入海水道二期工程河道開挖規(guī)模與洪澤湖周邊滯洪區(qū)運用關系研究

何夕龍，陳 婷，許慧澤，季益柱

(中水淮河規(guī)劃設計研究有限公司，安徽 合肥 230601)

1 工程概況

1.1 入海水道二期工程

淮河入海水道西起洪澤湖二河閘，于濱海扁擔港入黃海，全長162.3km。工程設計行洪能力2270m3/s，設有二河、淮安、濱海和海口樞紐及淮阜控制，在防御淮河流域2003、2007年大水中均發(fā)揮了重要作用。入海水道與入江水道、蘇北灌溉總渠、分淮入沂等工程共同承泄洪澤湖以上15.8萬km2的來水，使淮河下游泄洪規(guī)模擴大到15270～18270m3/s，在洪澤湖周邊圩區(qū)滯洪的條件下，洪澤湖防洪標準從50年一遇提高到100年一遇。

《淮河流域防洪規(guī)劃》將洪澤湖的防洪標準達到300年一遇作為防洪減災目標。入海水道二期工程在一期工程的基礎上，通過全線擴挖入海水道深槽、加高加固入海水道南、北堤防，擴建沿線各樞紐泄洪建筑物，使洪澤湖泄洪能力平均增加30%(其中洪澤湖水位14.0m以下增大34.8%)，配合入江水道、灌溉總渠和分淮入沂等工程將洪澤湖防洪標準從100年一遇提高到300年一遇。入海水道二期工程使淮河入海的能力得到了進一步加強和鞏固，可減少洪澤湖周邊滯洪區(qū)進洪機遇，為洪澤湖周邊滯洪區(qū)調整創(chuàng)造條件。

1.2 洪澤湖周邊滯洪區(qū)

1.2.1基本情況

洪澤湖周邊滯洪區(qū)位于洪澤湖大堤以西，廢黃河以南，泗洪縣西南高地以東，以及盱眙縣的沿湖、沿淮地區(qū)。滯洪區(qū)總面積1515km2(洪澤湖設計水位16.0m時)，滯洪庫容為30億m3，人口83萬，涉及江蘇省宿遷、淮安兩市，耕地121萬畝。該滯洪區(qū)建于1955年，建成后沒有滯蓄過洪水，洪澤湖周邊地區(qū)有圩區(qū)389個。

根據淮河流域防御洪水調度方案，遇1954年洪水需啟用洪澤湖周邊滯洪區(qū)滯蓄洪水，洪澤湖在運用洪澤湖周邊滯洪區(qū)的條件下才能達到100年一遇防洪標準。因此，洪澤湖周邊滯洪區(qū)是保障洪澤湖大堤及下游1700多萬人口、2000多萬畝耕地以及揚州、泰州、鹽城等重要城市的重要措施之一，也是淮河中游防洪安全的重要保證。

1.2.2存在的主要問題

洪澤湖周邊滯洪區(qū)內人口眾多，且由389個大小不一圩區(qū)組成。安全建設相當滯后，溧東、洪澤湖農場、三河農場等圩區(qū)無進退洪控制工程，迎湖擋洪堤、隔堤等標準、規(guī)模都非常低，滯洪時，安全隱患大，通湖河道和圩區(qū)間無控制工程。另外，現(xiàn)狀運用調度辦法中把洪澤湖周邊滯洪區(qū)當成單一的一次性全部滯洪運用，未針對具體情況和特點及流域洪水安排對滯洪區(qū)的要求進行滯洪效果及影響的運用研究。因此，滯洪區(qū)的啟用、決策、調度和管理難度都非常大。

2 建設方案擬定

2.1 河道開挖規(guī)模的擬定

為分析入海水道二期工程河道擴挖規(guī)模與洪澤湖周邊滯洪區(qū)運用的關系，結合滯洪區(qū)不同運用條件，按滿足300年一遇洪水洪澤湖水位不超過16.0m的目標，擬定了四組擴挖方案。

方案一：河道擴挖規(guī)模盡量偏小，洪澤湖周邊滯洪區(qū)全部滯洪。

方案二：在方案一基礎上適當擴大規(guī)模，部分啟用洪澤湖周邊滯洪區(qū)滯洪。

方案三：進一步擴大河道擴挖規(guī)模，不啟用洪澤湖周邊滯洪區(qū)。

方案四：在滿足工程管理要求和河道岸坡及堤防穩(wěn)定的前提下(原則上保留河道灘地寬度50m)，盡量加大河道擴挖規(guī)模，不啟用洪澤湖周邊滯洪區(qū)。

2.2 周邊滯洪圩區(qū)分區(qū)方案

洪澤湖周邊滯洪區(qū)人口主要居住在高程14.5m右以上離湖較遠圩區(qū)及坡地，約占總人口的85%；迎湖圩區(qū)地勢較低，人口少，約占總人口的15%，集鎮(zhèn)及重要設施也較少。

根據地形地域特點、行政區(qū)劃、通湖河道堤防分隔狀況、水利工程布置等諸因素，將洪澤湖周邊滯洪區(qū)分為兩個區(qū)。將迎湖地勢低洼、滯洪效果明顯的劃為一區(qū)；離湖較遠，地勢較高，人口、集鎮(zhèn)、重要設施多的劃為二區(qū)。其中一區(qū)共122個圩區(qū)；二區(qū)包括剩下的217個圩區(qū)和坡地。具體分區(qū)情況見表1。

表1 洪澤湖周邊滯洪區(qū)分區(qū)情況表

注：不包括12.5m以下規(guī)劃還湖50個的圩區(qū)面積。

3 河道規(guī)模與滯洪區(qū)運用關系

3.1 調洪演算成果

擬定的四組河道開挖方案在洪澤湖周邊滯洪區(qū)不同運用條件下洪澤湖300年一遇洪水調洪演算成果見表2。

方案一：河道開挖規(guī)模較小，在啟用一區(qū)或不啟用滯洪區(qū)滯洪時洪澤湖最高水位超過16.0m：只有全部用滯洪區(qū)滯洪才能夠滿足洪澤湖最高水位不超過16.0m的目標。

表2 調洪演算成果對比分析

注：滯洪區(qū)不滯洪時影響的面積、人口等數(shù)值為0。

圖1 300年一遇現(xiàn)狀和不同河道規(guī)模情況下洪澤湖最高水位對比圖

方案二：若不啟用滯洪區(qū)，洪澤湖最高水位超過16.0m；全部啟用滯洪區(qū)和啟用一區(qū)滯洪，能夠滿足洪澤湖最高水位不超過16.0m的目標。在啟用一區(qū)的情況下，既能滿足洪澤湖最高水位不超過16.0m的目標，淹沒影響相對也較小。

方案三：在洪澤湖周邊滯洪區(qū)不同分區(qū)運用條件下均能滿足洪澤湖最高水位不超過16.0m的目標。特別是在不啟用滯洪區(qū)的情況下，既能滿足洪澤湖最高水位不超過16.0m的目標，又能為滯洪區(qū)調整創(chuàng)造條件。

方案四：在洪澤湖周邊滯洪區(qū)不同分區(qū)運用條件下均能滿足洪澤湖最高水位不超過16.0m的目標，但是河道開挖規(guī)模偏大。

3.2 影響分析

3.2.1洪澤湖水位影響分析

在洪澤湖周邊滯洪區(qū)不同運用條件下，現(xiàn)狀工況、入海水道二期工程四組河道開挖規(guī)模情況下，遇300年一遇洪水時，洪澤湖最高洪水位對比如圖1所示。

入海水道二期工程建成后，遇300年一遇洪水，周邊滯洪區(qū)全部滯洪，方案一～四洪澤湖最高洪水位15.92～15.34m，洪澤湖水位均未超過16.0m，滿足300年一遇防洪要求；啟用一區(qū)運用滯洪，方案一～四洪澤湖最高洪水位16.24～15.34m，方案一最高洪水位為16.24m，超過300年防洪目標16.0m水位，其余方案滿足300年一遇防洪要求；若滯洪區(qū)不滯洪，方案一～四洪澤湖最高洪水位16.56～15.66m，方案一、二最高洪水位分別為16.56、16.11m，超過300年防洪目標16.0m水位，方案三和方案四滿足300年一遇防洪要求。

由此可見，遇300年一遇洪水，擴挖入海水道對降低洪澤湖水位效果明顯，周邊滯洪區(qū)不同運用條件，對入海水道不同規(guī)模滿足300年一遇洪水16.0m的目標有一定影響，河道擴挖規(guī)模越大降低水位效果越明顯。

3.2.2滯洪面積和人口影響分析

入海水道二期工程建成后，遇300年一遇洪水，根據表2中分析影響成果，周邊滯洪區(qū)全部滯洪，方案一～四洪澤湖周邊滯洪區(qū)滯洪量25.30億～19.13億m3，滯洪面積1417.0～1235km2，影響人口約74.40萬～59.90萬人，影響耕地117.06萬～103.13萬畝，河道規(guī)模越大，滯洪量越小，滯洪影響的面積和人口逐步減少；周邊滯洪區(qū)運用一區(qū)滯洪時，河道開挖的各個方案僅影響一區(qū)滯洪面積415km2、人口6.18萬人、耕地45.73萬畝，對300年一遇以下洪水，二區(qū)可不滯洪，可保護區(qū)內面積1025km2和約72萬人；滯洪區(qū)不滯洪時，方案一和方案二水位超過16.0m，周邊滯洪區(qū)仍需滯洪，方案三、四水位不超過16.0m，對周邊滯洪區(qū)無影響。

因此，從各個方案之間比較，相對影響的面積和人口差別不大，但從全部啟用或部分啟用甚至不用洪澤湖周邊滯洪區(qū)分析，影響的面積和人口差別很大。

3.2.3洪澤湖泄流能力分析

入海水道二期工程通過擴挖泓道進一步打開淮河下游出路，二期工程河道方案一擴大洪澤湖12.5～16.0m水位時的泄洪流量700～3520m3/s，擴大泄流能力11%～19%；方案二擴大洪澤湖12.5～16.0m水位時的泄洪流量700～4410m3/s，擴大泄流能力11%～24%；方案三擴大洪澤湖12.5～16.0m水位時的泄洪流量700～4830m3/s，擴大泄流能力11%～26%；方案四擴大洪澤湖12.5～16.0m水位時的泄洪流量700～5880m3/s，擴大泄流能力12%～32%。

3.2.4增量投資效益分析

工程建設估算投資包括入海水道二期工程和洪澤湖周邊滯洪區(qū)建設投資，各方案總投資為270.4、308.5、328.0、355.3億元。工程效益包括防洪效益、除澇效益及其他效益等，工程總效益24.7、34.2、38.8、41.3億元。社會折現(xiàn)率取8%，各方案效益費用比1.51、1.84、1.96、1.93，都大于1.0。

方案二、三、四比方案一總投資分別增加38.1億、57.6億、84.9億元，多年平均綜合效益增加9.5億、14.2億、16.7億元，增量投資的效益費用比分別為4.12、4.08、3.24；方案三、四與方案二比總投資分別增加19.5億、46.8億元，多年平均綜合效益增加4.7億、7.2億元，增量投資效益費用比分別為3.99和2.52；方案二、三的增量投資效益費用比均遠大于1.0。方案四與方案三比總投資增加27.3億元，多年平均綜合效益增加2.5億元，增量投資的效益費用比分別為1.49，增量投資效果明顯降低。增量投資效益費用分析對比見表3。

經效益費用比分析，方案三效益費用比最大為1.96，與方案一、二增量投資效益費用比分別為4.08和3.99，若工程再繼續(xù)增加規(guī)模，增量投資效果下降。

表3 入海水道二期工程方案增量投資效益費用分析對比表

3.3 河道開挖規(guī)模

通過調洪演算及影響分析可以得到，方案二、三、四可以使洪澤湖周邊滯洪區(qū)部分或全部解放出來，減少周邊滯洪區(qū)的進洪機遇，為滯洪區(qū)調整創(chuàng)造條件。從河道開挖規(guī)模看，方案一開挖規(guī)模偏小，方案四開挖規(guī)模偏大，方案二、三可不同程度滿足洪澤湖的防洪要求。

僅一區(qū)滯洪的條件下，方案二、三均滿足300年一遇洪澤湖不超過16.0m目標；在周邊滯洪區(qū)不滯洪的條件下，方案二300年一遇洪水位為16.11m，不滿足洪澤湖防洪目標；方案三300年一遇洪水位為15.95m，滿足洪澤湖防洪目標。

方案二利用一區(qū)滯洪才能滿足300年一遇洪澤湖不超過16.0m的防洪目標，今后如果需要進一步調整滯洪區(qū)，將難以實現(xiàn)。方案三在周邊滯洪區(qū)不滯洪的條件下仍能滿足規(guī)劃防洪目標，可增強洪澤湖洪水調度的靈活性，進一步減少周邊滯洪區(qū)進洪幾率，為洪澤湖周邊滯洪區(qū)調整留有余地。本次綜合洪水調度的靈活性、工程投資及防洪效益，研究分析河道擴挖規(guī)模方案三較為適宜，入海水道二期工程河道開挖設計流量為7000m3/s。

4 結語

入海水道二期工程的建設可使洪澤湖防洪標準由100年一遇提高到300年一遇。通過研究不同河道開挖方案與洪澤湖周邊滯洪區(qū)運用關系，可合理確定入海水道二期工程河道開挖規(guī)模、減少洪澤湖周邊滯洪區(qū)進洪機遇。

入海水道二期工程建成后，洪澤湖洪水調度涉及到入江水道、入海水道、分淮入沂、蘇北灌溉總渠和廢黃河的洪水調度研究，以及洪澤湖周邊滯洪區(qū)的運用方式研究等，各項工程調度運用方式的關系十分復雜。本次研究可為今后開展洪澤湖下游出路與周邊滯洪區(qū)調度運用研究提供有益的參考，為淮河下游的防洪保安提供重要技術支撐。