時(shí) 昀,王 毅,紀(jì) 瑤
(山東省海河淮河小清河流域水利管理服務(wù)中心,山東 濟(jì)南 250100)
小清河流域位于山東省中部,東鄰彌河,西靠玉符河,南依泰沂山脈,北以黃河、支脈河為界,流域面積10 433 km2,約占山東省總面積的1/15,是山東省政治、經(jīng)濟(jì)、科技、文化的重要地區(qū),在全省國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有舉足輕重的地位。小清河干流自西向東流經(jīng)濟(jì)南、淄博、濱州、東營、濰坊5 個(gè)市的12 個(gè)縣(市、區(qū)),全長229 km,是魯中地區(qū)的一條重要的防洪排澇河道,兼有農(nóng)田灌溉、海河聯(lián)運(yùn)等多種功能。2018 年“溫比亞”臺(tái)風(fēng)期間,小清河下游發(fā)生了嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害,2019 年受第9 號(hào)臺(tái)風(fēng)“利奇馬”影響,小清河全流域再次發(fā)生嚴(yán)重洪澇災(zāi)害,造成直接經(jīng)濟(jì)損失約397 億元。干流岔河、石村站均發(fā)生了有記錄以來最大洪峰流量,干流出現(xiàn)多處險(xiǎn)情,支流孝婦河、杏花河等多條支流漫溢,分洪道內(nèi)澇水積聚,流域內(nèi)章丘、鄒平、桓臺(tái)、廣饒、壽光等多個(gè)縣(區(qū))的村莊及企業(yè)遭遇洪澇災(zāi)害,排水不暢,并淹沒大量田地。
小清河流域存在諸多防洪除澇薄弱環(huán)節(jié),長期以來受條件所限,防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,嚴(yán)重影響其防洪減災(zāi)功能的發(fā)揮,存在主要問題:一是小清河干流防洪除澇標(biāo)準(zhǔn)低,工程隱患多;二是分洪道一直未徹底打通且基礎(chǔ)設(shè)施密集,啟用難度越來越大;三是小清河支流治理滯后,影響干流防洪除澇治理效果;四是流域內(nèi)蓄滯洪區(qū)工程配套不完善,調(diào)節(jié)洪水能力有限;五是小清河流域水系復(fù)雜,工程管理及洪水調(diào)度系統(tǒng)不健全。
為完善小清河流域防洪工程體系,保障干流沿岸防洪安全,促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展,省委、省政府高點(diǎn)謀劃、高位推動(dòng),將小清河防洪綜合治理工程確定為全省重點(diǎn)水利工程建設(shè)“頭號(hào)工程”。根據(jù)小清河流域特點(diǎn),提出“上蓄、中滯、下排”及“高水高排、低水低排”的總體治理原則和“截流、擴(kuò)挖、分洪、固尾”的治理思路,通過實(shí)施綜合治理提升河道行洪能力、湖泊蓄滯能力、洼地排澇能力和信息保障能力,構(gòu)建完善的防洪除澇體系,全面提升小清河防汛能力。
一是通過流域內(nèi)滯洪區(qū)及主要支流治理,健全小清河流域防洪體系,確保流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。二是徹底打通小清河分洪道,提升小清河干流及分洪道整體防洪能力。三是與即將開工建設(shè)的小清河復(fù)航工程結(jié)合實(shí)施,節(jié)省工程投資。四是提高信息化管理水平,為流域洪水調(diào)度決策提供科學(xué)依據(jù)。
小清河干流治理范圍包括濟(jì)南市區(qū)以下段干流及分洪道工程,其中干流治理范圍為濟(jì)青高速公路橋(干流樁號(hào)30+600)至壽光市入??冢?29+000),干流治理范圍為198.4 km;分洪道治理范圍自分洪道入口至分洪道出口蘆清溝,治理范圍為82.8 km,分洪道現(xiàn)狀入口隔堤(樁號(hào)0+500)以上段納入干流治理范圍。在治理干流的同時(shí),對流域內(nèi)流域面積在200 km2以上的巨野河、繡江河、杏花河、孝婦河、預(yù)備河、淄河、塌河等7 條主要支流及支脈河(連通),小李家、白云湖、芽莊湖、馬踏湖4 處蓄滯洪區(qū)進(jìn)行相應(yīng)的治理,減少流域上游山丘區(qū)洪水對干流帶來的防洪壓力。此次治理工程充分與小清河復(fù)航工程相結(jié)合,通過實(shí)施河道擴(kuò)挖、防洪堤加固及必要的建筑物工程,使?jié)喔咚俟窐蛑列虏袂f閘段干流達(dá)到100 年一遇防洪、10 年一遇除澇標(biāo)準(zhǔn),新柴莊閘以下干流及分洪道工程達(dá)到50 年一遇防洪、5 年一遇除澇標(biāo)準(zhǔn)。
上游興建臘山分洪工程,分興濟(jì)河洪水入玉符河,將濟(jì)南市區(qū)西南部山區(qū)洪水?dāng)r截入玉符河后再入黃河,共“砍頭”減少流域面積156 km2;在濟(jì)南市區(qū)利用已建華山湖濕地型滯洪區(qū),消減洪峰66 m3/s;同時(shí)在濟(jì)南市區(qū)下游新建小李家滯洪區(qū),消減洪峰144 m3/s,解決濟(jì)南市區(qū)100 年一遇洪水與下游50 年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)不匹配問題,保證市區(qū)洪水的盡快順暢下泄。
濟(jì)南市區(qū)按10 年一遇標(biāo)準(zhǔn),通過深挖、擴(kuò)槽,使河道演變?yōu)榈叵潞樱鼙U夏喜可絽^(qū)洪水盡快歸槽;濟(jì)南市區(qū)以下段,與小清河復(fù)航工程充分結(jié)合,在3 級(jí)航道開挖的基礎(chǔ)上,按50 年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)修筑堤防。
充分挖潛利用現(xiàn)有干流分洪道的行洪能力,挖通分洪道進(jìn)口段、擴(kuò)挖南水北調(diào)輸水渠至38 m底寬、將分洪道內(nèi)5 個(gè)村莊遷出、東營丁莊水庫等設(shè)施拆除,徹底打通小清河分洪道,將勝利河及其以上來水大部分由分洪道下泄,實(shí)現(xiàn)“高水高排”;騰出金家堰閘以下干流河道,接納南岸東豬龍河、預(yù)備河、淄河、塌河等支流來水,實(shí)現(xiàn)“低水低排”;對于沿線低洼易澇區(qū),因地制宜建設(shè)濱河強(qiáng)排泵站,有效排除南岸低洼地帶澇水,實(shí)現(xiàn)“區(qū)域提排”。
小清河入??谮s潮段治理與防潮工程相結(jié)合,新塌河口以下兩岸堤防采用硬質(zhì)護(hù)坡,至羊口鎮(zhèn)區(qū)段南岸建設(shè)鋼筋混凝土防潮堤,與羊口港以東防潮堤相銜接,構(gòu)筑濱海防洪保護(hù)圈。
目前,小清河防洪綜合治理工程已按時(shí)間節(jié)點(diǎn)圓滿完成了建設(shè)任務(wù),并出色地通過了建成后首次汛期考驗(yàn)。2021 年以來,小清河流域平均降水量889.8 mm,較常年同期偏多52%;汛期平均降水量655.7 mm,較常年同期偏多44%。小清河運(yùn)行總體平穩(wěn),通過濟(jì)平干渠向小清河分泄東平湖洪水,通過臘山分洪道向小清河分泄玉符河洪水,有效減輕河道沿線防洪壓力。流域內(nèi)干流及分洪道、主要支流、大中型水庫、蓄滯洪區(qū)無一出險(xiǎn),無一人因洪澇災(zāi)害死亡,新建、改建工程運(yùn)行總體平穩(wěn),取得水旱災(zāi)害防御工作的重大勝利。
小清河為二級(jí)河道,主要保護(hù)流域內(nèi)濟(jì)南市區(qū)、下游淄博等5 地市重要的工礦企業(yè)以及9.27 萬hm2農(nóng)田的防洪安全,治理工程等別為Ⅱ等,工程規(guī)模為大(2)型。通過此次治理,流域防洪工程體系更加完善,防洪標(biāo)準(zhǔn)全面提升。小清河干流及分洪道防洪標(biāo)準(zhǔn)由20 年一遇提高到50年一遇標(biāo)準(zhǔn),其中濟(jì)南市區(qū)段達(dá)到100 年一遇標(biāo)準(zhǔn);主要支流防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到20 年一遇,重要河段達(dá)到50 年一遇。沿線湖泊、蓄滯洪區(qū)全面達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),攔蓄水量達(dá)到1.28 億m3,比治理前增加5 454 萬m3,大大提高洪水削峰錯(cuò)峰能力。
根據(jù)2021 年7 月10 日至13 日與2019 年利奇馬期間岔河、石村(二)站的水位流量曲線對比圖(圖1、圖2)分析得知,2021 年同流量對應(yīng)水位均低于利奇馬期間,且流量越大水位差越大,最大可達(dá)2 m。由此可看出,與利奇馬期間洪水過程相比,小清河河道治理之后的干流在相同水量情況下河道水位有所下降,過流能力明顯提高。
圖1 岔河站水位流量曲線對比圖
圖2 石村(二)站水位流量曲線對比圖
小清河分洪道一直未徹底打通且基礎(chǔ)設(shè)施密集,此次分洪道治理起點(diǎn)為分洪道口(分洪道樁號(hào)0+500,淄博高青高城鎮(zhèn)保證村南勝利河對岸),終點(diǎn)為蘆清溝即分洪道出口(分洪道樁號(hào)83+300,濰坊壽光羊口鎮(zhèn)侯辛莊北),治理范圍82.8 km。分洪道現(xiàn)狀入口隔堤(樁號(hào)0+500)以上段納入干流治理范圍。子槽開挖30 km,清淤8.9 km,修建擋水子堰87.3 km;堤防加固46.5 km;堤頂?shù)缆酚不?2.25 km;岸坡防護(hù)10 處;5 個(gè)村莊搬遷。治理建筑物332 座,包括改建節(jié)制閘3 座,重建分水閘3 座,重建、改建及新建跨子槽橋梁59座、穿堤涵閘35 座、引黃濟(jì)青泵站1 座等。通過子槽疏挖、堤防加固、堤頂路面硬化、岸坡防護(hù)等措施,小清河分洪道過水能力大幅度提高。
一是分洪響應(yīng)時(shí)間大幅減少。“利奇馬”臺(tái)風(fēng)期間啟用分洪道,要破堤、開挖子槽、再挖通至南水北調(diào)膠東輸水干渠,從下達(dá)分洪指令到達(dá)到通水條件超過了24 h?,F(xiàn)今分洪口段新開子槽,順接深孔分洪閘,實(shí)現(xiàn)了分洪道貫通,能有效保障分洪政令暢通,爭取防汛搶險(xiǎn)的寶貴時(shí)間。
二是啟用限制條件大幅消減。治理前,金家堰閘過水流量達(dá)到500 m3/s 方可啟用干流分洪道分洪,現(xiàn)在過水流量達(dá)到260 m3/s(金家堰閘下水位7.49 m 時(shí),相應(yīng)閘上水位7.60 m),即可啟用分洪道分洪,分洪效益明顯提升。
三是防洪流量大幅提升。分洪道入口段防洪流量由1 100 m3/s 提高到1 800 m3/s;其中分洪道分洪流量由900 m3/s 提高到1 300 m3/s,有效改善了過去干流中下游段高水位、小流量的局面。
原堤頂防汛道路防填筑均勻性差,為滿足防汛交通要求以及群眾生產(chǎn)、生活交通需求,本次治理結(jié)合堤防復(fù)堤,對現(xiàn)狀土路、砂石路及硬化破損路段進(jìn)行路面硬化。修建防汛管理道路總長417.416 km,包括干流335.166 km,其中左堤硬化長度163.630 km,右堤硬化長度171.536 km;分洪道左堤82.25 km。結(jié)構(gòu)型式均為瀝青混凝土路面,干流左堤及分洪道北堤堤頂寬10 m,硬化路面寬8 m;干流右堤及分洪道中堤堤頂寬6 m,硬化路面寬4.5 m。
通過實(shí)施堤頂路面硬化工程,堤頂?shù)缆啡€貫通,頂寬滿足防汛搶險(xiǎn)通行要求。相較治理前防汛道路不暢的情況,現(xiàn)在可實(shí)現(xiàn)4 h 內(nèi)從小清河起點(diǎn)到終點(diǎn)的高效通行。
按照“根治水患,防治干旱”的治理目標(biāo),治理工程將改善沿岸區(qū)域澇水問題與提升灌溉功能相結(jié)合,新建趙王河泵站、友誼河泵站、杏花河泵站、大元溝泵站、寨卞泵站、老預(yù)備河泵站、陳家大溝泵站、老預(yù)備河新河泵站、永紅溝泵站、八面河泵站、羊橋泵站等11 座排澇泵站。其中,趙王河泵站、友誼河泵站、杏花河泵站、寨卞泵站設(shè)計(jì)排澇標(biāo)準(zhǔn)為10 年一遇,其余泵站均為5 年一遇。
工程實(shí)施后,干流沿線地勢低洼地段增加強(qiáng)排能力164 m3/s,顯著提升易澇區(qū)域排水能力。內(nèi)澇治理工作取得明顯成效,減輕對周邊群眾日常生活產(chǎn)生的不利影響,。
為強(qiáng)化數(shù)字孿生流域建設(shè),促進(jìn)流域一體化防洪工程體系的形成,此次治理大力推進(jìn)小清河自動(dòng)化調(diào)度指揮這一專項(xiàng)工程。以防洪調(diào)度業(yè)務(wù)為核心,以預(yù)報(bào)、演進(jìn)、調(diào)度、風(fēng)險(xiǎn)分析一體化為重點(diǎn),以控制性工程、蓄滯湖泊的智能自動(dòng)化控制為手段,以通信傳輸網(wǎng)絡(luò)為載體,以各類基礎(chǔ)信息和測報(bào)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)為支撐,構(gòu)建準(zhǔn)確高效、實(shí)時(shí)快速、要素齊全、智能聯(lián)動(dòng)的自動(dòng)化防洪調(diào)度指揮系統(tǒng)。達(dá)到河道、水庫、蓄滯設(shè)施調(diào)度控制相結(jié)合,保安全和多蓄水調(diào)度目標(biāo)相結(jié)合,防洪除澇和航運(yùn)交通相結(jié)合,逐步實(shí)現(xiàn)流域內(nèi)上下游、左右岸、干支流、各區(qū)間的洪水調(diào)度的統(tǒng)籌指揮管理。
系統(tǒng)建設(shè)的主要內(nèi)容有洪水預(yù)報(bào)調(diào)度一體化系統(tǒng)、信息監(jiān)測與管理系統(tǒng)、綜合會(huì)商系統(tǒng)、工程管理系統(tǒng)、調(diào)度一張圖系統(tǒng)、數(shù)據(jù)資源與支撐平臺(tái)等。其中流域洪水預(yù)報(bào)調(diào)度一體化系統(tǒng)的建設(shè)尤為重要,在防洪綜合治理工程中充當(dāng)“千里眼、順風(fēng)耳”的重要角色。通過對洪水預(yù)報(bào)方案的修訂和補(bǔ)充、河湖庫調(diào)度模型的研究,以實(shí)時(shí)雨水情、工情數(shù)據(jù)、歷史洪水?dāng)?shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)等信息資源為基礎(chǔ),通過數(shù)值模擬分析,建成覆蓋小清河流域主要防洪地區(qū)的預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)。
系統(tǒng)建成后的應(yīng)用前景極為可觀,可在未來3 d 預(yù)報(bào)降雨的基礎(chǔ)上,結(jié)合產(chǎn)匯流模型、河道洪水演進(jìn)模型,實(shí)現(xiàn)小清河流域57 個(gè)重要斷面的洪水實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)預(yù)警。為小清河防洪調(diào)度指揮決策提供有力的分析計(jì)算工具,并能根據(jù)防洪工程現(xiàn)狀和調(diào)損失減度規(guī)則快速提供調(diào)度方案,從而為決策者提供全面支持,使之做出正確決策,達(dá)到最有效運(yùn)用防洪工程體系,將洪澇災(zāi)害到最低目的。
小清河是山東省唯一的省級(jí)直管河道,小清河流域在全省國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有舉足輕重的地位。按照省委、省府決策部署,小清河防洪綜合治理工程是山東省投資、自主實(shí)施、規(guī)模前所未有的水利項(xiàng)目,確保小清河防洪安全,對于保障小清河流域乃至山東省社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。
一要強(qiáng)化在建水利工程建設(shè)管理。切實(shí)承擔(dān)好省級(jí)項(xiàng)目法人職責(zé),做好小清河防洪綜合治理重點(diǎn)工程收尾工作。以落實(shí)水利工程管理責(zé)任為基礎(chǔ),以建立標(biāo)準(zhǔn)化管理體系為核心,以提升流域防洪排澇能力為動(dòng)力,健全水利工程工作標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn),為流域群眾打造放心工程,管用工程。
二要始終把防汛工作放在首位。務(wù)必做到思想認(rèn)識(shí)到位、技防人防到位、工作落實(shí)到位。強(qiáng)化汛前準(zhǔn)備、加強(qiáng)“上下聯(lián)動(dòng)”,完善防洪預(yù)案、落實(shí)物資儲(chǔ)備,組織隱患排查、確保措施到位,保證做到標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)洪水不出意外,超標(biāo)洪水不打亂仗。
三要加強(qiáng)小清河流域管理。目前小清河由省海河淮河小清河流域水利管理中心統(tǒng)一管理,管理范圍為小清河干流,眾多支流仍屬各縣市管理,實(shí)施流域性的綜合管理和洪水調(diào)度還存在一定困難。后續(xù)需逐步探索建立統(tǒng)一、權(quán)威、高效的管理體制,做到統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一治理,統(tǒng)一管理,統(tǒng)一調(diào)度洪水。
四要充分發(fā)揮工程防洪除澇、灌溉、補(bǔ)水、生態(tài)等綜合效益。按照高質(zhì)量發(fā)展要求,統(tǒng)籌發(fā)展和安全,堅(jiān)持節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力的治水思路。立足流域整體和水資源空間均衡配置,合理利用雨洪資源,提高水資源集約節(jié)約利用水平。
五要加強(qiáng)與交通運(yùn)輸部門的銜接協(xié)調(diào)工作。小清河干流復(fù)航段河道擴(kuò)挖和堤防加固兼顧防洪、航運(yùn)功能,應(yīng)與交通運(yùn)輸部門協(xié)同加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)管,同步做好干支流、邊界工程、施工建設(shè)與調(diào)水計(jì)劃執(zhí)行的各項(xiàng)工作。