南四湖上級湖抬高蓄水位對水利工程的影響

張 琳，劉繼柱

（濟寧市水利事業(yè)發(fā)展中心，山東 濟寧 272019）

1 基本情況

南四湖是山東省最大的淡水湖泊，也是南水北調(diào)東線工程的輸水干線和主要調(diào)蓄水庫，具有調(diào)節(jié)洪水蓄水灌溉、發(fā)展水產(chǎn)、航運交通、南水北調(diào)調(diào)水、改善生態(tài)環(huán)境等多重功能。對濟寧市乃至山東省經(jīng)濟社會發(fā)展都有著重要的水資源、水生態(tài)支撐保障作用。南四湖一方面承接蘇魯豫皖4省34縣（市、區(qū)）汛期洪水，造成較大的防汛壓力，每年汛期平均下泄17億m3雨洪水；另一方面，由于枯水期又經(jīng)常出現(xiàn)干湖現(xiàn)象，也造成當(dāng)?shù)厮Y源短缺和生態(tài)問題。

近年來，極端天氣多發(fā)頻發(fā)，濟寧市先后發(fā)生2010—2011年有水文記錄以來最為嚴重的秋、冬、春三季連旱，2014—2015年歷史罕見嚴重干旱，造成重大損失。南四湖周邊的水庫、河道、坑洼蓄水能力有限，汛期大部分水量白白流失，而需水季節(jié)又無水可用，造成人與洪澇、干旱災(zāi)害的不和諧。南四湖汛期超過汛限水位時，需要放水。非汛期干旱時，需要利用引黃河水及南水北調(diào)工程進行生態(tài)補水，濟寧市多次對南四湖進行了應(yīng)急生態(tài)補水。為緩解南四湖流域防汛抗旱矛盾，充分保護開發(fā)利用好南四湖，山東省政府、省水利廳、濟寧市委、市政府要求對南四湖蓄水位進行分析研究。為此，濟寧市城鄉(xiāng)水務(wù)局高度重視，主要領(lǐng)導(dǎo)多次召開專題會議進行研究，抽調(diào)精干人員，組成調(diào)研組，開展現(xiàn)場調(diào)查、走訪座談、收集資料，分析論證等工作。

2 抬高蓄水位對水利工程的影響

2.1 水利工程設(shè)施方面

南四湖防洪排澇體系經(jīng)歷次規(guī)劃和多年建設(shè)，已基本形成了自排和提排相結(jié)合的排澇工程體系。抬高水位后，將對排灌站、二級壩水利樞紐、支流節(jié)制閘壩等水利設(shè)施造成不利影響。

1）對排灌站的影響。上級湖排灌站電機最低安裝高程大都是按照34.2 m規(guī)劃建設(shè)，在此蓄水位下，可正常使用。經(jīng)調(diào)查，若上級湖抬高水位至34.6～34.7 m，有114座（任城107座、嘉祥縣7座）排灌站電機層將被淹沒；若上級湖抬高水位至35.0 m，有225座（微山36座、任城124座、嘉祥縣62座、經(jīng)開區(qū)3座）排灌站電機層將被淹沒；其他未被淹沒的排灌站，運行條件也將發(fā)生改變，可能造成部分排澇站效率降低，有的可能存在安全隱患。此外，魚臺縣在堤內(nèi)建設(shè)了11座灌溉站，在干旱期提水灌溉，如水位抬高后，也將被淹沒，影響提水站安全，無法正常使用。上述排灌站均需要改建。

2）對二級壩水利樞紐的影響。二級壩水利樞紐橫跨昭陽湖湖腰最窄處，將南四湖分為上下級湖，全長7 360 m，自東向西建有溢流壩，南水北調(diào)二級壩泵站，微山二線船閘，第一、第二、第三節(jié)制閘，微山一線船閘，第四節(jié)制閘（未啟用），其間以攔湖土壩相連。4座水閘共312孔，總寬2 140 m。第一、第二、第三節(jié)制閘和溢流壩設(shè)計總泄量1.45萬m3/s。正常年份泄洪均由第一、二、三節(jié)制閘泄洪，3座閘門均為直升式平板，閘頂高程35.0 m；非常時期，溢流壩溢流，頂高程35.0 m。若上級湖抬高蓄水位至34.8 m，閘頂超高不滿足規(guī)范要求，如抬高到35.0 m，加上風(fēng)浪爬高，3座節(jié)制閘將漫頂，溢流壩段將溢流至下級湖。

3）對13座支流節(jié)制閘的影響。經(jīng)調(diào)查，南水北調(diào)東線一期截污導(dǎo)流工程中，魚臺縣、濟寧市、金鄉(xiāng)縣分別在東魚河、蓼溝河、大沙河、金濟河建設(shè)了節(jié)制閘或橡膠壩，閘（壩）頂高程分別為35.04 m、34.2 m、35.0 m、35.0 m；南水北調(diào)控制工程姚樓河閘、大沙河閘閘頂高程均為35.0 m；此外，現(xiàn)有支流復(fù)興河閘閘頂高程為34.5 m、西支河閘閘頂高程為35.0 m；金鄉(xiāng)縣截污導(dǎo)流工程控制工程大沙河王杰閘、金濟河郭樓橡膠壩，與老萬福河劉廠閘、東溝河淳集閘、蘇河李樓3座節(jié)制閘和萊河橡膠壩、東溝郎莊橡膠壩組成環(huán)城水系，高程35.0 m。當(dāng)蓄水位抬高至34.8 m時，復(fù)興河節(jié)制閘門低于湖水位，其他12座閘壩的超高均不滿足要求；如水位達到35 m，這13座閘壩均失去作用。其中魚臺、金鄉(xiāng)、濟寧市截污導(dǎo)流工程攔蓄的中水與南四湖連為一體，南水北調(diào)東線水質(zhì)得不到保障。

2.2 排澇工程體系方面

上級湖正常蓄水位抬高會造成入湖河道正常水位抬高，上級湖25條河道中，湖西的15條河道匯水范圍將增加，河道自排區(qū)涵洞自排能力降低或失去作用，造成區(qū)域內(nèi)澇。據(jù)調(diào)查，水位抬高至34.7 m時，金鄉(xiāng)、魚臺將有56座涵洞（金鄉(xiāng)22座、魚臺34座）不能自排，水位抬高至35.0 m，將有87座涵洞（金鄉(xiāng)41，魚臺46）不能自排；需新建排澇站解決排澇問題。

2.3 排澇費用方面

抬高蓄水位需新建、改建排澇站，提高排澇能力，延長排澇站運行時間。在正常蓄水位下，沿湖農(nóng)田依靠自排及提排的方式，進行排澇，提排泵站一般在汛期開啟，每天運行時間為8～12 h。若上級湖抬高水位至34.7 m以上時，農(nóng)田排水受湖水頂托，湖內(nèi)及沿湖東堤、湖西堤河道回水段及相關(guān)支流上的排澇泵站，設(shè)備在非正常工況下長時間運行，運行狀況難以保障，排澇能力下降，排澇時間延長，運行時間將增加至10～20 h，排澇效率降低，湖內(nèi)、外漬澇農(nóng)田排水將受影響，排澇費用將大幅增加，將加大糧食生產(chǎn)成本。

2.4 冰凌防護方面

南四湖地處暖溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，冬季寒冷干燥，湖水結(jié)冰一般較薄，提高蓄水位后，連續(xù)水面擴大，冬季湖面結(jié)冰遇到大風(fēng)極易發(fā)生走凌現(xiàn)象，對湖內(nèi)莊臺、文物及其他構(gòu)筑物造成安全隱患，增加防護困難。

2.5 防洪調(diào)度及水資源控制方面

一是防洪調(diào)度，上級湖防洪調(diào)度按照汛限34.2 m控制，如汛期超汛限水位控制，將不符合汛期調(diào)度運用方案，需通過淮委向國家防總申請調(diào)整南四湖調(diào)度運用方案；二是水資源控制，南四湖水資源管理權(quán)由淮委負責(zé)，山東省及濟寧市的話語權(quán)較小。另外，南水北調(diào)東線南四湖省界控制工程上級湖楊官屯河閘、大沙河閘、姚樓河閘的管理權(quán)限也不在濟寧市，在上級湖取水方面受到較大制約。

3 結(jié)論及建議

目前存在的主要問題：一是南四湖涉及流域管理、區(qū)域管理及省際邊界等產(chǎn)生影響，情況比較復(fù)雜；二是沿湖縣、區(qū)對抬高湖水位意愿不統(tǒng)一；三是對南四湖流域自然、社會、經(jīng)濟等基礎(chǔ)資料掌握不系統(tǒng)、不全面，統(tǒng)計的數(shù)據(jù)及結(jié)論還需進一步印證，需要進一步深入開展專門調(diào)查研究。綜合權(quán)衡利弊，建議不抬高上級湖34.5 m的蓄水位，維持現(xiàn)狀不變。若要抬高水位，在保證二級壩安全、世界文化遺產(chǎn)文物安全、群眾居住安全等前提下，可采取工程措施和非工程措施，抬高上級湖蓄水位至不超過34.7 m。

下步工作建議：一是加強與淮委、江蘇省等省際間、流域機構(gòu)的溝通，爭取江蘇省、兄弟地市及流域機構(gòu)的支持；二是委托第三方對南四湖流域現(xiàn)狀進行全面調(diào)查、測繪、論證評估，收集科學(xué)詳實的基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)，開展系統(tǒng)調(diào)研，對抬高水位的必要性、維持高水位水源的可靠性、水資源管理的可行性、對不利影響提出具體的應(yīng)對措施，并進行經(jīng)濟技術(shù)分析，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供更加可靠的支撐依據(jù)。