淺析懷洪新河流域分洪與排澇

范士勇

(安徽省懷洪新河河道管理局，安徽 蚌埠 233000)

0 引 言

懷洪新河流域位于淮北平原中南部，地勢(shì)低洼，歷史上本流域澇水或直接入淮(如北淝河)，或經(jīng)漴潼河水系排入洪澤湖，由于水系不暢，河道過流斷面標(biāo)準(zhǔn)偏低，流域澇漬災(zāi)害多發(fā)。分析懷洪新河流域特征和排澇能力對(duì)于發(fā)揮懷洪新河分泄洪水、治理內(nèi)澇兩方面的功能都具有重要意義。

1 流域特征

1.1 河流水系

懷洪新河流域地處淮河以北、渦河以東、濉河(新汴河)以南，總集水面積12 109 km2，形似辣椒，流域范圍涵蓋安徽省淮北地區(qū)的蚌埠、宿州、淮北、亳州等4個(gè)市的12個(gè)縣區(qū)。全流域由澮河、北淝河(曹家畈以上)、澥河、沱河、北沱河、唐河、石梁河等7條淮干二、三級(jí)支流組成，但不是這7個(gè)自然流域的自然疊加，它是自然活動(dòng)與人類活動(dòng)綜合作用形成的新流域。其中懷洪新干流分為5大塊，包括符懷新河段、澥河洼段、香澗湖段、澮沱河段和漴潼河段。

1.2 流域及匯流特征

河道匯流速度同河長(zhǎng)、河流縱比降、河流彎曲系數(shù)、流域圓度系數(shù)等密切相關(guān)，是由上述各要素綜合作用所決定的。河長(zhǎng)越長(zhǎng)，河流越彎曲，匯流越慢；河流縱比降越大，流域圓度系數(shù)越大，流域出口匯流越快。表1列舉了懷洪新河流域幾何特征，從中可以看出，澮河雖然河長(zhǎng)較長(zhǎng)，但縱比降大，河流彎曲系數(shù)與圓度系數(shù)中等，綜合作用結(jié)果，該河匯流速度一般。北淝河是僅次于澮河的第二長(zhǎng)河流，流域圓度系數(shù)一般，但由于河流較彎曲，河流縱比降較小，綜合作用結(jié)果，北淝河成了本流域匯流最慢的一條支流，實(shí)測(cè)結(jié)果也是如此。同樣原因，唐河也是本流域匯流較慢的另一支流，但由于該支流在下游草溝鎮(zhèn)納北沱河來水后，又在樊集同沱河相匯，并經(jīng)沱湖調(diào)蓄后入潼河，同時(shí)沱湖出口又居于懷洪新河干流下游，因此唐河匯流慢在干流上反映就不太明顯。幾條支流比較而言，沱河與北沱河雖然圓度系數(shù)中等，但由于河流縱比降和河流彎曲系數(shù)相對(duì)較小，其匯流速度要快于其他幾條支流。石梁河雖然圓度系數(shù)較大，但河流縱比降平緩，綜合作用結(jié)果是匯流速度中等。

表1 懷洪新河流域幾何特征表

2 澇災(zāi)分析

懷洪新河流域是淮河中游淮北平原的一部分，地勢(shì)低洼，地面坡降很緩，約為萬分之零點(diǎn)三。懷洪新河全線既有河、湖、洼地等軟土段，亦有平地挖河和切嶺段，沿線地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜。懷洪新河下游地區(qū)位于由西北向東南傾斜的淮北平原東南隅，在汛期常受淮河干流洪水頂托、倒灌之害。洪澇災(zāi)害多發(fā)，個(gè)別大水年常常是外洪內(nèi)澇，因?yàn)?zāi)損失非常嚴(yán)重。

2.1 暴雨特性

形成懷洪新河流域暴雨的天氣系統(tǒng)主要是渦切變、南北向切變、冷式切變線、臺(tái)風(fēng)倒槽等。以渦切變型最多，占54%；其次是臺(tái)風(fēng)型，占21%；低槽冷鋒等占25%。在雨季前期(6～7月份)主要是渦切變型，也是懷洪新河流域梅雨期的主要天氣系統(tǒng)。梅雨季結(jié)束后轉(zhuǎn)入盛夏，淮河流域常受臺(tái)風(fēng)襲擊而出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)暴雨。

2.2 排澇模數(shù)

排澇模數(shù)采用24小時(shí)平均值，按下式計(jì)算：

M=0.026RF-0.25

(1)

式中：M為排水模數(shù)，m3/s·km2；R為3d暴雨相應(yīng)的徑流深，mm;F為流域面積，km2。懷洪新河流域排水模數(shù)計(jì)算成果表見表2。

表2 懷洪新河流域排水模數(shù)計(jì)算成果表

2.3 排澇能力分析

懷洪新河的主要任務(wù)是分泄淮河中游洪水，配合淮干臨淮崗洪水控制工程使淮北大堤和蚌埠、淮南城市圈堤的防洪標(biāo)準(zhǔn)從現(xiàn)狀不足40年一遇達(dá)到百年一遇；在內(nèi)水治理方面，將漴潼河水系中下游的排澇標(biāo)準(zhǔn)從原來的不足3年一遇提高到3年一遇(遠(yuǎn)期5年一遇)，為漴潼河各支流的治理創(chuàng)造條件。懷洪新河各支流設(shè)計(jì)流量見表3。

表3 懷洪新河各支流設(shè)計(jì)流量成果表

懷洪新河排澇主要依靠流域自身溝洫，逐級(jí)自流向下宣泄?jié)乘．?dāng)下游河道水位高于上級(jí)河道水位時(shí)，澇水就要通過排灌站外抽，懷洪新河干流沿堤排灌站抽排能力統(tǒng)計(jì)見表4。

表4 懷洪新河干流沿堤抽排灌溉站情況統(tǒng)計(jì)表

各支流3年一遇、5年一遇，以及根據(jù)最大3日暴雨法及最大30日洪量法推求的最大日平均流量成果見表5。

表5 各支流排澇流量計(jì)算成果分析對(duì)比表

從表5可知，北淝河、澥河、澮河、石梁河除澇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，而沱河、北沱河、唐河設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)基本滿足要求，這和近幾年實(shí)際排澇情況比較吻合。

3 結(jié) 論

本文通過分析澮河、北淝河、澥河、沱河、北沱河、唐河、石梁河等子流域水系的特征。北淝河、唐河較為彎曲，石梁河最接近圓形。各支流的匯流特征，以北淝河最慢，其次是唐河。從各支流設(shè)計(jì)排澇能力與現(xiàn)狀產(chǎn)流能力對(duì)比看，北淝河、澥河、澮河、石梁河除澇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，而沱河、唐河設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)基本滿足要求。

流域管理機(jī)構(gòu)更好地掌握流域暴雨的特征、澇災(zāi)的規(guī)模和成因，根據(jù)各支流的澇災(zāi)形成、分布和各支流的排澇能力，科學(xué)合理調(diào)度各支流上游的閘壩、湖泊以及干流控制閘，可以最大限度地發(fā)揮懷洪新河在分洪與內(nèi)澇治理方面的功能；同時(shí)也為洼地治理和灌區(qū)規(guī)劃等流域治理工作指明了方向。