大中型水闸除险加固研究与处理措施
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2 东平湖滞洪区的工程任务

2.1 工程建设的必要性

2.1.1 工程区自然环境概况

东平湖滞洪区位于山东省梁山、东平和汶上县境内,位于黄河由宽河道进入窄河道的转折点,是分滞黄河、汶河洪水、保证艾山以下窄河段防洪安全的重要工程措施。工程区地处北温带,属温带大陆性季风气候,具有四季分明的特点。多年平均气温为13.5℃,最高气温41.7℃(1966年7月19日),最低气温-17.5℃(1975年1月2日)。多年平均降水量605.9mm。多年平均蒸发量2089.3mm。最大风速达21m/s以上,最大风速的风向多为北风或北偏东风。

2.1.2 社会经济情况

东平湖滞洪区总面积627km2,耕地面积3.178万hm2,区内村庄312个,人口33.14万人,房屋32.5万间,农业年产值16.82亿元,工业年产值4.7亿元,固定资产58.98亿元,农民人均纯收入1600~2400元/人。其中东平县面积占59%,耕地占52%,村庄占68%,人口占56.8%,房屋占65.9%,村台占51.6%,粮食产量占57%;梁山县次之,汶上县最少面积占不足1%,人口占1.4%。

2.1.3 决溢影响分析

按照黄河下游防洪部署,东平湖分蓄黄河流量17.5亿m3,考虑汶河相应时段来水9.0亿m3和底水4.0亿m3,总蓄水量达30.5亿m3。围坝为1级建筑物,设计蓄水位43.79m。一旦围坝发生决溢其结果为:

(1)湖东围坝决溢,洪水将漫淹东平县的大清河以南、汶上县和济宁市共计53个乡(镇),受淹面积1222km2,受淹人口126.89万人,耕地6.8万hm2,粮食产量50.5万t,油料2.28万t,棉花0.97万t,国有固定资产18.9亿元,不计林、牧、副、渔业及交通设施,一次决溢经济总损失约50亿元。

(2)湖西围坝决溢,洪水将漫淹梁山县、郓城县的大部分,水顺京杭运河以西和洙赵新河以北入南四湖,淹及嘉祥县和巨野县的一部分,共淹66个乡(镇),受淹面积3319 km2,人口205.06万人,淹没耕地14.6万hm2,粮食115.7万t,油料5.34万t,棉花2.07万t,国有固定资产1.74亿元,不计林、牧、副、渔业及交通设施,一次决溢经济总损约43亿元。

(3)湖东、湖西围坝均发生决溢,洪水将淹及七个县(市),共计119个乡(镇),受淹面积4541 km2,人口331.95万人,淹没耕地21.5万hm2,粮食166.2万t,油料7.63万t,棉花3.04万t,国有固定资产20.64亿元,不计林、牧、副、渔业及交通设施,一次决溢经济总损失约93亿元。

2.1.4 工程现状及存在的主要问题

2.1.4.1 工程现状

东平湖滞洪区包括围坝、二级湖堤、山口隔堤、进出湖闸等。东平湖围坝从徐庄闸至武家漫全长88.30km,其中徐庄闸至梁山国那里(0+000~10+471)为黄、湖两用堤;梁山国那里至武家漫(10+471~88+300)为滞洪区围坝。

山口隔堤分为三段,全长8.542km;进湖闸有石洼、林辛、十里堡三座组成,退水闸有陈山口和清河门两座,由于受黄河河床逐年淤积抬高的影响,退水日趋困难。1987~1989年兴建司垓退水闸,退水入南四湖。

2.1.4.2 工程存在的主要问题

东平湖滞洪区共有水闸22座,除分洪闸3座,退水闸3座外,还有其他引水排涝水闸16座。其中马口闸位于山东省东平县洲城镇,位于大清河进入东平湖(老湖)入口处,相应围坝桩号79+300处,该闸修建于1966年,是集灌溉、排涝于一体的工程,设计流量灌溉为4m3/s,排涝为10m3/s,1孔钢筋混凝土箱型涵洞,闸全长为54.2m,分为五段,闸室总宽3.6m,闸底板高程36.79m。马口闸出口侧面接有马口排灌站。

该闸于2004年8月被黄河水利委员会基本建设工程质量检测中心评定为四类闸。其安全鉴定结果:该闸现设计防洪水位为44.87m,比原设计防洪水位为43.29m高出1.58m,达不到防洪标准要求;闸室稳定存在严重问题,不满足规范要求;渗径不足,闸体洞身段沉陷缝止水均已老化损坏,容易造成渗透破坏,防渗设施不能满足抗渗稳定要求;在闸首前缘出现严重裂缝,结构配筋不能满足相应的设计规范要求;混凝土闸门及钢闸门的闸门槽锈蚀严重,启闭螺机老化,启闭设备满足不了闸门开启和关闭的要求;没有安装电气设施,观测设施已损坏,工作桥栏杆损毁,桥墩不均匀沉陷过大,桥板架空,启闭机房年久失修,门窗破败,屋顶漏雨;上下游挡墙开裂严重,涵洞内部沉陷缝内侧橡胶止水老化开裂,损坏严重,压板及螺栓严重锈蚀,部分螺栓已经锈断。

2.1.5 工程建设的必要性

黄河下游是举世闻名的“地上悬河”。为了减少黄河洪水灾害,国家始终把保障黄河下游防洪安全作为黄河治理的首要任务,经过多年的努力,初步形成了“上拦、下排、两岸分滞”的防洪工程体系,使黄河下游防洪治理初见成效。但是,由于黄河问题的特殊性和复杂性,决定了在未来相当长的时间内,黄河仍将是一条多泥沙的河流。

小浪底水库投入防洪运用以后,可以控制整个流域面积的92.3%,原来的“下大洪水”三门峡至小浪底之间部分也可以得到较好的控制。但小浪底至花园口区间(简称小花间)仍有2.7万km2属于无控制区。目前黄河下游的防洪标准是防御花园口洪峰流量2.2万m3/s,通过东平湖蓄滞洪运用,控制艾山站下泄不超过1万m3/s。东平湖蓄洪区是确保艾山下泄流量不超过1万m3/s的重要工程,在小浪底水库运用后,东平湖分滞黄河洪水的几率约为30年一遇。同时,东平湖还承担着蓄滞汶河洪水的任务,因此,东平湖滞洪区对山东黄河以及汶河防洪是至关重要的。根据历史洪泛情况,结合现在的地形地物变化分析推断,如果黄河在艾山以下决口,北岸决口黄河洪泛影响范围达10500km2,如果南岸决口,影响范围达6700km2。影响范围内有济南、滨洲、东营、津浦铁路,胜利油田等大中城市和重要设施。

目前,黄河下游悬河形势加剧,防洪形势严峻,黄河一旦决口,势必造成巨大灾难,打乱整个国民经济的部署和发展进程。除直接经济损失外,黄河洪灾还会造成十分严重的后果,对社会经济发展和环境改善将造成长期的不利影响。因此两岸保护区对黄河下游防洪的要求越来越高,必须保证黄河下游防洪万无一失,保障国民经济的健康发展。确保黄河下游防洪安全,对建设有中国特色的社会主义事业和实现可持续发展战略,具有重要的战略意义。东平湖作为下游防洪体系的重要组成部分,对山东窄河段的防洪安全发挥着极为重要作用。

综上所述,为了充分发挥东平湖的蓄滞洪能力,保证山东黄河以及汶河的防洪安全,对滞洪区工程存在的问题及时通过工程建设措施予以消除,是非常必要的,也是十分紧迫的。