〔文 摘〕东平湖水库是黄河下游运用机遇最大的分滞洪区,但据目前状况,若进行分洪运用还存在着“分得进,分不准;守得住,无保障;排得出,难度大;群众保安全,安全设施差”等一系列问题,本文围绕东平湖水库分洪运用所存在的问题进行了全面的分析,并根据存在的问题,提出了相应的解决措施。
〔关键词〕东平湖水库 安全运用 问题 分析 对策
1 问题的提出
东平湖水库是黄河下游的重要分滞洪区,它是解决黄河、汶河洪水对山东黄河下游威胁的关键工程,承担着“确保省会济南,确保津浦铁路,确保胜利油田,确保下游两岸人民生命财产安全”的重要防洪任务。在黄河下游防洪运用调度中,它是运用机遇最大,运用频率最高的分滞洪区。小浪底水库运用后,在防御黄河下游标准以内洪水运用中它仍然具有不可替代的作用。
东平湖水库现有面积为627km2,以二级湖堤为界,分为新、老两个湖区,其中新湖区418km2,老湖区209km2,近期蓄洪运用水位保证44.0m(大沽标高,下同),库容27.3亿m3(新湖19.54亿m3,老湖7.77亿m3),争取44.5m,库容30.42亿m3(新湖21.6亿m3,老湖8.82亿m3)。水库自1958年建成后,曾于1960年进行试蓄运用。由于围坝工程施工质量较差,在试蓄运用中发生了大量险情。此后,虽经多年整修加固,但由于投资所限,加固工程进展缓慢。截至目前,大部分计划整修加固项目仍未完成。因此,东平湖水库仍然是一座病险水库。按照东平湖水库分洪运用要求“分得进,守得住,排得出,群众保安全”,目前,东平湖水库分洪运用还存在着“分得进,分不准;守得住,无保障;排得出,难度大;群众保安全,安全设施差”等一系列问题,需尽快加以解决,以确保东平湖水库分洪运用安全。
2 影响东平湖水库分洪运用安全的主要因素
2.1 缺少必要的测流设施,分洪流量难以准确控制
东平湖水库的首要任务就是要在黄河大洪水到来的关键时刻,起到分洪削峰作用,控制艾山下泄流量不超过10000m3/s。当上级下达分洪流量指标后,能否准确地控制分洪流量,关系到下游的防洪安全和分洪运用的整体效益。如果不能准确控制分洪流量,势必产生两种后果:分得少,达不到控制下泄流量的目的,将对下游防洪安全形成威胁;分得多,则过多占用防洪库容,降低调蓄后续洪水能力,还将造成过大的库区淹没损失,降低防洪效益。同时,也增大工程出险机会,增加防守压力。
根据目前条件,各进湖闸分洪流量的大小仅能根据闸孔开度和闸上下游水位查对泄流曲线求得,由于历经三十余年黄河河床淤积抬高以及闸后地形地物的变化,过闸水流的边界条件已经发生了较大变化,原实验、计算数据与实际分洪流量会有较大差距。而分洪的结果只有在艾山测流后才能体现,如果一旦发现分洪流量有较大差距再进行调整将会错过时机。
另外,由于各进湖闸均建设于六七十年代,所配套的启闭电器设施已经超期服役,老化损坏严重且已属淘汰机型难以购置配件,影响启闭安全。
2.2 新老湖联合运用无控制工程,不利于调节
当老湖蓄洪运用后如果受黄河顶托严重不能及时排出,而汶河又持续来水,湖水位不断上涨造成防守危急而不得不启用新湖蓄洪时,如果按照爆破二级湖堤分洪口门的方案,一旦进行破堤分洪,将会出现以下几个不利方面:
(1)破堤后使新老湖水位持平,不利于充分发挥老湖的调蓄作用;
(2)洪水无节制进入新潮,将会加大新湖区的淹没损失;
(3)洪水大量进入新湖,将会造成向黄河退水困难,不利于迅速恢复湖区群众的生产和生活;
(4)爆破二级湖堤,造成跨过湖区的唯一交通道路中断,不利于调度防汛物资和进行迁移抢救;
(5)今后进行工程恢复施工难度大,工程造价高。
表1 出湖引河河底高程对照表

表2 出湖泄水流量比较表

2.3 防洪工程强度不足,正待进行整修加固
由于东平湖围坝工程修筑质量较差,堤身内还埋入不少石桥、碉堡、涵洞等建筑物,部分坝段跨过古河道或透水砂层,地基又均未经过处理。因此,在1960年试蓄运用时即暴露出工程强度先天不足的问题,还未达到设计运用水位就发生了大量险情:渗水严重坝段占围坝总长度的48.6%,管涌12922个(最大直径20cm),石护坡坍塌48420㎡,坝身裂缝11087m,漏洞9处。
根据试蓄运用中发现的问题,虽经不断整修加固,但由于基建投资不足,整修加固进展缓慢,截至目前,尚有大量险点险段和薄弱堤段末能进行加固处理。
2.4 排水出路不畅,运用风险大
2.4.1 湖水北排入黄受阻严重
进入九十年代后,黄河淤积速度加快,相同流量水位不断提高。由于引河入黄口处无节制工程,目前黄河流量在500m3/s时,出湖引河入黄口处水位已达40.90m左右,黄河水可倒灌至出湖闸下,因黄河来水不断倒灌,经过1991年开挖的引河河道逐渐被泥沙严重淤塞,造成湖水北排入黄困难(见表1、表2)。
从表1、表2可以看出,2001年汛前引河入黄口处断面(5+340)比1991年开挖后的平均河底高程淤高1.67m,其它断面淤高程度不等。由于引河河道淤积严重,在2001年8月东平湖老湖发生44.38m高水位,且无黄河来水顶托的情况,并采取了挖掘机、吸泥船开挖和爆破紧急疏浚的情况下,最大出湖流量仅670m3/s。湖水排泄不畅,致使老湖高水位持续时间长,增大了堤防出险几遇并造成防守困难。更重要的是防洪库容不能及时腾出,如果再有后续洪峰发生,将导致水库不能有效的发挥滞洪削峰作用,影响防洪保安全的大局。
2.4.2 湖水南排入运流路尚未打通
在东平湖蓄洪运用过程中,如果一旦防守出现危急而向黄河排水又严重受阻时,为了减轻防守压力和腾出库容,做好迎战第二次洪水的准备,可以启用司垓闸向南四湖紧急泄水。但司垓闸的运用目前尚有不少问题。一是闸后引河尚未打通;二是运河防冲护岸没有修做;三是运河向北倒溢无节制工程。
2.5 库区安全设施差,群众保安全难度大
2.5.1 移民迁安道路少,标准低,不能满足湖区群众紧急撤退的需要
东平湖库区46.0m高程以下居住人口28.72万人,现有避水村台157个,总面积315万㎡,若东平湖分洪运用,有21.5万人需要紧急迁移。库区现有硬化撤退道路295.7km,其它大多为土质道路。湖区土质属重粘性土,若搬迁时遇到下雨天气,车辆难以通行。要在分洪前48h内将库区群众安全撤离,按目前的道路情况远远达不到要求。
2.5.2 搬迁布局不合理,不利于快速搬迁
由于行政区划的调整,东平县的搬迁压力增大。原来向梁山县就近搬迁的新湖区西部群众要向东平县搬迁,不仅路程远,而且会导致向东平县搬迁的主要道路州商路车辆拥挤。戴庙乡的群众要向银山封闭区搬迁,唯有220国道通向银山封闭区,也会因车流量太大影响搬迁速度。倘若老湖运用后再用新湖,则这部分群众就必须通过徐十堤向银山封闭区迁移,还会影响各分洪闸的操作和黄河大堤的防汛抢险工作。
2.5.3 上、下堤的辅道路口没有硬化
各条跨越湖堤的辅道路口大都是土质路面,如果搬迁时遇到下雨天气,则会形成翻越困难,严重影响搬迁速度。
2.5.4 沿湖周围均没有按照安全建设规划修筑靠船码头,搬迁抢救船只无法靠岸。
2.6 围湖造田严重影响防洪运用
老湖区群众为发展农业生产,生产堤、行洪障碍一直未能清除。目前共围湖造田14处,围护面积59.48hm2,占老湖面积的28.46%,大大缩小了有效防洪库容,这也是造成2001年8月老湖高水位的原因之一。此外,大清河入湖口围湖造田,缩窄了入湖河道断面,卡口处宽度仅为百余米,在中小洪水时造成河口壅水淤积,洪水位抬高,对大清河下游和水库东坝段防洪蓄洪安全极为不利;出湖闸上下游引河河道从王古店至入黄口长约15km(闸上9km,闸下6km),沿河两岸大都修有生产堤,上下游引河两岸滩地内并有不少横向隔堤,纵横联结,分片围堵,下游引河两岸的围埝缩窄了过流断面,左岸并修有丁坝,在一定程度上影响出湖闸的泄洪能力;老湖西端自二级湖堤至金山的金山坝,始建于60年代,是目前东平湖内规模最大,保护范围最大,工程最坚固,争议最大的生产堤,长544m,顶高程45.4m,顶宽6m,边坡1:2,且临水侧修有石护坡(顶高程44.0m)。该坝一方面围占了老湖总面积19.62%的库容(按44.5m水位计算库容约1.0亿m3),可抬高老湖水位0.47m,增加了洪水对二级湖堤等工程的威胁。另一方面,它保护了坝西41.0km2内的3万多群众、4万亩耕地和220国道的畅通。因此,一直都是防洪与兴利争论的焦点。
2.7 防汛抢险料物储备不足,部分主要防汛物资储备缺额较大
由于多年来对防汛抢险物料投入不足,加上部分库存料物年久老化,不能及时更新,导致一些主要防汛物资达不到储备定额,不能满足抢护重大险情的需要。
3 解决问题的对策
作为黄河与大汶河的一个重要蓄滞洪区,东平湖必须做好蓄滞洪运用的充分准备,但就目前存在的问题来看,还达不到安全运用的目标。为确保黄河防洪保安全的大局,做到早计划,早准备,早落实,解决影响东平湖分洪运用安全的问题,需采取以下措施:
3.1 增建分洪闸测流和新老湖联合运用调节工程
为做到准确控制分洪流量,应在各进湖闸后修筑导流堤,安装测流设施,实施闸后测流;为满足新老湖联合运用的需要,应在二级湖堤上新修一座合理调节新老湖蓄量的节制闸。
3.2 整修加固防洪工程,提高工程抗洪强度
根据目前工程上存在的险点险段和薄弱堤段,计划分类实施加固措施。
对在1960年进行试蓄运用时,发生渗水、管涌较严重的围坝东坝段,进行截修处理;对基础及两端与山体结合处渗水较严重的卧牛堤、青龙堤进行修筑后戗和接头防渗处理;对坝身质量较差的坝段开挖重填,并进行压力灌浆。原有石护坡由于修筑质量不好,多年失修及自然和人为破坏,早已千疮百孔,残缺严重,应全部进行翻修,并按蓄洪水位45m和坝段迎水位置、水深、吹程等情况应分别进行加高。
石洼、林辛、十里堡三座进湖闸均建设于六十年代,启闭及供电设施已经达到或超过了安全使用期限,运行不可靠,故障发生率高,且产品类型已属淘汰,无法购置配件,故必须对现有启闭及供电设施进行更新或改造。码头、流长河、马口、八里湾等涵闸均存在工程老化、蛰陷,裂缝等问题,运用难保安全,均应进行改建。陈堤涵洞、张坝口闸俱已废弃,虽曾进行堵复,但标准较低,还应按照堤防设计标准进行围堵加固。
3.3 修做排水工程,确保排水畅通
出湖闸下引河经1991年开挖疏浚后又被严重淤积,需进行再次开挖疏浚。根据2001年老湖排水情况,建议将出湖闸下游引河扩宽至500m,挖深至39.0m。为防止黄河倒灌淤积引河,应在引河入黄口门处修筑一座防淤、排水节制闸。改建八里湾闸时应考虑老湖相机向南四湖排水的需要,适当扩大规模,并开挖流长河与司垓闸连通,打通司垓闸后引河及修筑相应的防冲护岸工程,保证向南排水的流路畅通。
3.4 加强库区迁安撤退道路建设,确保群众安全
根据紧急迁移的需要及库区迁移人数和重要物资数量,需增修撤退路220km(含库外5条疏散路20km),并将所有上堤路口进行硬化,沿湖增建一些靠船码头,确保库区群众能在分洪运用前及时安全撤出和进行紧急抢救的需要。
3.5 坚决废除围湖造田生产堤
事实证明,违反自然规律的人与洪水争地只能带来更大的灾害,只有给洪水以出路,洪水才能给人以生路,大清河入湖口处生产堤应予破除,主槽净宽应扩宽至500km以上;出湖闸下游引河建议扩宽至500m,并对所有行洪障碍予以清除。对于金山坝考虑分洪几率小,南水北调利用东平湖调蓄以及保证220国道畅通,并兼顾群众生产生活问题,其处理意见需进一步研究。
参考文献
1 刘辉,王洪春等.围湖造田对东平湖蓄洪运用的影响分析.人民黄河,1999.9
作者单位:山东黄河东平湖管理局
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