洪湖分蓄洪工程志(湖北省水利志丛书)
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第二节 一期工程规划

1972年上半年,湖北省根据北京召开的长江中下游防洪规划座谈会精神,省水电局会同长办组织荆州地区水利局,监利与洪湖两县的行政领导、工程技术人员成立洪湖地区分蓄洪工程规划组,赴现场进行了调查和勘测,遵循“充分利用荆北平原下区原有的湖泊洼地,如洪湖、大同湖、大沙湖,既尽可能减少蓄洪区面积,又能满足蓄洪160亿立方米的要求,控制城陵矶水位不超过34.40米,确保武汉市的安全,同时根据上下荆江统筹考虑的精神,要求能与荆江分洪区、人民大垸联合运用,以降低沙市防御水位,确保荆江大堤的安全。考虑到一旦分洪的影响,应尽量减少蓄洪区人口转移和淹没耕地”的基本原则,作出了洪湖分蓄洪工程的整体规划。

一、比较方案

洪湖分蓄洪工程规划组经过现场查勘和调查,收集了大量的有关资料,听取了荆州地区和洪湖、监利两县的意见,进行计算、分析、研究和反复比较,提出了6个比较方案。

(一)洪线堤方案

在新滩口未堵坝建闸以前,长江和东荆河洪水年年倒灌入洪湖,洪湖地区的民众皆沿湖高地围垸筑堤为屏障,渐次发展连线成堤,称为洪线堤。当时这些围堤大部分还存在,起着防御洪湖渍水的作用。此方案将加高加固洪线堤作为洪湖隔堤,即自螺山沿长江干堤内的洪线堤至虾子沟,又自螺山北沿洪线堤或螺山电排渠东堤至福田寺、沿总干渠南堤和南套沟电排渠东堤至南套沟,隔堤以内为蓄洪区,面积约1000平方千米,有效蓄洪量不到100亿立方米,不能满足分蓄洪量的要求;加上与荆江隔绝,不能与荆江分洪区、人民大垸联合运用,且堤长约200千米,因而未做深入研究。

(二)螺山穿湖方案

自螺山沿电排渠东堤至子贝渊,再经沙口、峰口东南止于东荆河堤花鼓桥建隔堤,隔堤东南为蓄洪区,蓄洪区面积1910平方千米,有效容积120亿立方米,不能满足分蓄洪160亿立方米的要求,也不能与荆江分洪区、人民大垸联合运用,且螺山至子贝渊穿湖大堤的修建、堤基淤泥的处理存在很大困难,特别是以后分洪时的防守难度大。此方案经研究后而放弃。

(三)五洲联垸方案

自大马湖、集成垸沿江筑堤,与三洲联垸合并,称为五洲联垸。又将监利江堤王家巷至尺八口一段退建,使联垸宽度不小于5千米;又自江堤三支角经柘木桥至么河口建隔堤与螺山穿湖大堤相接,隔堤与江堤之间为洪道,进入螺山穿湖大堤方案的蓄洪区。为了与人民大垸联合运用,必须将监利江堤吴老渊至西门渊一段退建,以利监利河段泄洪。此方案有效容积约130亿立方米。经水利计算,五湖联垸的最大进洪能力为10000立方米每秒,相应人民大垸只能吐洪8000立方米每秒,五洲联垸占用了监利下段荆江河滩的绝大部分,影响荆江行洪,抬高下荆江水位,与荆江防洪的要求背道而驰,也因利少弊多而放弃。

(四)三洲联垸方案

利用现有三洲联垸,于垸中间自北而南修建一道隔堤,隔堤与江堤之间保持2000米的宽度,作为下荆江破堤行洪用;隔堤与长江干堤之间作为分洪洪道,其宽度不足5000米,需将陶市至尺八口干堤退建,联垸分洪道与三支角洪道相连接,进入洪湖蓄洪区,其他布置与五洲联垸方案相同。经水利计算,最大分洪能力约为16000立方米每秒,相应于人民大垸吐洪10000立方米每秒,仍将抬高监利和荆江水位。此方案因泄洪能力小、问题多而放弃。

(五)八尺弓洪道方案

自监利县境荆江大堤八尺弓起,经太马河、卸甲河、毛市、杨家场、福田寺、沙口、峰口东南至东荆河的花鼓桥止,兴建主隔堤;自监利长江干堤姜刘墩起,经汴河、郭铺、桥市至长江干堤螺山止,兴建南隔堤,长江干堤与南隔堤之间为朱河保护区;于监利、洪湖两县城修建围堤,成为安全区;螺山至胡家湾江堤和花鼓桥以下东荆河堤加高加固,预计全部工程的堤防土方为7000万立方米,分洪区总面积为2520平方千米,蓄洪水位为32.50米,有效容积为169亿立方米,能够满足要求。

当荆江洪水需要荆江分洪区、人民大垸与洪湖分洪区联合运用时,可以在八尺弓以下扒口,洪水经人民大垸泄入洪湖分洪区,进洪能力受人民大垸地面高程和宽度控制,最大约20000立方米每秒。当沙市控制水位为45.00米,运用荆江分洪区、涴市扩建分洪区和人民大垸后,由八尺弓洪道泄入洪湖分洪区,可使枝江92000立方米每秒的洪水得到合适解决,上下荆江统筹考虑而可以平衡,为确保荆江大堤的安全创造了条件,是一个非常理想的方案。

(六)半路堤方案(又称上车湾方案)

自监利长江干堤半路堤起,经杨家场、福田寺、沙口、峰口东南至东荆河的花鼓桥兴建主隔堤,朱河保护区、南隔堤、洪湖县城兴建安全区,长江干堤和东荆河堤加高加固等与八尺弓洪道方案相同。荆江大堤吴老渊至西门渊一段退建,吴老渊至杨家湾一段堤刨除。全部工程的堤防土方为7625万立方米,分洪区总面积为2370平方千米,区内有53.37万人,111.74万亩耕地。当蓄洪水位为32.00米时,有效容积为148亿立方米;当蓄洪水位为32.50米时,容积为160亿立方米,正符合要求。

当荆江超额洪水需要荆江分洪区、人民大垸与洪湖分洪区联合运用时,可在姚圻脑扒口,将人民大垸洪水泄入下荆江,同时扒开南岸青泥洲行洪,再经小乌龟洲、大马洲行洪,于上车湾附近扒口泄入洪湖分洪区。进洪能力受小乌龟洲、大马洲地面高程和上车湾滩地高程限制,最大进洪能力为20000立方米每秒,相应人民大垸可泄洪15000立方米每秒,可以处理枝江站洪峰流量88000立方米每秒的洪水。

在做整体规划时,拟定主隔堤建成之后,再继续修建南隔堤、分隔堤、螺山进洪闸等主体工程。主隔堤工程基本完工后,正值国家进行国民经济调整,洪湖分蓄洪工程被列为暂停项目,这些工程未实施,仅作简要介绍。

南隔堤 自上车湾附近经郭铺至引港或螺山修建隔堤,称之为南隔堤。当洪湖分蓄洪区蓄洪时,保障朱河地区的安全。隔堤自监利长江干堤姜刘墩起,经汴河、郭铺、桥市、下斗口至长江干堤的引港或螺山,全长44.1千米。堤身断面标准与主隔堤相同。

分隔堤 自沙口经汊河口、小港至新堤修建隔堤,将洪湖分蓄洪区分为洪湖和大同大沙两大片,可以结合长江各种不同类型洪水灵活运用一片或两片,减少不必要的淹没损失。堤线自主隔堤沙口起,沿下新河北岸至汊河口,再沿汊河口至新堤公路线,经小港至新堤安全区堤止,全长36千米。堤身断面设计为顶宽6米,边坡1∶3,堤顶高程为蓄洪水位加7级风浪高1.7米。

螺山分洪闸 根据1954年洪水演算,确定螺山分洪闸最大进洪流量为12000立方米每秒。闸址选择在螺山以东,长江干堤桩号526+000处,该处外滩地面高程30.00米,堤内地面高程27.00~25.00米。闸底板高程拟定26.00米,堰顶高程29.00米,67孔,每孔口门宽12米,孔高4米,闸身总宽909.6米。

二、审查意见

1972年7月,湖北省水利局提出了《荆北洪湖地区防洪排涝重点报告》,11月,湖北省水利水电勘测设计院编制完成了《洪湖地区防洪排涝第一期工程初步设计》一并上报中央审查。1973年2月水电部以〔73〕水电计字第33号文正式下达关于《洪湖隔堤第一期工程初步设计》审查意见。其主要内容如下。

(1)长江中下游规划座谈会对长江防洪的安排是:遇到1954年同样严重的洪水,洪湖地区承担蓄洪160亿立方米,为了减少淹没损失,水利部同意兴建洪湖隔堤工程。第一期工程包括兴建主隔堤,长江干堤、东荆河堤加固,兴建安全区围堤以及主隔堤上的附属建筑物工程。上述工程要求在“四五”期内分期安排实施。

(2)关于主隔堤堤线问题,长江中下游规划座谈会曾研究主隔堤上段采用八尺弓到福田寺堤线方案,而初步设计采用半路堤到福田寺堤线,水利部认为从荆江整体防洪考虑,八尺弓方案可以使洪湖分洪区与荆江分洪区、人民大垸联合运用,对荆江防洪有利,因此仍应采用八尺弓到福田寺堤线,监利县城修建安全区围堤。下段堤线采用沙口到中革岭方案,去冬定线改为沙口到高潭口,水利部同意上述变动,但是南隔堤堤线位置应向外扩展,确保洪湖地区总蓄洪容积不少于160亿立方米。

(3)主隔堤地质条件复杂,土壤含水量大,应补充土壤勘查,做好堤基处理,堤身施工要注意排水和压实,分期填筑,保证堤身质量。主隔堤上附属建筑物技术设计由湖北省水电局审批。

1972年,水利电力部朱国华司长前来现场查勘后认为,半路堤位于八尺弓下游30余千米,在联合运用时,要扒开8道荆江江洲民垸堤,洪水多次漫越洲滩高地,影响扒口处水头的降低;在上车湾河段裁弯后,河势发展不利于行洪。因此,1973年2月1日,水利电力部以〔73〕水电计字第33号文批复:“关于主隔堤堤线问题,长办规划推荐半路堤到福田寺堤线,我们认为从荆江整体防洪考虑,八尺弓方案,可以使洪湖分洪区与荆江分洪区、人民大垸联合运用,对荆江防洪有利,仍应采用八尺弓到福田寺堤线,监利县城修建安全区围堤。”

当隔堤从高潭口至福田寺基本完成后,湖北省水电局再次上报了半路堤方案。1975年11月17日,水利电力部又以〔75〕水电计字第267号文,对湖北省水电局关于洪湖主隔堤工程的再次请示报告予以批复:“经研究,为了迅速落实1954年同样严重洪水的蓄洪任务,同意先按半路堤至福田寺线路建成洪湖主隔堤,保证明年汛期能发挥防洪作用。八尺弓到福田寺方案,保留在今后荆江防洪规划中进一步研究。”

三、实施方案

(一)主隔堤

主隔堤是洪湖分蓄洪工程的主体工程之一,其作用是将蓄洪区与保护区隔开,分洪时抵御洪水西进,减少淹没损失,是四湖地区的重要防洪屏障。

1.选择堤线遵循的基本原则

根据荆北地区整体防洪排灌规划要求,沿主隔堤北面堤脚150米以外,开挖一条新排灌渠连通长江和东荆河,因此,堤线选择除满足防洪要求外,还必须考虑挖河成堤、渠堤结合的地形条件,满足筑堤的土源,做到渠堤挖填土方基本平衡,减轻劳力负担和国家投资。对主隔堤堤线选择,应尽量选择地面较高、基础较好的地段,避免或少跨越湖沼地带,减少堤身高度,增强堤身稳定性,确保被保护区的防洪安全,同时尽量减少房屋拆迁、挖压农田。尽可能改善原有排水系统和提高排水能力,适当照顾原有排灌渠系,便利群众生产。

2.主隔堤堤线走向

在初步规划时,堤线拟定为自监利长江干堤半路堤(桩号624+500)起,沿东北方向,通过沙湖、白艳湖之间高地,在福田寺跨四湖总干渠,沿老湖闸渍水堤以北、内荆河以南25.00米以上较高地面前进,再经沙口、峰口至花鼓桥接东荆河堤。在工程实施时,洪湖县为了尽量减少挖压农田,提出了利用现有洪湖围堤、沿洪湖边缘筑堤的要求。经过实地考察,沿洪湖筑堤的困难很多,主要是穿过沼泽地段较长、基础不良、土源缺乏、施工极其困难、分洪时不易防守。为了确保工程建设顺利进行,省洪排总部召集洪湖、监利两县负责人和工程技术人员进行反复比较和磋商,最后采取折中方案,确定为沿内荆河北岸筑堤,因此选择了沙口经下新河、黄丝南抵高潭口接东荆河堤的堤线。在将修改后的方案上报水利部的同时,施工已经全面展开。

3.主隔堤设计标准

主隔堤按照1级堤防标准设计,全长64.82千米,堤顶面宽8米,内外边坡1∶3,堤顶高程按蓄洪水位32.50米加风浪爬高1.7米(7级风30千米吹程)和安全超高0.5米,拟定为34.70米。另外,考虑到工程运用时,分洪区内水位高、风浪大,拟定采用防浪林及护坡块石防浪(主隔堤基本形成以后,工程停建,块石护坡工程未实施)。

主隔堤沿线地势低洼,堤身垂直高度达到8~10米,为了防洪安全、防止堤脚渍水浸泡,以及便于种植防护林,规划堤脚两侧修筑禁脚平台,其中,内平台宽度50米,外平台宽度洪湖为50米,监利为30米;高程按超过当地地面高程0.5米设计,一般为25.50~26.50米;禁脚至排涝河之间留用土地(俗称大平台)宽为100米,其主要作用是稳定堤身,同时为分洪抢险提供备用土源。

(二)排涝河

为了满足修建主隔堤的土源和荆北地区整体排灌系统的需要,在筑堤的同时,沿主隔堤西北侧平行开挖一条电排河(主要功能为排涝,故称排涝河),全长64.8千米。上段从监利半路堤至福田寺,称上排涝河,长约16千米,设计排水流量为85立方米每秒,以满足半路堤电排站排水需要,河底宽40米,河底高程22.00米,岸坡1∶3,北岸有建设河、北引河、农场河等河渠与之相通。福田寺至洪湖高潭口河段称下排涝河,全长48.8千米,设计排水流量为240立方米每秒,以满足高潭口电排站排水需要,河底宽67米,河底高程19.00米,岸坡1∶3。北岸有监北干渠、新市支沟、跃进河、戴电河、陶洪河、监洪渠、柴林河、内荆河峰口段、范峰河、中府河、燕子河、永黄河等河渠与之相通。

(三)福田寺枢纽工程

福田寺枢纽工程包含防洪闸、节制闸、船闸3个主体工程,控制着四湖总干渠、西干渠、上下排涝河的正常运行,集排水、灌溉、防洪、航运、公路交通为一体的综合性水利枢纽之功能。

1962年四湖总干渠下段挖成之后,内荆河得以治理,渍水得以排出,为了等高截流,分层调蓄,1962年在总干渠上建成一座11孔的福田寺排水闸,1963年在排水闸旁边动工兴建一座船闸,1967年完工,但船闸未能正式使用。1972年,洪湖分蓄洪主隔堤工程动工,原来修建的福田寺排水闸和船闸不具备防洪功能,因而报废,只得重新移址建新闸。

福田寺枢纽工程地处四湖中区下游,又位于洪湖调蓄区的进口,四湖总干渠与排涝河在这里交汇。中区在福田寺以上有3369平方千米的承雨面积,以福田寺3个闸为控制点,可以相机进行自排、提排或调蓄。当新滩口闸可以开闸排水时,可进入洪湖调蓄或进入排涝河,通过高潭口泵站或半路堤泵站,提排渍水入江河。灌溉季节,可关闸节制与抬高水位,灌溉两岸农田。由于它起着承上纳下、调节平衡整个四湖地区来水的作用,故有四湖地区水利咽喉之称。

(四)其他涵闸

主隔堤形成之后,原有的排灌水系被阻隔或打乱,原建的一些排灌涵闸也无法发挥应有的作用,因此,必须在主隔堤重新兴建与原有涵闸相匹配的涵闸,以利于抗旱排涝、水路交通和农业生产。在一期工程建设期间,规划修建了横跨主隔堤的4座涵闸,即监利县沙螺闸,洪湖县子贝渊闸、下新河闸以及黄丝南闸。

(五)电排站工程

四湖地区尤其是中下区,地势低洼,汛期外江水位高于内地,全靠堤防保护,而值雨季,渍水无法自流排泄,必须使用电排站将渍水提排入江河。在进行洪湖分蓄洪工程规划时,荆州地区决定利用兴建洪湖分洪区的机遇,争取国家支持,改善四湖地区的排灌条件,规划修建以高潭口泵站、半路堤泵站为骨干的电力排灌系统和水系恢复工程,有效地提高四湖中下区的抗灾能力,改变农业生产环境,为农业增产提供可靠保证。

(六)桥梁

因主隔堤的兴建、排涝河的开挖,原有的交通被中断,给当地群众的生产和生活带来不便,同时在分洪运用期间,转移到主隔堤上的灾民需要尽快疏散到保护区,因此,必须修建一部分桥梁。规划时,根据地理交通等情况,拟建5座跨越排涝河的大型桥梁,其中,洪湖境内两座,即洪三大桥、沙口大桥;监利境内3座,即半路堤公路桥、海唐桥、毛太桥。