抬高蚌埠閘蓄水位可行性分析及綜合效益研究

管佳佳

（安徽省水利水電勘測設計研究總院有限公司，安徽 合肥 230088）

1 蚌埠閘樞紐工程概況

蚌埠閘樞紐工程位于淮河中游，距中上游淮河臨淮崗洪水控制工程約230km，其主要作用為壅高淮河中游干流水位，以利于蚌埠、淮南等城市用水和沿淮及淮北平原農(nóng)田灌溉，提高船舶通航能力，同時利用壅水落差及剩余泄量發(fā)電。工程由節(jié)制閘、雙線船閘、水電站、分洪道、堤防組成，是一座具有防洪、蓄水灌溉、航運、發(fā)電、供水等綜合效益的大型樞紐工程。工程設計洪水標準為100 年一遇，閘上流域面積12.1 萬km2，設計洪水位閘上23.09m，閘下22.97m[1]。

2 研究的必要性

蚌埠閘樞紐工程建于20 世紀50 年代，原設計認為“近期由于臨淮崗水庫尚未建成，灌溉面積亦未大量發(fā)展，閘上灌溉蓄水位經(jīng)征求各方面的意見后，暫定為17.0～17.5m。在遠景情況下，蚌埠閘上正常灌溉蓄水位可以考慮選用19.0m”。

現(xiàn)行的蚌埠閘調(diào)度運行辦法制定于2008 年，受限于當時的社會經(jīng)濟水平、沿淮兩岸防洪除澇條件等因素，蚌埠閘正常蓄水位控制在17.5～18.0m[2]。隨著治淮工程的陸續(xù)建成使用，安徽省淮河流域防洪除澇形勢明顯改善，為研究蚌埠閘蓄水位抬高創(chuàng)造了有利條件[3]。同時，沿淮經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，淮河流域水資源緊缺問題仍然存在，迫切要求進一步利用蚌埠閘工程蓄水能力[4][5]?！秶鴦赵宏P于淮河防御洪水方案的批復》（國函〔2007〕48 號）和《淮河洪水調(diào)度方案》（國汛〔2016〕14 號）均提出“在不影響防洪和排澇的前提下，經(jīng)科學論證和嚴格審批后，可根據(jù)沿淮地區(qū)抗旱和防污的需求，適當發(fā)揮臨淮崗、蚌埠閘等攔河工程的蓄水和減污作用。”

隨著引江濟淮工程的建成通水，結合安徽省沿淮、淮北地區(qū)現(xiàn)狀情況，依托已建工程條件，開展蚌埠閘抬高蓄水位研究，對緩解區(qū)域干旱缺水壓力、改善淮河干流生態(tài)環(huán)境、支撐經(jīng)濟社會發(fā)展有重要意義[6]。

3 蓄水位抬高研究

3.1 研究范圍

蚌埠閘抬高蓄水位采用河槽與區(qū)間湖泊蓄水興利，且不能影響其防洪作用。因此，擬定研究范圍為以臨淮崗與蚌埠閘之間淮河干流及沿岸地區(qū)，涉及淮南、蚌埠、阜陽等6 市21 縣、區(qū)。

3.2 蓄水方案擬定

沿淮主要支流中，茨淮新河、泥河、架河、西淝河、東淝河、瓦埠湖、高塘湖等河湖入淮口均建有控制工程，非汛期基本不貢獻蓄量，本次研究不考慮沿淮支流、湖泊。

考慮蚌埠閘現(xiàn)狀節(jié)制閘（28 孔）、節(jié)制閘（12 孔）以及分洪道溢流堰頂高程分別為19.5、18.7、18.7m，當蓄水位超過18.7m 時，需對主體工程進行改建[7]。本次結合工程現(xiàn)狀，綜合考慮歷史蓄水、灘地淹沒、洼地排澇影響和河道通航、灌溉提水等因素[8]，擬定蚌埠閘蓄水位抬高方案：（1）主汛期，按原調(diào)度運用辦法規(guī)定控制；（2）汛初、汛末，蓄水位按18.0m 控制；（3）非汛期（10 月—次年4 月），蓄水位按近期18.3m、遠期18.5m 控制[9]。

3.3 增供水量

蚌埠閘工程供水范圍包括淮南、蚌埠兩市生活工業(yè)用水以及沿淮的灌區(qū)，其中生活工業(yè)用水主要通過建設的自來水廠以及大型工業(yè)取水口取用水；灌區(qū)范圍包括以淮河為水源的沿淮灌區(qū)以及以淮河為主要水源的大型灌區(qū)，約800 萬畝。

本次研究采用1956—2010（灌溉年）共55 年逐月逐旬水文資料進行水資源調(diào)節(jié)計算，當蓄水位抬至18.5m，淮河及沿線湖泊調(diào)蓄庫容增加0.62 億m3，與現(xiàn)狀蓄水位18.0m 相比，2030 水平年1956—2010系列年多年平均增供水量0.4 億m3，最大年增供水量1.4 億m3；考慮引江濟淮工程投入使用，蓄水位抬高后可在引江濟淮工程調(diào)水過程基礎上，多年平均可增供水量1.5 億m3。

3.4 影響分析及補償措施

（1）回水影響

本次研究采用淮河干流實測橫斷面數(shù)據(jù)，根據(jù)淮河干流魯臺孜、吳家渡站，渦河蒙城閘站實測資料，統(tǒng)計非汛期設計洪水確定回水影響，回水尖滅點水位差按0.1m 選取，起推水位分別選擇蚌埠閘上水位18.0、18.3、18.5m。根據(jù)計算，蓄水位抬至18.3、18.5m，淮河干流回水影響分別至湯漁湖行洪區(qū)下口、峽山口附近，渦河分別至懷遠縣龍亢鎮(zhèn)、蒙城縣雙澗鎮(zhèn)附近。

（2）灘地淹沒影響及補償措施

淮河干流蚌埠閘以上河道灘地根據(jù)形成原因，一部分是原有的自然河灘地，一部分是治淮堤防退建形成的河灘地。根據(jù)實測河道地形圖量算，當蓄水位抬高至18.3m，新增淹沒灘地面積2178 畝；抬高至18.5m，新增淹沒灘地面積8748 畝。其中，國有土地占各高程下灘地數(shù)的27%～48%，不明確權屬的土地占73%～52%。

灘地淹沒補償措施主要是根據(jù)灘地性質(zhì)不同，采取不同的補償方案：對因治淮工程堤防退建形成的，且已賠償?shù)耐鉃┑卦瓌t上不予補償，有青苗的計列青苗補償費；對非工程建設形成的國有灘地，不予補償，有青苗的計列青苗補償費；權屬不明確的土地，按照區(qū)片標準計列土地補償費[10]。

（3）洼地排澇影響及補償措施

根據(jù)回水計算，排澇影響范圍主要包括沿淮洼地及行蓄洪區(qū)等，總面積約2650km2。隨著流域規(guī)劃中確定的各類沿淮洼地治理工程的陸續(xù)實施，現(xiàn)狀沿淮重要易澇洼地抽排能力農(nóng)排區(qū)將達到5～10 年一遇，抽排模數(shù)0.45～0.75m3/s/km2，城排區(qū)將達到10～30 年一遇，抽排模數(shù)0.70～2.27m3/s/km2[11]。根據(jù)計算，影響范圍內(nèi)沿淮洼地非汛期10 年一遇抽排模數(shù)0.27m3/s/km2，遠小于洼地現(xiàn)狀抽排能力。

因此，蓄水位抬高主要是導致影響范圍內(nèi)沿淮洼地部分涵閘在非汛期失去自排機會，相應增加泵站抽排水量，對洼地汛期排澇基本無影響。補償措施主要是補償因增加泵站抽排時間產(chǎn)生的排澇電費，建議對抬高蓄水位增加的洼地排澇費用，納入省級財政統(tǒng)籌解決，并將定額補貼的河道管理單位列入財政全額支付單位管理。

（4）水利工程影響及補償措施

蓄水位抬高對水利工程的影響主要是體現(xiàn)在對主體工程及淮河干流堤防、涵閘工程的安全運行影響。根據(jù)計算復核，蓄水位抬高未改變主體工程規(guī)劃設計工況，對工程主體影響不大?；厮秶鷥?nèi)沿線堤防均按淮干100 年一遇標準建設，抬高蓄水位不增加堤身擋水時間，不影響堤防防洪安全；沿線涵閘擋水條件均按淮河設計水位控制，蓄水位抬高不影響其防洪安全，但部分涵閘原設計檢修條件為非汛期淮河側17.5～18.5m 檢修，原檢修閘門強度和高度不滿足要求，需對檢修閘門進行更新改造。

（5）淮河干流防洪影響

蚌埠閘原調(diào)度運用辦法規(guī)定：預報沿淮有強降雨時，根據(jù)上游雨情、水情，蚌埠閘上水位可降到17.50～17.00m；當預報淮河將出現(xiàn)洪水時，可進行預泄，盡量降低閘上水位。根據(jù)2003—2020 年蚌埠閘上逐日水位統(tǒng)計，蚌埠閘汛初閘上水位從蓄水位降至17.50～17.00m 平均歷時約10d，最長18d，最短3d。其中，2017 年6 月7 日—11 日歷時5d，閘上最高蓄水位從18.35m 降至17.47m，預降水位差0.96m；2018 年6 月17 日—19 日歷時3d，閘上最高蓄水位從18.54m 降至17.49m，預降水位差1.07m。

本次利用蚌埠閘上1991 年、2003 年、2007 等大水年的洪水過程、節(jié)制閘泄流曲線及規(guī)定的控制運用辦法進行調(diào)洪演算，分析蓄水位抬高對蚌埠閘上淮河干流洪水的影響。根據(jù)調(diào)算，汛初、汛末抬高蓄水位對閘上最高洪水位無影響，增加的蓄量可通過適時調(diào)整水閘下泄流量保證閘上水位滿足原定的調(diào)度運用條件。

4 效益分析

4.1 供水效益

隨著安徽省引江濟淮工程建成通水，依托蚌埠閘完備的工程設施、強大的攔蓄能力和有利的來水條件，在確保工程防洪蓄洪功能發(fā)揮和盡量減少蓄水影響的前提下，通過抬高蓄水位，可增加洪水資源的有效利用[12]，對保障淮南、蚌埠等沿淮城市、重要園區(qū)以及灌區(qū)的用水安全、緩解區(qū)域水資源供需矛盾、充分發(fā)揮今后引江濟淮工程規(guī)模效益等均有積極作用。

通過預留最低生態(tài)水位蚌埠閘以下的蓄水作為城鎮(zhèn)生活、工業(yè)和生態(tài)應急庫容，限制枯水時段農(nóng)業(yè)用水，各方案臨淮崗壩上城鎮(zhèn)生活及工業(yè)用水保證率均可以達到90%以上，蚌埠閘上城市生活及工業(yè)用水保證率也有所提高。同時，蓄水位的抬高可改善閘上灌區(qū)的灌溉條件，減少灌溉成本，可新增自流引水灌溉面積約30 萬畝，周邊取用水戶枯水年份多年平均缺水率可降低3%。

4.2 抗旱效益

隨著蓄水位的抬高，產(chǎn)生的抗旱效益逐步增加，挽回的年平均糧食損失量占當?shù)丶Z食總產(chǎn)量的1%左右，挽回的年平均農(nóng)業(yè)經(jīng)濟損失達千萬元，經(jīng)濟效益顯著[13]。

4.3 生態(tài)效益

通過抬高蓄水位，可新增約9000 畝的永久水域和河灘濕地，增加了閘上河段的環(huán)境容量；可提高相機補給閘下河段生態(tài)基流的調(diào)控能力，減少淮河中游河道斷流機率，保證閘下生態(tài)下泄流量[14]。蓄水位抬高對構建淮河中游生態(tài)保護屏障、調(diào)控生態(tài)基流、保護干流水質(zhì)、擴大環(huán)境容量、抑制中深層地下水超采均有重要的生態(tài)環(huán)境效益[15]。

4.4 發(fā)電效益

蚌埠閘水電站位于節(jié)制閘南岸通過分流墩相連，水電站1987 年建成，設計最大水頭6m，最小水頭2m，設計水頭3.45～4m，總裝機6000kW，實際年發(fā)電量3500 萬kW·h。非汛期蓄水位抬高至18.5m，發(fā)電水頭增加0.5m，可增加年發(fā)電量189 萬kW·h。

4.5 航運效益

蓄水位抬高，可明顯增加上游航道的通航水深及航道寬度，提高通航保證率，有利于船舶航行、轉向等，為蚌埠閘閘上河段航道等級的提高創(chuàng)造了條件。且在保障閘下生態(tài)下泄流量的同時，閘下游通航流量亦將得到保證，相應提高下游段河道的通航保證率。

5 結論與建議

蚌埠閘樞紐工程是控制淮河中游蓄水興利的大型工程，工程質(zhì)量高，滯洪庫容大。非汛期適度增加蚌埠閘以上河灘槽蓄水，對工程自身及下游保護對象防洪安全影響均較小。蚌埠閘蓄水位抬高，是緩解淮河流域水資源緊缺狀況有效措施之一，是發(fā)揮引江濟淮工程效益的有效手段，具有投資省、影響小、易實施、效果好等特點。

建議非汛期蓄水位按18.3m 控制，遠期結合治淮工程建設及社會經(jīng)濟發(fā)展進一步抬高至18.5m以上■