东平湖老湖生产堤对防洪的影响

东平湖老湖生产堤对防洪的影响杨丽红解新勇王春艳（山东黄河勘测设计研究院，山东济南250013）摘要：东平湖老湖区内的生产堤对防洪存在不利影响最为突出的是出湖闸前的生产堤，主要是影响向黄河排水，最大可抬高老湖水位0.36m；金山坝的存在不符合防洪有关法律法规，但对于较小的汶河来水在客观上起到了保护老湖西区的作用，如果能在一定条件下及时破除，对防洪的不利影响主要表现在湖水位较低时，在湖水位较高时其不利影响不明显。关键词：东平湖生产堤防洪影响分析1东平湖围湖造田生产堤基本情况东平湖库区面积627km2，其中老湖209km2，蓄水保证水位44.0m，争取44.5m。在东平湖老湖区，当地居民为了自身的利益，自发地进行了一些围湖造田活动，即修筑一些生产堤，在小水时用来保护自己的农业生产。特别是1996年，在未经主管部门批准情况下，湖区群众在老湖区抢修生产堤进行围湖造田，生产堤顶高程44.0～44.5m（大沽高程，下同），顶宽4～6m，有的还修筑了石护坡。总围湖面积达59.48km2，占老湖面积的28.46％，围出耕地6.94万亩。这些围湖造田共有14块，主要分布在三个区域：一是大清河入老湖口处，有围湖造田10块，面积10.98km2；二是陈山口和清河门出湖闸上游处（以下简称闸前生产堤），有围湖造田3块，分布在闸前的两侧，面积7.5km2；三是老湖的西部区域，群众从金山到二级湖堤修筑了一道生产堤，称为“金山坝”，用以在汶河来水较小时保护其以西41km2的区域[1]。从防洪的角度，上述生产堤应该完全破除。但是，由于受湖区居民生产生活以及有关政策等多种因素影响，实际上目前破除这些生产堤尚存在很大难度。2生产堤对东平湖防洪影响分析2.1对老湖库容的影响生产堤围湖造田，最为直接的影响就是减少湖区蓄水面积，即减少了库容。由于在分滞黄河洪水时，金山坝以西首先运用，且金山坝必须破除，相当于金山坝已不再具有围湖作用，因此，仅对蓄滞汶河来水进行分析。老湖的原始库容曲线与修筑生产堤以后的库容曲线进行比较如图－1。蓄滞汶河洪水，因生产堤围湖造田，在湖水位44.0m时，减少库容1.09亿m3；在湖水位44.5m时，减少库容1.20亿m3。当水位超过44.5m时，围湖造田的生产堤将被冲开或淹没，原始库容又得到了恢复。可见，由于湖区图－1蓄滞汶河洪水库容曲线比较图生产堤的高程多在44.5～45.0m以下，小于老湖的设计运用水位（46m），所以生产堤对滞洪库容的影响，主要表现在湖水位44.5m以下。2.2对退、排水入黄的影响东平湖老湖在蓄滞汶河来水时，一般都要向黄河排水（黄河顶托情况例外），即由陈山口、清河门两座出湖闸，经出湖河道排入黄河。出湖流量小于入湖流量，湖水位则上涨，反之则降低，显然，排水入黄的能力直接影响东平湖的调蓄能力。影响排水入黄的主要是位于出湖闸前的生产堤。在没有生产堤以前，出湖闸前湖面比较宽阔，约1750~3860m[1]。而在修筑生产堤以后，水位较低时，水面宽度仅为440～1200m，等于缩窄了闸前的行水通道，增加了水头损失，在同一湖水位情况下，相当于降低了闸前水位，从而影响出湖流量。表1是在黄河不顶托情况下，出湖闸前有无生产堤时出湖闸出流情况对比表。可以看出，生产堤的存在明显降低了出湖闸的泄流量。这种影响在湖水位较低时（低于44m）非常明显，随着水位的抬高，生产堤被冲垮或淹没，相应扩大了过水断面，其相对值也相应减小。表1闸前有无生产堤出湖闸出流对比表老湖水位（m）出湖闸出流（m3/s）减少流量（m3/s）备注无生产堤有生产堤43.046436599减少21.3%44.0736628108减少14.7%45.01032922110减少10.7%45.511911083108减少9.1%2.3闸前生产堤对老湖水位影响在同样条件下，闸前生产堤的存在减小了出湖流量，必然导致湖水位的抬高。表2反映了典型洪水情况下，闸前生产堤对老湖最高水位的影响。表2闸前引河生产堤对东平湖老湖的影响对比表黄河条件闸前生产堤条件老湖最高水位（m）汶河五年一遇（2001年型）汶河十年一遇（1964年前峰型）汶河二十年一遇（1964年前峰型）不顶托（2001年型，Qm=280m3/s）有44.0744.5144.94无43.7844.2344.58中度顶托（1996年型，Qm=5540m3/s）有44.9945.5446.04无44.9945.4145.86严重顶托（1964年型，Qm=8640m3/s）有45.2145.8846.41无45.2145.8046.26可以看出：一是出湖闸前生产堤的存在致使老湖的最高水位升高，且洪水越大，升高值也越大。如黄河不顶托情况，5年一遇洪水，老湖最高水位抬高0.29m；20年一遇洪水，抬高即达0.36m。这主要是由于生产堤影响了出流，洪水越大，涨水期就越长，其影响的总量也就越大。二是生产堤对老湖最高水位的影响与黄河的顶托程度有关。黄河顶托程度越小，其影响就显著。如20年一遇洪水，黄河不顶托和严重顶托情况，其影响程度分别为0.36m和0.15m。这主要因为，黄河不顶托时出流快，湖水位整体较低，生产堤不仅减少了蓄水面积，而且对出流影响也相对较大；随着黄河顶托程度的增加，老湖出流不畅，水位整体抬高，而在水位高出生产堤以后，生产堤对出流的影响就会相对减小。2.4金山坝对老湖水位的影响金山坝的存在，将老湖分成了东西两个区域。在老湖分滞黄河洪水时，金山坝需要首先破除，只要破除及时合理，不影响分洪运用。因此，金山坝对老湖水位的影响主要体现在蓄滞汶河洪水时。汶河来水较小时，由金山坝挡水，保护其以西区域41km2不受淹没；汶河来水较大时，金山坝破除，老湖全湖运用。关于金山坝老湖蓄滞汶河洪水时，对老湖水位的影响，现选择金山坝在老湖水位44.5m时破除（称之为“条件破除”，下同）与完全破除进行对比。表3出湖闸前生产堤现状情况金山坝完全破除与条件破除对比表黄河条件金山坝汶河洪水形成的老湖最高水位（m）五年一遇十年一遇二十年一遇不顶托完全破除43.8844.4045.00条件破除44.07（不破除）44.5144.94中度顶托完全破除45.0445.5646.05条件破除44.9945.5446.04严重顶托完全破除45.2445.8946.43条件破除45.2145.8846.41表3是出湖闸前生产堤现状情况下金山坝完全破除与条件破除对比表。可以看出：条件破除与完全破除相比，其影响呈非单向性，有时抬高湖水位（不利），有时又会降低最高湖水位（有利）。这是因为金山坝在破除以前相应减少了蓄水面积，致使湖水位抬高，但同时也会加大排水的流量，两方面的作用一弊一利，对最终形成最高水位的影响主要取决于哪个作用更大一些。在湖水位整体较低的情况下，最高湖水位主要表现为抬高；当洪水较大或遭遇黄河顶托时，主要表现为降低。如汶河5年、10一遇洪水遭遇黄河不顶托情况，最大抬高水位为0.19m。这是由于洪水总量不是太大，加之排水顺畅，或湖水位达不到金山坝破除水位，蓄水面积减小，抬高湖水位明显；或在破除以后，西区进水，相对减小了北排水量，最终使最高水位相应抬高。如形成的湖水位较高时，金山坝破除后并没有影响总的库容，但在破除前却相应加大了排水量，最终使最高水位有所降低。但这种降低值较小，最大仅0.06m。3结语与建议(1)闸前生产堤的存在直接影响东平湖老湖的排水能力，从而严重影响东平湖老湖的调蓄能力，最大可影响老湖水位0.36m，在所有生产堤中表现最为不利。水位抬高，对保护金山坝以西区域也是十分不利的，这在以前可能还不被认识，应引起重视。(2)金山坝对东平湖的整体防洪存在不利影响，但该生产堤对于较小的汶河来水在客观上起到了保护老湖西区的作用，而且，如果能够在一定条件下及时破除，对防洪的不利影响主要表现在湖水位较低时，在湖水位总体较高时其不利影响不明显。(3)为确保东平湖防洪安全，同时兼顾湖区群众的生产生活，建议对金山坝规范管理，对出湖闸前的生产堤彻底破除，同时做好相关群众的安置工作。参考文献[1]山东省黄河位山工程局东平湖志编写组，东平湖志，山东大学出版社，1993年；[2]叶守泽，水文水利计算，武汉水利电力学院，水利电力出版社，1992年。