安徽省八里河防洪治理措施及环境影响分析研究

王心勇

（颍上县水利工程管理所,安徽 颍上 236200）

八里河位于颍上县内颍河下游,自流排水条件差,洪涝灾害频繁[1]。针对该区域防洪治理现状,研究制定了系统的防洪措施。目前八里河本干经过多年的治理,三叉闸以下至沟口段已达到10 年一遇的排涝标准,但两条支流上的堤防并未达到10 年一遇标准。除主要支流外,其余支流仅有部分河段达到了5 年一遇的排涝标准。为此,根据八里河的实地考察情况以及当地治理经验,本文制定有效地治理方案,并对施工期间与运行期间的环境影响进行分析。研究旨在提高八里河河道的排涝防洪能力,为居民生活提供水利保障。

1 区域生态环境现状及存在问题

1.1 区域概况及水文分析

八里河是颍上县内颍河的最大支流,全长共34.27 km。流域面积为480 km2流域内现有根底43.1 万亩,居住人口51.5 万人。八里河主要支流有柳沟、第三湖沟、青年河等,八里河流域位于淮北冲积平原的南部,地势较为平坦,由西北向东南缓倾。最高地面高程为28.5 m,最低为17.5 m,坡降为0.0001。继第三纪以来,地壳继续发生以沉降为主的地质运动。第四纪冲积物在地表沉积,不断改变着地貌形态,加上黄河的南泛侵蚀、沉积以及淮河各支流的分割,境内构成了很多不同的小地形。土壤以黏土居多,自然肥力较高,是当地粮食和经济的主要产区。目前八里河正常蓄水位为21.5 m。该区域位于我国南北气候的过渡带,主要气候为季风明显、气候温和、四季分明、雨量适中。流域多年受季风影响,降雨量一般夏季多、冬季少,春雨多于秋雨。年平均降水量为926.7 mm,该流域内现有两个雨量站。

由于八里河流域地处颍河最下游,自流排水条件差,洪涝灾害频繁。2019 年八里河流域发生洪水灾害淹没耕地1.1 万亩,造成520 间房屋倒塌,经济损失达到600 万元左右。统计颍上县八里河1951 年～2020 年洪水资料,总年数70 年,缺9年水位资料,有资料的61 年最高平均积涝水位为21.84 mm,不均匀系数为0.12,偏态系数为0.30。50 年一遇积涝水位为25.37 m。颍上站最大1 日、3 日降雨量见图1。

图1 颍上站最大1 日、3 日降雨量

1.2 区域治理现状

八里河流域治理从1972 年进行,开始沿岸修筑圈圩,但当时标准并不高,防洪不足3 年一遇,之后进行了4 次治理。八里河本干总长为34.27 km,现状两岸堤防总长为19.72 km,其中右堤长为7.51 km,左堤长为12.21 km。左右岸防洪堤的防洪标准皆为20 年一遇。目前八里河本干经过多年的治理,三叉闸以下至沟口段已达到10 年一遇的排涝标准。此外,在八里河流域内支流众多,比较大的支流有柳沟、第三湖沟和青年河,其他支流包括北截岗沟,淮涡河等。支流上有堤防的为柳沟、第三湖沟,为回水堤和洼地的圩堤。目前两条支流上的堤防并未达到10年一遇标准。除主要支流的支沟宋河、黄沟以及十里长沟外,其余支流仅有部分河段达到了5 年一遇的排涝标准。

1.3 区域防洪工程存在问题

根据最新的《颍上县城市防洪规范》（2022.6）八里河两岸堤防规划防洪标准为50 年一遇,而现状城市防洪标准并不满足规划要求。柳沟作为八里河流域最长的一条支流,在2013 年进行过清淤疏浚并拆除重建部分阻水桥梁,但由于投资限制,闫庄桥以下并未进行治理。第三湖沟多年并未进行全面治理,目前圩堤内缺乏必要的排涝站。青年河作为八里河南部一条东西向的排涝及灌溉引水河道,常年未进行系统治理,现状河道淤积严重,排水不畅。北截岗沟现状河道断面过流能力不足5 年一遇。此外,该流域内部分沟口防洪涵闸损毁、缺失。这加重了八里河流域内的防洪排涝压力。圩堤内的排水手段不够,需要增加抽排手段,保证沿河圩堤安全。流域范围内主要支沟及二级支沟上存在堵坝或阻水严重的桥梁。据统计,需要拆除堵坝新建梁板桥6 座,拆除重建桥梁16 座。

2 基于八里河流域防洪排涝经验的治理措施制定

2.1 流域内干、支流的治理方案设计

八里河流域范围内水系众多,排水通道清晰,结合近年来该流域范围内已实施的防洪排涝项目,对其进行全面系统的治理,系统解决流域范围内防洪排涝面临的问题。目前八里河流域范围内三叉闸以下河道经过历次治理,现状本干河道排涝标准已达到10 年一遇,三叉闸以上至河源属于乡村地区,目前河道疏浚工程正在实施中,排涝标准也能够达到10 年,满足当前至今后一段时间的排涝需求,故不再对本干河道进行清淤疏浚。八里河两岸堤防属于颍上县城市防洪圈堤的一部分,目前已到达20 年一遇的防洪标准,但根据《颍上县城市防洪规划》要求,防洪标准为50 年一遇,其中右岸堤防高程不能满足要求。为此,设计加固八里河三叉闸至稻香桥段右岸堤防。而八里河保丰沟以下至稻香村桥段属城市景观河道,相对于上游河岸,该处河道上口普遍较宽,河道两岸均已做成连续的景观绿植带,是颍上县较为重要的湿地观光带。由于该处水面较宽,水面容易受风浪影响,冲刷河岸,目前部分河岸因风浪的长期冲刷,已出现了坍塌险情。结合该段河道已完成的绿化设施以及工程成本、材料耐久性等方面的考虑,研究选择混凝土连续排桩的方案对城区段八里河两岸河道岸坡进行垂直防冲刷处理。

治理方案设计需要对柳沟宋庙大沟以下至沟口处按5年一遇排涝标准进行清淤,宋庙大沟以下至稻香桥段左岸堤防按20 年一遇标准进行加固,右岸堤防按10 年一遇标准进行加固,对现有的小圩堤进行联圩处理。堤防沿现有的圩堤及柳沟岸线填筑,利用开挖的顺堤土方填筑堤,在堤防下游末端处新建排涝站,解决圩堤内涝水外排的问题。堤防加固后,在柳沟沟口处两岸堤防上新建两座排涝站,用以排除内涝。柳沟设计堤顶高程成果与现状地面高程对比见表1。

表1 柳沟两岸设计堤顶高程与现状地面高程对比

结合表1 数据可知,柳沟两岸罗桥闸以下地面高程高于设计洪水位,以下河段两岸地面高程低于设计水位。结合现场调查可知,柳沟宋庙沟以下的现有堤防及地面高程不能满足10 年一遇的防洪要求。治理方案设计规划从柳沟沟口至宋庙沟岸两岸通过新建、加固以及联圩方式,提高两岸现有堤防的防洪标准,堤防向上延伸至自然高地。为减轻下游防洪压力,为上游两岸农田提供灌溉水源,项目规划在柳沟与淮涡河交汇处上游新建一座节制闸,拦蓄部分柳沟涝水。同时项目治理对柳沟之前治理时遗留及未解决的桥梁问题进行一并处理。

第三湖沟部分断面淤积严重,排涝不畅,项目规划对第三湖沟本干按5 年一遇标准进行清淤疏浚。第三湖沟下游两岸现状有8 条圩堤,现状堤顶高程高低不一,经过复核,颍红公路桥以下至沟口端,两岸堤防整体防洪标准达不到10 年一遇。项目计划通过加固、新建及联圩的方式,提高堤防防洪标准。此外,为确保三湖沟两岸农田和村庄防洪排涝安全,同时在两岸堤防上配套了3 座排涝站。针对该支流入八里河沟口处徐桥闸规模较小,损毁严重的问题,研究计划对其进行拆除重建。

研究将按5 年一遇排涝标准对青年河进行清淤整治,同时对本干阻水桥梁进行拆除重建。在青年河入八里湖沟处新建节制闸,防止八里湖洪水倒灌入青年河中。同样,鉴于对北截岗沟存在的问题,对其按5 年一遇排涝标准进行清淤疏浚,拆除重建本干阻水桥梁。为避免淮涡涝水进入北截岗沟,项目规划重建刘庄闸。淮涡河作为一条重要的排涝和引水河道,常年稳定蓄水位为26.50 m,目前河道岸坡因排涝冲刷,部分坍塌,项目规划对淮涡部分坍塌段河道岸坡进行防冲刷护砌。

结合《颍上县城市防洪规划》和八里河流域整治经验,计划将疏浚拦鱼设施至八里河口段引河,使引河的过流能力由184 m3/s 增加至264 m3/s,改善其外排条件。鉴于内引河岸现状,本次规划将两岸坡比有现状1∶3 削挖至1∶2,同时为了保证削挖后边坡稳定,对河道两侧岸坡进行砼预制块防冲刷护砌。本次规划按10 年一遇标准对流域总干渠进行清淤整治,同时对总干渠下游2 km 长的陡坡段进行砼预冲刷护砌。

2.2 八里河流域防洪工程措施

此次规划对柳沟下游宋庙大沟以下至五里湖,第三湖沟颍红公路以下至八里河两岸堤防进行加固,对现有的圩堤进行联圩处理,并根据对应的防洪标准新筑部分堤防。基于管理需求以及美观要求,设计拟采用钢筋砼防浪墙对八里河右岸圩堤进行加固。项目的涵闸工程包括青年河入八里河口处新建节制闸,对北截岗沟以及第三湖沟沟口徐桥闸进行重建。项目规划在柳沟及第三湖沟两侧新加固的地方内新建6 座排涝站,排涝站规划设计成果见表2。

清淤数据长度为64.8 km,估算总开挖土方185.3 万m3。开挖弃土中Ⅲ类土用于填筑堤防,其余弃土用于填埋废弃的池塘洼地等。考虑到实际运行中防洪排涝对河道岸坡造成的不利影响,对八里河城区段两岸河道岸坡进行排桩防冲刷护砌,对淮涡河本干沿岸经村庄出河道岸坡以及八里河闸内引河、总干渠两岸岸坡进行砼预制块防冲刷护砌。

3 治理措施实施对环境影响分析及保障措施设计

3.1 施工期间环境影响分析

混凝土施工中的材料冲洗与养护的废石及施工废泥浆等均有可能影响到水质,其中土方开挖、回填以及装卸、运输等项目会产生较多的粉尘。粉尘的主要影响对象是施工现场的工作人员,而燃油机械会在使用过程中产生燃油废气,但施工区地势开阔,空气扩散条件较好,废气对于施工区空气质量的影响较小。此外,施工时使用的很多设备会产生较大的噪声。经预测,施工噪声对300 m 范围内的居民都有不同程度的影响,白天50 m 以内范围影响严重超标,夜间施工明显影响距离达到150 m。施工期间,该流域施工区内人口密度相对较大,在工地卫生条件较差的条件下很容易产生感染性疾病,工程中产生的固体废弃物也会对环境造成一定影响。

3.2 运行期间环境影响分析

本治理工程主要包括河道疏浚、堤防加固、岸坡护砌、重建涵闸、排涝站以及桥梁等,流域内干支流经过治理后能够改善当地的农业生产、生活条件。通过改善流域的水利条件能够在干旱时候灌溉土壤,洪涝时期及时排水。通过调整农业生产结构,将传统的农业变为种养相结合的多种经营性农业。通过植树造林,种藕养鱼,增加水面,进而使得该流域周围气候环境、生态环境得到大大改善。

3.3 环境保护措施设计

针对水环境污染,项目计划在施工期内对砂石料系统冲洗废水、混凝土系统废水进行过滤沉淀处理,将废气油水集中焚烧处理,避免污染环境。施工期内产生的生活废水通过厌氧氧化池进行生活污水处理,生活污水在池中停留一天即排入水体。项目规划设施生活污水收集池六座。在施工完毕之后,废水与污水收集池将会被拆除,并用土回填。

施工过程中,在施工高峰的噪声源强度一般为80 dB～110 dB之间。研究计划将施工作业时间安排在白天,夜晚停止施工。机械设备的选择尽量考虑最低声级水平的方法,同时采取轮换工人的方法,避免单独工人长时间接触高噪声。

为保障施工期间人群健康,工程项目对新人员进行卫生检疫、在生活区中定期杀虫、水质定期监测。对于施工期产生的生活垃圾,施工单位将设立相应的换位机构,定期进行清理消毒。而建筑垃圾可作为垫路用料或就近填埋处理,废物顶部采用植被覆盖,保持长期稳定并防止风化侵蚀。

4 结论

基于八里河流域的防洪治理经验,研究制定了对应的系统性的治理措施,并得到以下结论：

（1）缺乏高水高排通道、无系统的排水体系是八里河流域洪涝多发的主要原因。

（2）水文计算结果表明,八里河50 年一遇水位为25.37 m,20 年一遇水位为24.75 m,10 年一遇水位为24.01 m,5 年一遇水位为23.37 m。以此为水位标准,研究制定了系统的防洪措施。

（3）想要提升水资源的防护管理效率,保护生态环境,必须提前全面了解区域内的水资源分布情况,并结合当地的发展情况进行防洪措施制定。