張海濤

(濟(jì)寧市黃淮水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，山東 濟(jì)寧 272100)

泗河發(fā)源于泰安新泰市太平頂，全長(zhǎng)159km，流域面積2357km2，流經(jīng)濟(jì)寧市泗水、曲阜、鄒城、兗州、濟(jì)寧高新區(qū)、太白湖新區(qū)、微山縣等7個(gè)縣市區(qū)。

流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，交通設(shè)施、煤礦電力企業(yè)眾多，文化資源豐富，是全國(guó)重要商品糧基地和八大能源基地之一，是濟(jì)寧市經(jīng)濟(jì)發(fā)展最快的地區(qū)和連接濟(jì)寧東部地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的紐帶。泗河具有蜿蜒曲折的平面形態(tài)，寬窄多變的斷面形式，邊灘、沙洲、淺灘交錯(cuò)的地貌特征，洪水暴漲暴落，水量時(shí)空分布不均，沿線煤炭開(kāi)采沉陷形成的塌陷地眾多，泗河綜合開(kāi)發(fā)意義重大。泗河流域綜合開(kāi)發(fā)具有防洪安全、水資源開(kāi)發(fā)利用、水生態(tài)保護(hù)、水文化打造、交通建設(shè)、城鎮(zhèn)化建設(shè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化建設(shè)等多項(xiàng)目標(biāo)，如何在堤防、閘壩、滯洪區(qū)建設(shè)與采煤塌陷地利用、工程管理及信息化系統(tǒng)建設(shè)中協(xié)調(diào)好各目標(biāo)間的關(guān)系，是泗河綜合開(kāi)發(fā)防洪專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃編制中需解決的問(wèn)題。本文對(duì)上述問(wèn)題及對(duì)策進(jìn)行探討，為河道綜合開(kāi)發(fā)防洪專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃的編制提供參考。

1 泗河綜合開(kāi)發(fā)各目標(biāo)的關(guān)系認(rèn)識(shí)

泗河綜合開(kāi)發(fā)具有防洪安全、水資源開(kāi)發(fā)利用、水生態(tài)保護(hù)、水文化打造、交通建設(shè)、城鎮(zhèn)化建設(shè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化建設(shè)等多項(xiàng)目標(biāo)。各目標(biāo)間既相互聯(lián)系又相互制約。在諸多目標(biāo)中，防洪是第一位的，根據(jù)GB50210《防洪標(biāo)準(zhǔn)》，泗河洪水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到50年一遇，只有實(shí)現(xiàn)防洪安全這個(gè)目標(biāo)，其他目標(biāo)的安全才能保障。其次是水資源開(kāi)發(fā)利用，無(wú)論是城市建設(shè)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)，還是水生態(tài)保護(hù)、水文化打造，沒(méi)有水，城市就沒(méi)有靈氣，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)得不到保障，水景觀、水生態(tài)、水文化更成為無(wú)本之末，失去了依靠，泗河也失去了開(kāi)發(fā)價(jià)值，因此，應(yīng)解決好水的開(kāi)發(fā)利用問(wèn)題，在時(shí)間空間上分配好，利用好水資源，發(fā)揮水的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。第三是水生態(tài)保護(hù)，很難想象如何在污水橫流、臭味熏天的河道周?chē)幼?、生產(chǎn)、旅游、休閑，只有有了良好的水生態(tài)，生物多樣性和完整的河流生態(tài)系統(tǒng)才能得到保障，健康的水體才能得到維系，水景觀、水文化才能得到展現(xiàn)；水生態(tài)應(yīng)以尊重自然為主，在岸線布置、景觀建設(shè)中，應(yīng)盡量減少硬質(zhì)護(hù)岸和景觀小品的建設(shè)，在入河排污口設(shè)置上要按照水功能區(qū)區(qū)劃和河流納污容量進(jìn)行管理，確保河道防洪安全和水質(zhì)達(dá)標(biāo)。第四是水文化打造，泗河是古水系，沿岸歷史文化資源豐富，古卞橋、泉林泉群、洙泗書(shū)院、金口壩、青蓮閣等，此外，泗河沿河古老的村落，蘊(yùn)涵著豐富的歷史文化氣息和獨(dú)特的風(fēng)土人情，也是泗河文化的重要組成部分，是泗河的特色，應(yīng)在保護(hù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)，避免在防洪工程、閘壩、城鎮(zhèn)化建設(shè)中拆遷。在滿足上述功能基礎(chǔ)上，開(kāi)展交通路網(wǎng)、城鎮(zhèn)開(kāi)發(fā)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)整體開(kāi)發(fā)目標(biāo)。

2 河道防洪存在的問(wèn)題及對(duì)策

2.1 堤防布置

2.1.1存在問(wèn)題

堤防是重要的防洪工程。泗河現(xiàn)狀堤防多年來(lái)一直按照20年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行治理，泗河0+000—40+595段已達(dá)到20年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，其中0+000—8+000段堤防頂寬8m，邊坡1∶2.5，內(nèi)堤距800m；8+000—40+595段堤防頂寬左岸4.5m，右岸6m，邊坡1∶2.5，內(nèi)堤距300～1400m，40+250—40+595內(nèi)堤距300m，為泗河下游的卡口段；泗河段為煤礦采煤塌陷區(qū)，涉及的河道采煤塌陷按照50年一遇進(jìn)行了治理，隨著煤炭資源的進(jìn)一步開(kāi)采，該段左岸堤防背水側(cè)至白馬河之間將沉陷連為一體。40+595—78+000段堤防不連續(xù)，其中40+595—47+200段左岸無(wú)堤，為自然滯洪區(qū)，涉及古城礦、單家村礦煤炭開(kāi)采，未進(jìn)行系統(tǒng)治理；40+595—50+600段右岸堤防達(dá)到20年一遇，堤防寬度6.0m；泗河大閘以上段為地下河，兩側(cè)地形坡降較陡，無(wú)堤。河道砂資源較為豐富，河道采砂及水流沖刷造成河岸坍塌損毀，形成多處險(xiǎn)工。泗河40+595—47+200段左岸無(wú)堤，泗河干流堤防整體未達(dá)到20年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)。在支流方面，流域面積超過(guò)100km2的5條支流中，濟(jì)河、黃溝河、險(xiǎn)河按照20年一遇進(jìn)行了治理，小沂河上游鄒城段、曲阜段按照20年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了局部治理，下游段未治理；石漏河未進(jìn)行治理。

2.1.2對(duì)策

本次防洪專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃按照50年一遇標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)堤防。堤線布置在滿足交通要求的條件下，盡量沿原堤線布置，以減少房屋拆遷和占地；對(duì)重要文物、村落、生態(tài)林采取避讓保護(hù)措施，對(duì)沂泗自然滯洪區(qū)無(wú)堤段按照50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)筑堤；泗河泗水大閘以上段為山丘地區(qū)，地形較陡，不布設(shè)堤防。堤頂設(shè)計(jì)高程在綜合考慮采煤塌陷區(qū)分洪、泗河入湖口清障、河槽清淤和河岸護(hù)砌等措施的前提下，合理確定防洪流量和河槽糙率，分段進(jìn)行堤防超高計(jì)算，確定堤頂高程。堤頂寬度結(jié)合泗河綜合開(kāi)發(fā)交通建設(shè)規(guī)劃，一般按照14m設(shè)計(jì)，在兗州城區(qū)G327至金口壩段，堤背水側(cè)有與堤線平行的搶險(xiǎn)大道，為減少占地及投資，按照頂寬7m建設(shè)堤防。堤防填筑標(biāo)準(zhǔn)采用《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》和《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》中填筑壓實(shí)度高的標(biāo)準(zhǔn)。在支流堤防建設(shè)方面，結(jié)合滯洪區(qū)建設(shè)對(duì)小沂河下游6km按照泗河50年一遇回水段進(jìn)行治理，其他小的支流泗水大閘以下可考慮對(duì)溝口修建涵閘封閉，泗水大閘以上支流不需考慮堤防。在滿足堤防防洪高程的前提下，結(jié)合交通規(guī)劃，做好與交叉道路、跨河橋梁的連接設(shè)計(jì)。

2.2 閘壩設(shè)置

2.2.1存在問(wèn)題

泗河為山洪河道，多年平均徑流量4.4億m3，閘壩設(shè)置是為充分利用河道徑流采取的攔蓄措施，對(duì)調(diào)節(jié)徑流時(shí)空分配，提高水資源開(kāi)發(fā)利用水平具有積極作用，另一方面，閘壩工程的建設(shè)，加大了水面面積，增加了水面蒸發(fā)，相應(yīng)減少河川徑流量，同時(shí)增加上下游的用水矛盾；閘壩在汛期成為阻水建筑物，調(diào)度不利還會(huì)形成人造洪峰，加劇下游防洪壓力；從水生態(tài)保護(hù)方面，過(guò)高的閘壩可能影響水生物的洄游，嚴(yán)重的可能對(duì)生態(tài)造成破壞。

目前，泗河干流上修建了11處攔河閘壩，對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉、地下水回灌、生態(tài)改善起到非常重要的作用。經(jīng)調(diào)節(jié)計(jì)算上游攔蓄量與河川徑流可利用量之和為27488萬(wàn)m3，占總流域天然徑流量的62.45%。其中，有9處閘壩位于金口壩以上，泗河書(shū)院橡膠壩引水入曲阜城區(qū)對(duì)泗河龍灣店閘的回灌補(bǔ)源水源造成了影響，引發(fā)上、下游的用水矛盾；而金口壩以下有泗河最大支流小沂河，小沂河上游有大型水庫(kù)尼山水庫(kù)，具有較為有利的水資源開(kāi)發(fā)條件，小沂河以下泗河干流上僅建有兗州城東、城南橡膠壩，且僅具有攔蓄水量增加景觀效果的作用，開(kāi)發(fā)利用程度不足，上下游水資源開(kāi)發(fā)利用不平衡；從管理方面，水庫(kù)、閘壩由沿線各縣市區(qū)甚至由鄉(xiāng)鎮(zhèn)管理，不利于水資源的統(tǒng)一調(diào)配，造成用水無(wú)序、河道斷流的問(wèn)題，同時(shí)，分散的閘壩管理模式，也增加了汛期防汛調(diào)度的難度。

2.2.2對(duì)策

為充分開(kāi)發(fā)利用雨洪水資源，本次防洪專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃新建10處攔蓄工程，在金口壩以上規(guī)劃新建6處閘壩，金口壩以下新建4處閘壩。在分析現(xiàn)狀工程存在問(wèn)題的前提下，制定合理的水資源配置方案，結(jié)合水面連續(xù)性的要求，從閘壩高度、閘壩位置方面合理規(guī)劃，科學(xué)進(jìn)行閘壩布置，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中盡量采用低壩，減少對(duì)河道行洪和生態(tài)的不利影響。

2.3 滯洪區(qū)建設(shè)和塌陷地蓄水工程

2.3.1存在問(wèn)題

滯洪區(qū)是在遭遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，為保障重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象的防洪安全，減少防洪損失采取的積極應(yīng)對(duì)措施，符合上蓄、中滯、下排的治理原則。在泗河沿線，金口壩以上，兗州城區(qū)為重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象，泗沂三角地帶低洼地，是比較理想的滯洪區(qū)。金口壩以下，右岸濟(jì)寧高新區(qū)、太白湖新區(qū)為重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象，泗河左岸23+590—33+300段為煤礦采煤塌陷區(qū)，涉及鄒城市太平鎮(zhèn)、兗州市興隆莊鎮(zhèn)，河道內(nèi)水面較為寬闊，水深3～8m，隨著煤炭資源的進(jìn)一步開(kāi)采，左岸泗河與白馬河之間的地域?qū)⒊料葸B為一體，成為約15.4km2的水面，可使泗河與白馬河實(shí)現(xiàn)連通。針對(duì)大面積的采煤塌陷區(qū)，在進(jìn)行生態(tài)濕地建設(shè)的同時(shí)，不僅可作為遭遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水的滯洪區(qū)，而且還可以分蓄標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)洪水，提高下游河道的防洪標(biāo)準(zhǔn)。

2.3.2對(duì)策

滯洪區(qū)的啟用，有兩種方式。一是自然滯洪，洪水來(lái)時(shí)，水位上升自然漫潭，區(qū)內(nèi)農(nóng)田村莊被淹，人口、財(cái)產(chǎn)轉(zhuǎn)移；二是可控制滯洪。把金口壩以上左岸和小沂河右岸無(wú)堤段按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)筑堤封閉，在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)洪水以下不滯洪，超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)再滯洪。第一種啟用方式優(yōu)點(diǎn)是投資小，基本不改變現(xiàn)狀，缺點(diǎn)是一般洪水就要自然啟用，運(yùn)用效率低，受災(zāi)概率大，而且不利于左岸交通系統(tǒng)的建設(shè)，也對(duì)左岸堤防管理不便；第二種啟用方式優(yōu)點(diǎn)一是滯洪區(qū)自身防洪標(biāo)準(zhǔn)提高了，啟用概率小，滯洪區(qū)損失小，二是利于左岸交通系統(tǒng)的規(guī)劃，方便堤防管理，缺點(diǎn)是投資較大，占地較多。結(jié)合本次綜合開(kāi)發(fā)的目的，推薦采用第二種啟用方式，即可控制滯洪。泗河在匯流口以上5km無(wú)左堤，小沂河在匯流口以上6.0km無(wú)右堤，為了保證泗河右岸兗州城的安全，一直作為自然滯洪區(qū)，水位超過(guò)52m高程時(shí)就自然滯洪，區(qū)內(nèi)防洪標(biāo)準(zhǔn)低，滯洪區(qū)運(yùn)用效率低。如采用自然滯洪，本次治理后，遭遇20年一遇、50年一遇設(shè)計(jì)洪水，泗河無(wú)決口，泗沂三角滯洪區(qū)自然滯洪，滯洪區(qū)內(nèi)群眾將遭受洪水威脅，財(cái)產(chǎn)遭受損失。如采用可控制滯洪方式，工程治理后，遭遇20年一遇、50年一遇設(shè)計(jì)洪水，泗河無(wú)決口，滯洪區(qū)內(nèi)群眾不會(huì)遭受洪水威脅，財(cái)產(chǎn)不會(huì)遭受損失。

泗河經(jīng)調(diào)算，如遇100年一遇洪水，通過(guò)可控的泗沂三角滯洪區(qū)滯洪，金口壩以上需滯蓄洪水1266.48萬(wàn)m3，實(shí)際在56m高程下，沂泗滯洪區(qū)可滯蓄洪水2809.3萬(wàn)m3；下游采煤塌陷區(qū)需滯蓄洪水778.32萬(wàn)m3，實(shí)際45m高程下可滯蓄洪水4620萬(wàn)m3。通過(guò)科學(xué)運(yùn)用滯洪區(qū)，可保障兗州城和濟(jì)寧高新區(qū)、太白湖新區(qū)在100年一遇洪水下的防洪安全，降低洪水造成的損失見(jiàn)表1—2。

表1 沂泗滯洪區(qū)水位-面積-庫(kù)容曲線表

2.4 管理與信息化建設(shè)

2.4.1問(wèn)題

無(wú)論是防汛指揮，堤防巡查，水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度，還是滯洪區(qū)運(yùn)用，都需要準(zhǔn)確及時(shí)的信息，工程管理與信息化水平?jīng)Q定著信息的準(zhǔn)確性和傳遞的速度，加強(qiáng)泗河管理與信息化建設(shè)是非常重要的。

2.4.2措施

為保障工程建成后充分發(fā)揮效益，本次泗河防洪專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃一要對(duì)工程實(shí)行統(tǒng)一管理，將水庫(kù)、堤防、水面、閘壩、水資源、水生態(tài)實(shí)行統(tǒng)一管理，制定完善的管理制度和科學(xué)的調(diào)度方案，確保工程正常運(yùn)行，發(fā)揮工程效益；工程的調(diào)度方案，既包括水資源配置調(diào)度方案，又包括不同量級(jí)洪水及超標(biāo)準(zhǔn)洪水的防汛調(diào)度方案，方案制定中，應(yīng)轉(zhuǎn)變觀念，以現(xiàn)代化信息技術(shù)為支撐，適當(dāng)提高興利水位和防洪限制水位，充分發(fā)揮水庫(kù)的攔洪、蓄洪和徑流調(diào)節(jié)作用；在實(shí)際調(diào)度中，應(yīng)利用現(xiàn)代化的信息系統(tǒng)，及時(shí)收集各水庫(kù)、閘壩及重點(diǎn)河段的水情、工情，及時(shí)分析處理，采用適宜的調(diào)度方案。二要加強(qiáng)信息系統(tǒng)建設(shè)。在大中型水庫(kù)、沿河重要河段、閘壩、橋梁節(jié)點(diǎn)、取水口建設(shè)數(shù)據(jù)采集、傳輸系統(tǒng)，整合水文、水資源、水生態(tài)、水環(huán)境等資料，利用數(shù)字濟(jì)寧地理空間框架公共服務(wù)平臺(tái)，建設(shè)數(shù)字泗河，并與省級(jí)平臺(tái)對(duì)接，形成省、市、縣三級(jí)信息網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)水庫(kù)、閘壩、重要控制斷面水位、流量、工程運(yùn)行情況的在線監(jiān)測(cè)、信息采集、傳輸、處理。為工程運(yùn)行與管理、防汛減災(zāi)、水資源統(tǒng)一管理與水量調(diào)度以及指揮決策提供有力的支撐。

表2 泗河1/50治理后100年一遇超標(biāo)準(zhǔn)洪量計(jì)算表 單位：m3/s

3 結(jié)語(yǔ)

河道綜合開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，功在當(dāng)代，利在子孫，涉及目標(biāo)多，部門(mén)多，關(guān)鍵問(wèn)題多。河道防洪專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃是確保流域防洪安全，河道綜合開(kāi)發(fā)的前提。因此，規(guī)劃編制應(yīng)加強(qiáng)調(diào)研，統(tǒng)籌兼顧，協(xié)調(diào)好河道防洪功能與水資源綜合利用、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、交通路網(wǎng)建設(shè)、文化旅游開(kāi)發(fā)等功能，提高規(guī)劃的科學(xué)性和可操作性，切實(shí)發(fā)揮引導(dǎo)作用，最大程度保障河道綜合開(kāi)發(fā)效益，對(duì)實(shí)現(xiàn)河道綜合開(kāi)發(fā)的整體目標(biāo)具有重要意義。