟(jì)津調(diào)水工程的輸水干渠和南水北調(diào)東線二期規(guī)劃輸水渠道。

德州段南運(yùn)河河段平灘過(guò)流能力約180 m3/s，滿足潘莊應(yīng)急輸水80～77 m3/s、南水北調(diào)東線二期輸水工程75 m3/s、引黃濟(jì)津調(diào)水工程65 m3/s 的規(guī)模，過(guò)設(shè)計(jì)輸水流量時(shí)的水位比外堤角地面高程低1.0～3.5 m，平均低1.9 m。德州航運(yùn)局于1982 年撤銷，南運(yùn)河成為以行洪排水為主的河道。目前，南運(yùn)河沿線仍保留了一些具有航運(yùn)功能和基本滿足通航要求的航運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施，如四女寺樞紐等，為恢復(fù)和發(fā)展航道的水云功能奠定了較好的基礎(chǔ)。

1.2 聊城市

聊城是大運(yùn)河上著名的九大商埠之一，興盛的漕運(yùn)為其帶來(lái)了400 年的繁榮。市區(qū)河流眾多。除黃河及其支流金堤河外，有屬于海河流域縱貫全區(qū)的徒駭河、馬頰河和從邊境流過(guò)的漳衛(wèi)河骨干排水河道，其中，黃河、金堤河、漳衛(wèi)河屬于邊境河道。古運(yùn)河從東南到西北貫穿全境。

1.3 泰安市

大運(yùn)河泰安段全長(zhǎng)60 華里，有“運(yùn)河水柜”之稱的東平湖是大運(yùn)河山東段的最大水源地。

大汶河是黃河下游最大的一條支流，是泰安市唯一大型河道。主流起源于萊蕪市鋼城區(qū)汶源街道辦事處臺(tái)子村，自東向西流經(jīng)萊蕪市鋼城區(qū)、萊城區(qū)，泰安市岱岳區(qū)、泰山區(qū)、肥城市、寧陽(yáng)縣、東平縣，濟(jì)寧市汶上縣，于東平縣馬口村注入東平湖，由東平湖陳山口出湖閘泄入黃河（戴村壩以下稱大清河），全長(zhǎng)231 km，境內(nèi)長(zhǎng)179.24 km，流域面積8944 km2。

1.4 濟(jì)寧市

濟(jì)寧是大運(yùn)河的重要樞紐,明清時(shí)期管理全國(guó)運(yùn)河水利的最高管理機(jī)構(gòu)——河道總督衙門便設(shè)在濟(jì)寧，因此濟(jì)寧又被稱為“運(yùn)河之都”。濟(jì)寧市水系均屬淮河水系南四湖流域，中部京杭運(yùn)河貫穿南北，其它河流走向受地形制約呈放射狀由周邊向區(qū)內(nèi)中南部京杭運(yùn)河及南四湖一帶匯集，發(fā)達(dá)的地表水系對(duì)區(qū)內(nèi)防洪澇、灌溉和調(diào)節(jié)補(bǔ)給地下水資源發(fā)揮著巨大作用[3]。

京杭運(yùn)河及南四湖東部主要河流有20 余條，多屬山洪河道，源短流急，峰高流量小，其中發(fā)源于東部山區(qū)的較大河流有泗河、白馬河、洸府河；京杭運(yùn)河及南四湖西部主要河流有19 條，河底平緩，徑流歷時(shí)較長(zhǎng)，季節(jié)性明顯，主要為人工河流，具引黃、引湖、防洪、排澇等多種功能。以上河流中、下游河段由于人工開挖治理，一般常年有水，且水位與湖水位基本一致，具有通航功能。

1.5 棗莊市

大運(yùn)河棗莊段,文物古跡眾多，遍及運(yùn)河兩岸，尤其是臺(tái)兒莊城內(nèi)的3 km 運(yùn)河古道,是目前全國(guó)保存最為完好的古運(yùn)河河段之一，被稱為“活著的運(yùn)河”。

棗莊市境內(nèi)河流屬淮河流域運(yùn)河水系。大小河流共有24 條，京航運(yùn)河棗莊段為大型河流，橫穿市南部，境內(nèi)全長(zhǎng)39 km。中型河流（伊家河、嶧城大沙河、城郭河）3 條，流域面積在100 km2以上的河流8 條，流域面積在30 至100 km2的河流12 條。除京杭運(yùn)河棗莊段為南四湖泄洪河道外，其它主要河流均發(fā)源于東北部山區(qū)，分別流入南四湖和運(yùn)河。

2 河道建設(shè)規(guī)劃與分析

2.1 南水北調(diào)東線1 期工程

南水北調(diào)東線工程從江蘇揚(yáng)州江都水利樞紐提水，途徑江蘇、山東、河北三省，向華北地區(qū)輸水。東線工程規(guī)利用京杭大運(yùn)河以及與其平行的河道輸水，連通洪澤湖、駱馬湖、南四湖、東平湖，并作為調(diào)蓄水庫(kù)，經(jīng)泵站提水進(jìn)入東平湖后，一路黃河后北上，另一路向東向膠東地區(qū)供水[3-5]。

京杭運(yùn)河沿線各地市的南水北調(diào)包括黃河以北段魯北工程、穿黃工程、黃河以南段。

2.1.1 黃河以北段 魯北輸水工程是南水北調(diào)東線工程的重要組成部分，基本任務(wù)是將調(diào)入東平湖的江水通過(guò)穿黃隧洞工程后北送至魯北地區(qū)，包括小運(yùn)河輸水工程和七一、六五河工程、大屯水庫(kù)。

小運(yùn)河工程自位山～臨清邱屯閘長(zhǎng)98.21 km，其中新挖輸水河道長(zhǎng)40.076 km，利用小運(yùn)河、趙王河、周公河等現(xiàn)狀河道長(zhǎng)58.134 km。

七一河、六五河段輸水線路全長(zhǎng)77.014 km，其中利用六分干擴(kuò)挖12.84 km；利用七一、六五河現(xiàn)狀河道長(zhǎng)64.174 km。

大屯水庫(kù)位于山東省德州市武城縣恩縣洼東側(cè)，水庫(kù)圍壩大致呈四邊形，南臨鄭郝公路，西側(cè)為利民河?xùn)|支，東側(cè)為六五河。水庫(kù)最大庫(kù)容5209 萬(wàn)m3，最高蓄水位29.80 m，設(shè)計(jì)死水位21.00 m，死庫(kù)容745 萬(wàn)m3，水庫(kù)調(diào)節(jié)庫(kù)容4464 萬(wàn)m3。向德州市德城區(qū)年供水量10919 萬(wàn)m3，武城縣城區(qū)年供水量1583 萬(wàn)m3。

2.1.2 穿黃工程 穿黃河工程是南水北調(diào)東線工程從東平湖至黃河以北輸水干渠的一段輸水工程，全長(zhǎng)7.87 km，是南水北調(diào)東線的關(guān)鍵控制性項(xiàng)目。位于山東省東平和東阿兩縣境內(nèi)，黃河下游中段。

穿黃河工程從東平湖老湖區(qū)引水，在東平湖西堤（玉斑堤）魏河村北建出湖閘，開挖南干渠至黃河南大堤前（子路堤）建埋管進(jìn)口檢修閘，以埋管方式穿過(guò)子路堤、黃河灘地至黃河南岸解山村，經(jīng)隧洞穿過(guò)黃河主槽及黃河北大堤，在東阿縣位山村以埋涵的形式向西北穿過(guò)位山引黃渠渠底，與黃河以北輸水干渠相接。

2.1.3 黃河以南段（1）韓莊運(yùn)河。自微山縣韓莊鎮(zhèn)起，經(jīng)臺(tái)兒莊，至蘇魯邊界與中運(yùn)河相接，全長(zhǎng)42.5km。在韓莊運(yùn)河上設(shè)置三個(gè)提水泵站，由南向北分別為臺(tái)兒莊泵站、萬(wàn)年閘泵站、韓莊泵站，設(shè)計(jì)流量125m3/s；（2）南四湖～東平湖。自南四湖出湖口向北，經(jīng)梁濟(jì)運(yùn)河、柳長(zhǎng)河調(diào)水北上，由南向北設(shè)二級(jí)壩泵站、長(zhǎng)溝泵站、鄧樓泵站。

二級(jí)壩泵站設(shè)計(jì)流量125 m3/s，南四湖湖內(nèi)疏浚工程長(zhǎng)28.987 km，底寬73 m。梁濟(jì)運(yùn)河長(zhǎng)58.26 km。其中：湖口～長(zhǎng)溝泵站段，一期工程按三級(jí)輸水航道設(shè)計(jì)，輸水流量100 m3/s，代表船型為1頂2×1000 t 級(jí)船隊(duì)，設(shè)計(jì)最小水深3.3 m，設(shè)計(jì)河底高程28.70 m，湖口～南躍進(jìn)溝口河道底寬160 m，南躍進(jìn)溝口～長(zhǎng)溝泵站底寬145 m；長(zhǎng)溝泵站～鄧樓節(jié)制閘段，一期工程按三級(jí)輸水航道設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)輸水流量100 m3/s，代表船型為1 頂2×1000 t 級(jí)船隊(duì)，設(shè)計(jì)最小水深3.4 m，設(shè)計(jì)河底高程30.8 m，長(zhǎng)溝泵站～汶寧新河河道底寬145 m，汶寧新河～鄆城新河河道底寬70 m，鄆城新河～鄧樓節(jié)制閘河道底寬60 m。柳長(zhǎng)河輸水段輸水航道線路長(zhǎng)20.99 km，一期工程按三級(jí)輸水航道設(shè)計(jì)，輸水流量100 m3/s，代表船型為1 頂2×1000 t 級(jí)船隊(duì)，設(shè)計(jì)最小水深3.2 m，設(shè)計(jì)河底高程33.2 m，河底寬45 m。長(zhǎng)溝泵站、鄧樓泵站、八里灣泵站設(shè)計(jì)流量100 m3/s。

2.2 大運(yùn)河河道整治和疏浚通航設(shè)計(jì)分析

在摸清大運(yùn)河水系基本情況、大運(yùn)河來(lái)水、河道現(xiàn)狀標(biāo)準(zhǔn)、河道治理情況基礎(chǔ)上、考慮與南水北調(diào)調(diào)水布局相對(duì)關(guān)系，結(jié)合沿運(yùn)河人文遺產(chǎn)分布、交通運(yùn)輸情況和文化、生態(tài)、旅游帶打造，本文重點(diǎn)針對(duì)未通航河段展開通航方案分析，提出為保障通航需建設(shè)的工程。

2.2.1 黃河以北山東段 京杭運(yùn)河黃河以北山東段位于魯西北平原的聊城及德州兩市境內(nèi)，由位臨運(yùn)河（或小運(yùn)河）、衛(wèi)運(yùn)河、南運(yùn)河組成，目前暫未通航。規(guī)劃為Ⅲ級(jí)航道。見(jiàn)示意圖1。

圖1 黃河以北段路線規(guī)劃Fig.1 Planning of the northern section at Yellow River

航道的起點(diǎn)：由位山穿黃工程確定。暫定起點(diǎn)位于位山附近、黃河北岸、引黃入衛(wèi)工程西側(cè)。航道的終點(diǎn)：航道在臨清城區(qū)的南或北部接入衛(wèi)運(yùn)河，最終接德州滄州邊界南運(yùn)河。

（1）推薦的航道走向：自位山樞紐，向西，在阿城東南轉(zhuǎn)向近北方向，經(jīng)七級(jí)鎮(zhèn)，在馬莊鎮(zhèn)周店附近設(shè)樞紐，經(jīng)馬莊船閘調(diào)船舶入位臨運(yùn)河。之后沿位臨運(yùn)河向西，在王堤口設(shè)過(guò)河渡槽與徒駭河交叉，然后轉(zhuǎn)向北偏西方向，在王鋪設(shè)航運(yùn)樞紐與馬頰河交叉，經(jīng)柳林鎮(zhèn)東側(cè)，在尚店，新開挖航道至胡家灣南設(shè)航運(yùn)樞紐入衛(wèi)運(yùn)河，整治利用衛(wèi)運(yùn)河河道，向北偏東方向，此后沿衛(wèi)運(yùn)河走向至德州滄州邊界（終點(diǎn)）。

（2）梯級(jí)布置航道梯級(jí)共設(shè)5 個(gè)梯級(jí)，分別為南水北調(diào)東線輸水工程位山至周店段、位臨運(yùn)河周店至馬頰河段、位臨運(yùn)河及新建段馬頰河至胡家灣段、衛(wèi)運(yùn)河胡家灣至祝官屯段、祝官屯至四女寺段、四女寺至終點(diǎn)段。

相應(yīng)設(shè)5 個(gè)船閘及相應(yīng)的節(jié)制閘等建筑物，分別為馬莊船閘（及節(jié)制閘）、王鋪船閘（及跨河渡槽、節(jié)制閘)、胡家灣船閘、祝官屯船閘、四女寺船閘。

①馬莊船閘：位于馬莊鎮(zhèn)周店附近，船閘的功能為調(diào)運(yùn)船舶自南水北調(diào)輸水河道至位臨運(yùn)河，克服兩河道的水位差，在南水北調(diào)輸水河道下游，建設(shè)節(jié)制閘，以蓄水保航。

②王鋪樞紐：位于本航道與馬頰河交叉的王鋪附近，船閘的功能為梯級(jí)渠化和在位臨運(yùn)河停止調(diào)水期間航道蓄水通航所需。

③胡家灣船閘：位于臨清城南胡家灣附近，船閘的功能為調(diào)運(yùn)船舶自位臨運(yùn)河開挖段至衛(wèi)運(yùn)河，克服兩河道的水位差。

④祝官屯船閘：位于武城縣相互官屯附近，位于衛(wèi)運(yùn)河上。

⑤四女寺樞紐：位于德城區(qū)南部四女寺，為通過(guò)四女寺水利樞紐而設(shè)。

為保證通航河道部分主要建設(shè)內(nèi)容為：

（1）聊城段的航道長(zhǎng)111.13 km，沿途與省道254、京九鐵路、濟(jì)聊高速公路、青銀高速公路、省道356 等公路鐵路相交，除衛(wèi)運(yùn)河上的部分橋梁外，其余橋梁均需改建（新建）。

按Ⅲ級(jí)航道擴(kuò)挖（河道底寬45 m，最小通航水深3.2 m，邊坡1:3），估算開挖土方750 萬(wàn)m3，兩岸襯砌防護(hù)。新建、改建大型跨河構(gòu)造物共計(jì)16 座，其中鐵路橋2 座，公路橋6 座，市政橋2 座，船閘3 座，航運(yùn)樞紐2 座，渡槽1 座。占地6418 畝。

（2）德州段的航道長(zhǎng)112.60 km，沿途與省道254、京九鐵路、濟(jì)聊高速公路、青銀高速公路、省道356 等公路鐵路相交，除衛(wèi)運(yùn)河上的部分橋梁外，其余橋梁均需改建（新建）。按Ⅲ級(jí)航道擴(kuò)挖（河道底寬45 m，最小通航水深3.2 m，邊坡1:3），估算開挖土方765 萬(wàn)m3，兩岸襯砌防護(hù)。需新、改建大型跨河構(gòu)造物共計(jì)12 座，其中鐵路橋2 座，公路橋6 座，市政橋1 座，船閘2 座，航運(yùn)樞紐1 座。占地3740 畝。

2.2.2 穿黃段 京杭運(yùn)河穿黃線路推薦方案為：自東平湖出口沿現(xiàn)有河道北上，在皇殿村向西，于蔭柳棵村北側(cè)橫穿黃河，在油坊村南側(cè)接入位臨運(yùn)河。

主要建設(shè)內(nèi)容：本方案一跨越道路6 條，周邊無(wú)村莊，需穿過(guò)節(jié)制閘1 座。

2.2.3 黃河以南山東段 黃河以南至濟(jì)寧段：本段由黃河至東平湖出口段、東平湖段、柳長(zhǎng)河段和梁濟(jì)運(yùn)河段四段組成，總長(zhǎng)度為110 km，規(guī)劃為Ⅱ級(jí)航道。目前，除黃河至東平湖出口段暫未通航外，其余三段已按照Ⅲ級(jí)航道建成通航[5]。

濟(jì)寧至臺(tái)兒莊(黃道橋)段：本段由濟(jì)寧至二級(jí)壩微山船閘段和二級(jí)壩到蘇魯省界的湖東線航道、湖西線航道三段組成，總長(zhǎng)度為214 km，其中湖西航道長(zhǎng)51 km，規(guī)劃為Ⅱ級(jí)航道。濟(jì)寧至臺(tái)兒莊(黃道橋)段目前為Ⅲ級(jí)航道，通航里程172 km，湖西線航道為Ⅵ級(jí)航道，通航里程51 km(圖2)。

圖2 黃河以南山東段示意圖Fig.2 Schematic diagram of Shandong section at south of Yellow River

主要建設(shè)內(nèi)容：濟(jì)寧段110 km，其中南水北調(diào)梁濟(jì)運(yùn)河段線路長(zhǎng)58.3 km，截污導(dǎo)流及其以北梁濟(jì)運(yùn)河段長(zhǎng)29.5 km，柳長(zhǎng)河段長(zhǎng)22.2 km。

南水北調(diào)梁濟(jì)運(yùn)河段目前已按照Ⅲ級(jí)航道建成通航[6]，沿線跨河建筑物已按照Ⅱ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)布置。因此河道部分工程內(nèi)容為：河道擴(kuò)挖、沿線支流口處理、沿線建筑物工程、船閘工程。擴(kuò)挖后河道底寬70 m，最小通航水深4.0 m。湖口～長(zhǎng)溝泵站段，河底高程28.70 m，邊坡1:4；長(zhǎng)溝泵站～鄧樓泵站段，河底高程30.8 m，邊坡1:3。利用南水北調(diào)梁濟(jì)運(yùn)河航運(yùn)開挖土方215 萬(wàn)m3，新建、重建或維修加固建筑物125 座，其中生產(chǎn)橋3 座，穿堤涵閘51 座、排灌站71 座，兩岸襯砌防護(hù)。

截污導(dǎo)流及其以北梁濟(jì)運(yùn)河段線路長(zhǎng)29.5 km，包括河道擴(kuò)挖、支流口處理、沿線建筑物工程、船閘工程。截污導(dǎo)流段梁濟(jì)運(yùn)河長(zhǎng)17.1 km，擴(kuò)挖后河道底寬70 m，最小通航水深4.0 m，河底高程30.8 m，邊坡1:2.5。利用截污導(dǎo)流段梁濟(jì)運(yùn)河航運(yùn)估算開挖土方60 萬(wàn)m3，共新建船閘1 處，改建、新建橋梁5 座，兩岸襯砌防護(hù)。截污導(dǎo)流以北段梁濟(jì)運(yùn)河長(zhǎng)12.4 km，擴(kuò)挖后河道底寬70 m，最小通航水深4.0 m，河底高程30.8 m，邊坡1:2.5。以北段梁濟(jì)運(yùn)河航運(yùn)估算開挖土方85 萬(wàn)m3，改建、新建橋梁3 座，兩岸襯砌防護(hù)。

柳長(zhǎng)河段線路長(zhǎng)21 km，現(xiàn)狀河道已按照Ⅲ級(jí)航道通航，沿線跨河建筑物已按照Ⅱ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)布置。因此河道部分建設(shè)內(nèi)容為：河道擴(kuò)挖、沿線建筑物工程。擴(kuò)挖后河道底寬70 m，最小通航水深4.0 m，河底高程30.30 m，邊坡1:3。柳長(zhǎng)河段航運(yùn)估算利用南水北調(diào)柳長(zhǎng)河開挖土方270 萬(wàn)m3，新建、重建排澇站27 座，涵閘16 處，兩岸襯砌防護(hù)。

3 結(jié)語(yǔ)

大運(yùn)河山東段治理需要從總體規(guī)劃、防洪工程、航道工程、閘壩工程、橋梁工程、水質(zhì)保障工程、景觀工程等方面全面、綜合開展，將對(duì)提高防洪保障標(biāo)準(zhǔn)、延續(xù)運(yùn)河千年古文化、提高山東省的交通運(yùn)輸能力、改善生態(tài)環(huán)境、帶動(dòng)旅游經(jīng)濟(jì)和第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展、拉動(dòng)我省經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到重要作用。