關(guān)于黃河桃花峪水庫(kù)建設(shè)為河道型滯洪區(qū)的探索

蘇茂林，李榮容，謝 強(qiáng)

（1.黃河水利委員會(huì)，河南 鄭州 450003；2.黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，河南 鄭州 450003；3.黃河水利委員會(huì) 河湖保護(hù)與建設(shè)運(yùn)行安全中心，河南 鄭州 450003）

滯洪區(qū)一般是在河道外臨時(shí)貯存洪水的低洼地區(qū)或湖泊，如黃河“上攔下排，兩岸分滯”處理洪水措施中，“兩岸分滯”就是在黃河下游兩岸設(shè)立分滯洪區(qū)，建立分洪、滯洪工程，用以削減洪峰、分流洪水，保證堤防的安全和洪峰的順利通過(guò)。能否在河道上直接建設(shè)滯洪區(qū)，通過(guò)工程措施利用河道更多滯蓄洪水，達(dá)到既削減洪峰又減少大量永久占用耕地的效果呢？本文以黃河桃花峪水庫(kù)為例，探索建設(shè)河道型滯洪區(qū)的問(wèn)題。

1 黃河桃花峪水庫(kù)規(guī)劃建設(shè)的歷史背景

桃花峪水庫(kù)是《黃河流域綜合規(guī)劃（2012—2030年）》明確的黃河干流梯級(jí)樞紐之一，規(guī)劃壩址距小浪底水庫(kù)約120 km，位于黃河中下游分界點(diǎn)桃花峪附近，處于控制進(jìn)入黃河下游洪水的最有利位置，區(qū)位優(yōu)勢(shì)獨(dú)特［1］。

新中國(guó)成立以來(lái)，為削減黃河下游洪峰，國(guó)家先后九次對(duì)桃花峪水庫(kù)進(jìn)行規(guī)劃，經(jīng)歷了初期設(shè)計(jì)設(shè)想、小浪底水庫(kù)與桃花峪水庫(kù)方案并存、桃花峪水庫(kù)被明確為防洪樞紐工程3個(gè)階段。在初期設(shè)計(jì)設(shè)想階段，1952—1953年國(guó)家第一次提出在黃河干流修建桃花峪水庫(kù)；1954年《黃河綜合利用規(guī)劃技術(shù)經(jīng)濟(jì)報(bào)告》和1958年“黃河水土保持、河道整治及干支流開(kāi)發(fā)三大規(guī)劃”，明確了桃花峪水庫(kù)以防洪灌溉為主、注重綜合利用的功能定位，并開(kāi)展了初步設(shè)計(jì)。但是，由于白馬泉管涌、沁河改道及水庫(kù)淤積對(duì)伊洛河影響等問(wèn)題，因此規(guī)劃被暫時(shí)擱置。在小浪底水庫(kù)與桃花峪水庫(kù)方案并存階段，1976年黃委向國(guó)務(wù)院提出采取“上攔下排、兩岸分滯”的方式解決黃河下游防洪問(wèn)題，提供了小浪底和桃花峪兩座大型水庫(kù)作為建設(shè)選項(xiàng)；1980年，經(jīng)各方綜合分析論證，一致推薦優(yōu)先建設(shè)小浪底水庫(kù)，桃花峪水庫(kù)方案再度擱置。在桃花峪水庫(kù)被明確為防洪樞紐工程階段，1990年《黃河治理開(kāi)發(fā)規(guī)劃報(bào)告》提出，桃花峪水庫(kù)是遠(yuǎn)期進(jìn)一步削減黃河下游洪水和南水北調(diào)中線穿黃的樞紐工程；1993年經(jīng)綜合研究桃花峪水庫(kù)與南水北調(diào)中線穿黃工程結(jié)合方案，黃委進(jìn)一步明確了桃花峪水庫(kù)“控制小浪底以下無(wú)控區(qū)間發(fā)生的特大洪水”的功能定位；1997年《黃河治理開(kāi)發(fā)規(guī)劃綱要》提出，規(guī)劃桃花峪水庫(kù)作為進(jìn)一步削減黃河下游洪水的樞紐工程。2013年，國(guó)務(wù)院批復(fù)的《黃河流域綜合規(guī)劃（2012—2030年）》保留了桃花峪水利樞紐項(xiàng)目。

2 新形勢(shì)下黃河下游防洪存在的主要問(wèn)題

2019年9月18日，習(xí)近平總書記在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會(huì)上指出：“洪水風(fēng)險(xiǎn)依然是流域的最大威脅……下游防洪短板突出，洪水預(yù)見(jiàn)期短、威脅大……下游灘區(qū)既是黃河滯洪沉沙的場(chǎng)所，也是190萬(wàn)群眾賴以生存的家園，防洪運(yùn)用和經(jīng)濟(jì)發(fā)展矛盾長(zhǎng)期存在。河南、山東居民遷建規(guī)劃實(shí)施后，仍有近百萬(wàn)人生活在洪水威脅中?！保?］目前，黃河下游防洪存在的主要問(wèn)題：一是小浪底水庫(kù)大壩至花園口區(qū)間（以下簡(jiǎn)稱小花間）1.8萬(wàn)km2無(wú)工程控制區(qū)（以下簡(jiǎn)稱無(wú)控區(qū)）洪水尚未得到有效控制，該區(qū)間百年一遇洪水洪峰流量為12 000 m3／s，千年一遇洪水洪峰流量為19 800 m3／s，洪水預(yù)見(jiàn)期短，對(duì)下游威脅較大。二是泥沙問(wèn)題在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)依然存在，沖淤變化異常復(fù)雜，歷史上形成的地上懸河局面將長(zhǎng)期存在，下游水患威脅依然嚴(yán)峻。三是灘區(qū)洪水漫灘概率高，灘區(qū)居民受洪水威脅大，花園口水文站流量超過(guò)5 000 m3／s的洪水在下游灘區(qū)即開(kāi)始漫灘淹沒(méi)，這一量級(jí)洪水發(fā)生頻次較高，外加“二級(jí)懸河”所形成的灘區(qū)槽高、灘低、堤根洼的影響，洪水漫灘后灘區(qū)村莊和黃河大堤偎水較深?，F(xiàn)在下游灘區(qū)居民遷建和安全建設(shè)規(guī)劃實(shí)施后仍有100多萬(wàn)人生活在漫灘洪水威脅中。近年來(lái)，受氣候變化影響，黃河流域及周邊極端暴雨頻發(fā)，如延安“13·7”暴雨洪水、新鄉(xiāng)“16·7”暴雨洪水、鄭州“21·7”特大暴雨洪水等，均超出了區(qū)域工程防御洪水的能力，造成了重大危害。若極端暴雨發(fā)生在小花間，則形成的洪水將給黃河下游帶來(lái)巨大威脅。

3 黃河桃花峪水庫(kù)功能定位及開(kāi)發(fā)任務(wù)

桃花峪水庫(kù)在歷次規(guī)劃中的主要任務(wù)是防洪，早期也曾提出灌溉等綜合利用任務(wù)?，F(xiàn)階段通過(guò)小浪底水庫(kù)調(diào)節(jié)、黃河下游引黃涵閘改建，下游引水能力和引水量已達(dá)到和超過(guò)“八七”分水方案分配給下游的引水指標(biāo)。因此，桃花峪水庫(kù)功能定位目前主要還是防洪。

利用桃花峪庫(kù)區(qū)滯蓄小花間洪水，與小浪底等水庫(kù)聯(lián)合運(yùn)用，同時(shí)結(jié)合灘區(qū)居民遷建、“二級(jí)懸河”治理、生態(tài)保護(hù)修復(fù)等綜合治理措施，不僅可以降低黃河大堤安全風(fēng)險(xiǎn)，也能有效提高下游灘區(qū)群眾生產(chǎn)生活安全保障水平。據(jù)分析，桃花峪水庫(kù)如近期建設(shè)，與小浪底水庫(kù)尚未淤積的攔沙庫(kù)容配合使用，可將花園口水文站流量控制在5 000 m3／s以下，下游漫灘頻率將從2～3 a一遇降低到5～10 a一遇，桃花峪庫(kù)區(qū)只需要多攔蓄洪水4 d，即可避免下游約12.7萬(wàn)hm2耕地、55萬(wàn)人受淹；如將漫灘流量提高到6 000 m3／s，漫灘頻率可降低到10～20 a一遇。

修建桃花峪水庫(kù)淹沒(méi)范圍涉及鄭州、洛陽(yáng)、焦作3個(gè)省轄市7個(gè)縣（市），草亭壩址防洪運(yùn)用水位110.0 m時(shí)淹沒(méi)影響3.68萬(wàn)hm2土地、1.73萬(wàn)人，淹沒(méi)范圍廣，征地移民多。

桃花峪水庫(kù)具有平原水庫(kù)性質(zhì)，防洪作用顯著，但水庫(kù)淹沒(méi)耕地多，可改變傳統(tǒng)的按水庫(kù)建設(shè)的功能定位，創(chuàng)新思維，按照滯洪區(qū)方式設(shè)計(jì)，即把庫(kù)區(qū)建設(shè)成河道型滯洪區(qū)，滯洪運(yùn)用水位和移民水位仍為110.0 m，庫(kù)區(qū)性質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闇閰^(qū)，按照滯洪區(qū)進(jìn)行管理。這樣也完全能滿足桃花峪水庫(kù)防洪的開(kāi)發(fā)任務(wù)，即防御小花間無(wú)控區(qū)洪水、降低黃河大堤安全風(fēng)險(xiǎn)、減小淮區(qū)漫灘概率。綜合考慮新形勢(shì)下黃河下游防洪面臨的問(wèn)題和庫(kù)區(qū)灘區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展要求，建議桃花峪水庫(kù)按照河道型滯洪區(qū)模式開(kāi)發(fā)建設(shè)。

4 黃河桃花峪河道型蓄滯洪區(qū)建設(shè)初步設(shè)想［3－4］

4.1 壩址選擇

歷史上桃花峪水庫(kù)壩址選擇主要集中在沁河口附近，有解封、草亭、姚旗營(yíng)三處，其中解封、草亭壩址分別在沁河口以上4 km和2 km處，姚旗營(yíng)壩址在沁河口以下4 km處。桃花峪水庫(kù)庫(kù)區(qū)主要依靠黃河寬河道蓄水，壩址越靠下，庫(kù)容越大。綜合考慮防洪、庫(kù)容、地質(zhì)等多方面因素，草亭壩址最為適宜，該壩址110.0 m高程相應(yīng)原始庫(kù)容為22.02億m3。

4.2 工程規(guī)模和運(yùn)用方式

4.2.1 工程規(guī)模

綜合防洪需求及桃花峪庫(kù)區(qū)淹沒(méi)影響，桃花峪水庫(kù)防洪高水位110.0 m，相應(yīng)庫(kù)容22.02億m3。工程按千年一遇洪水設(shè)計(jì)，萬(wàn)年一遇洪水校核，設(shè)計(jì)、校核水位均為110.0 m，壩頂高程114.5 m。

桃花峪水庫(kù)主要由攔河壩和北岸圍堤組成，其中攔河壩為河床泄洪閘和左右岸均質(zhì)土壩組成的混合壩，北岸圍堤利用現(xiàn)有溫孟灘區(qū)防洪堤改建而成，從左壩肩一直延伸至溫縣附近，總長(zhǎng)度約為77.27 km。

4.2.2 運(yùn)用方式

最高滯洪水位110.0 m，滯洪量22.02億m3，滯洪區(qū)范圍即是110.0 m庫(kù)區(qū)回水淹沒(méi)范圍。考慮工程開(kāi)發(fā)任務(wù)及淤積影響，擬定初期運(yùn)用方式。

（1）汛期平水期和非汛期：閘門敞泄，庫(kù)區(qū)保持天然河道狀態(tài)。

（2）汛期洪水期：一是預(yù)報(bào)花園口發(fā)生10～20 a一遇以下洪水，若洪水來(lái)源于小花間，則按控制花園口水文站流量小于5 000 m3／s運(yùn)用；若洪水來(lái)源于潼關(guān)以上，則與小浪底等水庫(kù)聯(lián)合調(diào)節(jié)水沙。二是預(yù)報(bào)花園口流量超過(guò)20 a一遇量級(jí)，與小浪底等水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度，降低黃河大堤安全風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)灘區(qū)居民遷移安置時(shí)間，減小東平湖、北金堤滯洪區(qū)運(yùn)用概率。

4.3 工程建設(shè)影響及其對(duì)策

（1）移民征地影響及其處理措施。桃花峪水庫(kù)淹沒(méi)影響農(nóng)村人口1.73萬(wàn)人；淹沒(méi)影響土地總面積3.68萬(wàn)hm2，其中耕（園）地面積2.05萬(wàn)hm2，涉及生產(chǎn)安置人口29萬(wàn)；淹沒(méi)影響企事業(yè)單位43家，影響交通、電力、通信等多個(gè)專項(xiàng)設(shè)施。工程按照河道型滯洪區(qū)模式開(kāi)發(fā)建設(shè)，庫(kù)區(qū)不再征地，對(duì)滯洪高水位110.0 m回水影響范圍內(nèi)1.73萬(wàn)人采取搬遷安置措施。

（2）生態(tài)環(huán)境影響及其對(duì)策。桃花峪滯洪區(qū)主要影響國(guó)家級(jí)、省級(jí)的黃河濕地自然保護(hù)區(qū)，黃河鄭州段黃河鯉國(guó)家級(jí)水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)，黃河國(guó)家級(jí)地質(zhì)公園等區(qū)域，需提前做好相關(guān)準(zhǔn)備，應(yīng)組織編制專題報(bào)告，及時(shí)報(bào)請(qǐng)國(guó)家相關(guān)部門審批。

（3）對(duì)南水北調(diào)中線穿黃工程影響及其處理措施。南水北調(diào)中線穿黃工程主要有隧洞穿黃河段、河灘明渠、新老蟒河倒虹吸。工程設(shè)計(jì)時(shí)考慮了桃花峪水庫(kù)的建設(shè)，設(shè)計(jì)最高外水水位為104.47 m，最大外水壓力水頭為41.82 m，本次提出桃花峪滯洪區(qū)最高設(shè)計(jì)水位110.0 m，可能會(huì)影響隧洞的結(jié)構(gòu)安全、明渠和新老蟒河倒虹吸運(yùn)行，需要開(kāi)展專項(xiàng)安全評(píng)價(jià)并采取相應(yīng)措施。

（4）庫(kù)區(qū)淤積影響及其處理措施。桃花峪河段屬于堆積性河道，泥沙淤積和庫(kù)容保持問(wèn)題不容忽視，淤積主要集中在庫(kù)區(qū)灘地，依靠工程調(diào)度難以排沙出庫(kù)，擬采取人工清淤的方式在滯洪運(yùn)用后進(jìn)行清淤。

（5）浸沒(méi)影響及其處理措施。桃花峪滯洪區(qū)滯洪運(yùn)行時(shí)間短，增加的入滲量少，可采取截滲等措施予以解決。

4.4 投資估算

桃花峪水庫(kù)按滯洪區(qū)建設(shè)，只有工程部分和少量的移民征地、環(huán)境補(bǔ)償費(fèi)用，總投資為水庫(kù)建設(shè)模式的1／4。

5 結(jié)論與建議

（1）按照一般水庫(kù)的功能定位開(kāi)發(fā)建設(shè)桃花峪水庫(kù)，需要的永久占地和移民安置數(shù)量多、投資大，也涉及耕地指標(biāo)占補(bǔ)平衡問(wèn)題。若將功能定位調(diào)整為滯洪區(qū)，修建桃花峪河道型滯洪區(qū)，不但可以防御小花間無(wú)控區(qū)洪水、降低黃河大堤安全風(fēng)險(xiǎn)、減小灘區(qū)漫灘概率，還能有效解決庫(kù)區(qū)占地移民量大的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，實(shí)際淹沒(méi)損失可按《黃河下游灘區(qū)運(yùn)用財(cái)政補(bǔ)償資金管理辦法》給予補(bǔ)償。按照此種模式平時(shí)不蓄水，只有在庫(kù)區(qū)漫灘的情況下發(fā)揮攔洪滯洪作用。通過(guò)改變功能定位，可在不降低其防洪作用的同時(shí)，避免庫(kù)區(qū)2.05萬(wàn)hm2耕地征地長(zhǎng)期占用，總投資減少3／4。據(jù)初步測(cè)算，10 a一遇的洪水只需桃花峪滯洪區(qū)多攔蓄4 d，就可以避免下游約12.7萬(wàn)hm2耕地、55萬(wàn)人受淹，僅此一項(xiàng)的效益便超過(guò)了桃花峪滯洪工程的建設(shè)費(fèi)用（實(shí)際上，10 a一遇洪水桃花峪滯洪區(qū)范圍內(nèi)已經(jīng)發(fā)生自然淹沒(méi)）。

（2）提前開(kāi)展桃花峪滯洪區(qū)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)研究。桃花峪水庫(kù)是黃河流域綜合規(guī)劃批復(fù)的36座梯級(jí)工程之一，與中游三門峽、小浪底、陸渾、故縣、河口村水庫(kù)聯(lián)合運(yùn)用，共同保障黃河下游防洪安瀾。結(jié)合桃花峪滯洪區(qū)功能定位及運(yùn)用模式，建議提前組織專家研究桃花峪滯洪區(qū)與現(xiàn)有防洪工程體系的聯(lián)合調(diào)度方案，積極論證滯洪區(qū)與黃河下游綜合治理體系的協(xié)同運(yùn)用，綜合分析滯洪區(qū)初期的滯洪運(yùn)用和中長(zhǎng)期的蓄水可能性等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，并及時(shí)提出可行方案。

（3）積極推動(dòng)桃花峪滯洪區(qū)盡早立項(xiàng)。當(dāng)前，隨著黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展重大國(guó)家戰(zhàn)略的深入實(shí)施，桃花峪滯洪區(qū)建設(shè)迎來(lái)了重大契機(jī)。建議加快推動(dòng)桃花峪滯洪區(qū)工程建設(shè)。