白 赟,柳 明
1.山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院,山東 濟(jì)南250013
2.山東省膠東調(diào)水局,山東 濟(jì)南250013
隨著大運(yùn)河成功列入世界文化遺產(chǎn),作為“在用的”、“活著的”遺產(chǎn),它不僅是一條“流動(dòng)的”、“發(fā)展的”經(jīng)濟(jì)黃金廊道,還是一條積淀豐厚的文化長(zhǎng)廊[1]。京杭運(yùn)河山東段是國(guó)家水運(yùn)主通道的重要組成部分,連接山東與周邊水網(wǎng)地區(qū),是山東內(nèi)河航道的核心。其在德州進(jìn)入山東境內(nèi),依次經(jīng)過(guò)聊城、泰安、濟(jì)寧、棗莊五市,境內(nèi)總長(zhǎng)度為589 km[2]。
開展以水體和水利工程為載體的大運(yùn)河文化帶建設(shè),對(duì)于保護(hù)運(yùn)河沿線水利遺產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境,傳承運(yùn)河沿線優(yōu)秀傳統(tǒng)水文化,挖掘大運(yùn)河承載的歷史文化價(jià)值,全面提升經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)、環(huán)境和景觀等效益具有重要的戰(zhàn)略意義。本文從大運(yùn)河河道原狀保護(hù)、恢復(fù)河道航運(yùn)并結(jié)合輸水配水工作的角度,提出可操作性、有實(shí)效的具體措施,真正實(shí)現(xiàn)保護(hù)好、傳承好、利用好大運(yùn)河的目標(biāo)。
明清兩代,德州既是漕運(yùn)的儲(chǔ)存站又是轉(zhuǎn)運(yùn)站。德州段運(yùn)河成為南北水運(yùn)的咽喉要地,年貨運(yùn)量、周轉(zhuǎn)量、吞吐量都占運(yùn)河各港口之首。京杭大運(yùn)河德州段自夏津白馬湖鎮(zhèn)白莊到德城區(qū)二屯鎮(zhèn)第三點(diǎn)村,全長(zhǎng)141 km。以武城縣四女寺樞紐作為節(jié)點(diǎn),分為衛(wèi)運(yùn)河和南運(yùn)河,主要承泄上游來(lái)水,同時(shí)作為引黃濟(jì)津調(diào)水工程的輸水干渠和南水北調(diào)東線二期規(guī)劃輸水渠道。
德州段南運(yùn)河河段平灘過(guò)流能力約180 m3/s,滿足潘莊應(yīng)急輸水80~77 m3/s、南水北調(diào)東線二期輸水工程75 m3/s、引黃濟(jì)津調(diào)水工程65 m3/s 的規(guī)模,過(guò)設(shè)計(jì)輸水流量時(shí)的水位比外堤角地面高程低1.0~3.5 m,平均低1.9 m。德州航運(yùn)局于1982 年撤銷,南運(yùn)河成為以行洪排水為主的河道。目前,南運(yùn)河沿線仍保留了一些具有航運(yùn)功能和基本滿足通航要求的航運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施,如四女寺樞紐等,為恢復(fù)和發(fā)展航道的水云功能奠定了較好的基礎(chǔ)。
聊城是大運(yùn)河上著名的九大商埠之一,興盛的漕運(yùn)為其帶來(lái)了400 年的繁榮。市區(qū)河流眾多。除黃河及其支流金堤河外,有屬于海河流域縱貫全區(qū)的徒駭河、馬頰河和從邊境流過(guò)的漳衛(wèi)河骨干排水河道,其中,黃河、金堤河、漳衛(wèi)河屬于邊境河道。古運(yùn)河從東南到西北貫穿全境。
大運(yùn)河泰安段全長(zhǎng)60 華里,有“運(yùn)河水柜”之稱的東平湖是大運(yùn)河山東段的最大水源地。
大汶河是黃河下游最大的一條支流,是泰安市唯一大型河道。主流起源于萊蕪市鋼城區(qū)汶源街道辦事處臺(tái)子村,自東向西流經(jīng)萊蕪市鋼城區(qū)、萊城區(qū),泰安市岱岳區(qū)、泰山區(qū)、肥城市、寧陽(yáng)縣、東平縣,濟(jì)寧市汶上縣,于東平縣馬口村注入東平湖,由東平湖陳山口出湖閘泄入黃河(戴村壩以下稱大清河),全長(zhǎng)231 km,境內(nèi)長(zhǎng)179.24 km,流域面積8944 km2。
濟(jì)寧是大運(yùn)河的重要樞紐,明清時(shí)期管理全國(guó)運(yùn)河水利的最高管理機(jī)構(gòu)——河道總督衙門便設(shè)在濟(jì)寧,因此濟(jì)寧又被稱為“運(yùn)河之都”。濟(jì)寧市水系均屬淮河水系南四湖流域,中部京杭運(yùn)河貫穿南北,其它河流走向受地形制約呈放射狀由周邊向區(qū)內(nèi)中南部京杭運(yùn)河及南四湖一帶匯集,發(fā)達(dá)的地表水系對(duì)區(qū)內(nèi)防洪澇、灌溉和調(diào)節(jié)補(bǔ)給地下水資源發(fā)揮著巨大作用[3]。
京杭運(yùn)河及南四湖東部主要河流有20 余條,多屬山洪河道,源短流急,峰高流量小,其中發(fā)源于東部山區(qū)的較大河流有泗河、白馬河、洸府河;京杭運(yùn)河及南四湖西部主要河流有19 條,河底平緩,徑流歷時(shí)較長(zhǎng),季節(jié)性明顯,主要為人工河流,具引黃、引湖、防洪、排澇等多種功能。以上河流中、下游河段由于人工開挖治理,一般常年有水,且水位與湖水位基本一致,具有通航功能。
大運(yùn)河棗莊段,文物古跡眾多,遍及運(yùn)河兩岸,尤其是臺(tái)兒莊城內(nèi)的3 km 運(yùn)河古道,是目前全國(guó)保存最為完好的古運(yùn)河河段之一,被稱為“活著的運(yùn)河”。
棗莊市境內(nèi)河流屬淮河流域運(yùn)河水系。大小河流共有24 條,京航運(yùn)河棗莊段為大型河流,橫穿市南部,境內(nèi)全長(zhǎng)39 km。中型河流(伊家河、嶧城大沙河、城郭河)3 條,流域面積在100 km2以上的河流8 條,流域面積在30 至100 km2的河流12 條。除京杭運(yùn)河棗莊段為南四湖泄洪河道外,其它主要河流均發(fā)源于東北部山區(qū),分別流入南四湖和運(yùn)河。
南水北調(diào)東線工程從江蘇揚(yáng)州江都水利樞紐提水,途徑江蘇、山東、河北三省,向華北地區(qū)輸水。東線工程規(guī)利用京杭大運(yùn)河以及與其平行的河道輸水,連通洪澤湖、駱馬湖、南四湖、東平湖,并作為調(diào)蓄水庫(kù),經(jīng)泵站提水進(jìn)入東平湖后,一路黃河后北上,另一路向東向膠東地區(qū)供水[3-5]。
京杭運(yùn)河沿線各地市的南水北調(diào)包括黃河以北段魯北工程、穿黃工程、黃河以南段。
2.1.1 黃河以北段 魯北輸水工程是南水北調(diào)東線工程的重要組成部分,基本任務(wù)是將調(diào)入東平湖的江水通過(guò)穿黃隧洞工程后北送至魯北地區(qū),包括小運(yùn)河輸水工程和七一、六五河工程、大屯水庫(kù)。
小運(yùn)河工程自位山~臨清邱屯閘長(zhǎng)98.21 km,其中新挖輸水河道長(zhǎng)40.076 km,利用小運(yùn)河、趙王河、周公河等現(xiàn)狀河道長(zhǎng)58.134 km。
七一河、六五河段輸水線路全長(zhǎng)77.014 km,其中利用六分干擴(kuò)挖12.84 km;利用七一、六五河現(xiàn)狀河道長(zhǎng)64.174 km。
大屯水庫(kù)位于山東省德州市武城縣恩縣洼東側(cè),水庫(kù)圍壩大致呈四邊形,南臨鄭郝公路,西側(cè)為利民河?xùn)|支,東側(cè)為六五河。水庫(kù)最大庫(kù)容5209 萬(wàn)m3,最高蓄水位29.80 m,設(shè)計(jì)死水位21.00 m,死庫(kù)容745 萬(wàn)m3,水庫(kù)調(diào)節(jié)庫(kù)容4464 萬(wàn)m3。向德州市德城區(qū)年供水量10919 萬(wàn)m3,武城縣城區(qū)年供水量1583 萬(wàn)m3。
2.1.2 穿黃工程 穿黃河工程是南水北調(diào)東線工程從東平湖至黃河以北輸水干渠的一段輸水工程,全長(zhǎng)7.87 km,是南水北調(diào)東線的關(guān)鍵控制性項(xiàng)目。位于山東省東平和東阿兩縣境內(nèi),黃河下游中段。
穿黃河工程從東平湖老湖區(qū)引水,在東平湖西堤(玉斑堤)魏河村北建出湖閘,開挖南干渠至黃河南大堤前(子路堤)建埋管進(jìn)口檢修閘,以埋管方式穿過(guò)子路堤、黃河灘地至黃河南岸解山村,經(jīng)隧洞穿過(guò)黃河主槽及黃河北大堤,在東阿縣位山村以埋涵的形式向西北穿過(guò)位山引黃渠渠底,與黃河以北輸水干渠相接。
2.1.3 黃河以南段(1)韓莊運(yùn)河。自微山縣韓莊鎮(zhèn)起,經(jīng)臺(tái)兒莊,至蘇魯邊界與中運(yùn)河相接,全長(zhǎng)42.5km。在韓莊運(yùn)河上設(shè)置三個(gè)提水泵站,由南向北分別為臺(tái)兒莊泵站、萬(wàn)年閘泵站、韓莊泵站,設(shè)計(jì)流量125m3/s;(2)南四湖~東平湖。自南四湖出湖口向北,經(jīng)梁濟(jì)運(yùn)河、柳長(zhǎng)河調(diào)水北上,由南向北設(shè)二級(jí)壩泵站、長(zhǎng)溝泵站、鄧樓泵站。
二級(jí)壩泵站設(shè)計(jì)流量125 m3/s,南四湖湖內(nèi)疏浚工程長(zhǎng)28.987 km,底寬73 m。梁濟(jì)運(yùn)河長(zhǎng)58.26 km。其中:湖口~長(zhǎng)溝泵站段,一期工程按三級(jí)輸水航道設(shè)計(jì),輸水流量100 m3/s,代表船型為1頂2×1000 t 級(jí)船隊(duì),設(shè)計(jì)最小水深3.3 m,設(shè)計(jì)河底高程28.70 m,湖口~南躍進(jìn)溝口河道底寬160 m,南躍進(jìn)溝口~長(zhǎng)溝泵站底寬145 m;長(zhǎng)溝泵站~鄧樓節(jié)制閘段,一期工程按三級(jí)輸水航道設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)輸水流量100 m3/s,代表船型為1 頂2×1000 t 級(jí)船隊(duì),設(shè)計(jì)最小水深3.4 m,設(shè)計(jì)河底高程30.8 m,長(zhǎng)溝泵站~汶寧新河河道底寬145 m,汶寧新河~鄆城新河河道底寬70 m,鄆城新河~鄧樓節(jié)制閘河道底寬60 m。柳長(zhǎng)河輸水段輸水航道線路長(zhǎng)20.99 km,一期工程按三級(jí)輸水航道設(shè)計(jì),輸水流量100 m3/s,代表船型為1 頂2×1000 t 級(jí)船隊(duì),設(shè)計(jì)最小水深3.2 m,設(shè)計(jì)河底高程33.2 m,河底寬45 m。長(zhǎng)溝泵站、鄧樓泵站、八里灣泵站設(shè)計(jì)流量100 m3/s。
在摸清大運(yùn)河水系基本情況、大運(yùn)河來(lái)水、河道現(xiàn)狀標(biāo)準(zhǔn)、河道治理情況基礎(chǔ)上、考慮與南水北調(diào)調(diào)水布局相對(duì)關(guān)系,結(jié)合沿運(yùn)河人文遺產(chǎn)分布、交通運(yùn)輸情況和文化、生態(tài)、旅游帶打造,本文重點(diǎn)針對(duì)未通航河段展開通航方案分析,提出為保障通航需建設(shè)的工程。
2.2.1 黃河以北山東段 京杭運(yùn)河黃河以北山東段位于魯西北平原的聊城及德州兩市境內(nèi),由位臨運(yùn)河(或小運(yùn)河)、衛(wèi)運(yùn)河、南運(yùn)河組成,目前暫未通航。規(guī)劃為Ⅲ級(jí)航道。見(jiàn)示意圖1。
圖1 黃河以北段路線規(guī)劃Fig.1 Planning of the northern section at Yellow River
航道的起點(diǎn):由位山穿黃工程確定。暫定起點(diǎn)位于位山附近、黃河北岸、引黃入衛(wèi)工程西側(cè)。航道的終點(diǎn):航道在臨清城區(qū)的南或北部接入衛(wèi)運(yùn)河,最終接德州滄州邊界南運(yùn)河。
(1)推薦的航道走向:自位山樞紐,向西,在阿城東南轉(zhuǎn)向近北方向,經(jīng)七級(jí)鎮(zhèn),在馬莊鎮(zhèn)周店附近設(shè)樞紐,經(jīng)馬莊船閘調(diào)船舶入位臨運(yùn)河。之后沿位臨運(yùn)河向西,在王堤口設(shè)過(guò)河渡槽與徒駭河交叉,然后轉(zhuǎn)向北偏西方向,在王鋪設(shè)航運(yùn)樞紐與馬頰河交叉,經(jīng)柳林鎮(zhèn)東側(cè),在尚店,新開挖航道至胡家灣南設(shè)航運(yùn)樞紐入衛(wèi)運(yùn)河,整治利用衛(wèi)運(yùn)河河道,向北偏東方向,此后沿衛(wèi)運(yùn)河走向至德州滄州邊界(終點(diǎn))。
(2)梯級(jí)布置航道梯級(jí)共設(shè)5 個(gè)梯級(jí),分別為南水北調(diào)東線輸水工程位山至周店段、位臨運(yùn)河周店至馬頰河段、位臨運(yùn)河及新建段馬頰河至胡家灣段、衛(wèi)運(yùn)河胡家灣至祝官屯段、祝官屯至四女寺段、四女寺至終點(diǎn)段。
相應(yīng)設(shè)5 個(gè)船閘及相應(yīng)的節(jié)制閘等建筑物,分別為馬莊船閘(及節(jié)制閘)、王鋪船閘(及跨河渡槽、節(jié)制閘)、胡家灣船閘、祝官屯船閘、四女寺船閘。
①馬莊船閘:位于馬莊鎮(zhèn)周店附近,船閘的功能為調(diào)運(yùn)船舶自南水北調(diào)輸水河道至位臨運(yùn)河,克服兩河道的水位差,在南水北調(diào)輸水河道下游,建設(shè)節(jié)制閘,以蓄水保航。
②王鋪樞紐:位于本航道與馬頰河交叉的王鋪附近,船閘的功能為梯級(jí)渠化和在位臨運(yùn)河停止調(diào)水期間航道蓄水通航所需。
③胡家灣船閘:位于臨清城南胡家灣附近,船閘的功能為調(diào)運(yùn)船舶自位臨運(yùn)河開挖段至衛(wèi)運(yùn)河,克服兩河道的水位差。
④祝官屯船閘:位于武城縣相互官屯附近,位于衛(wèi)運(yùn)河上。
⑤四女寺樞紐:位于德城區(qū)南部四女寺,為通過(guò)四女寺水利樞紐而設(shè)。
為保證通航河道部分主要建設(shè)內(nèi)容為:
(1)聊城段的航道長(zhǎng)111.13 km,沿途與省道254、京九鐵路、濟(jì)聊高速公路、青銀高速公路、省道356 等公路鐵路相交,除衛(wèi)運(yùn)河上的部分橋梁外,其余橋梁均需改建(新建)。
按Ⅲ級(jí)航道擴(kuò)挖(河道底寬45 m,最小通航水深3.2 m,邊坡1:3),估算開挖土方750 萬(wàn)m3,兩岸襯砌防護(hù)。新建、改建大型跨河構(gòu)造物共計(jì)16 座,其中鐵路橋2 座,公路橋6 座,市政橋2 座,船閘3 座,航運(yùn)樞紐2 座,渡槽1 座。占地6418 畝。
(2)德州段的航道長(zhǎng)112.60 km,沿途與省道254、京九鐵路、濟(jì)聊高速公路、青銀高速公路、省道356 等公路鐵路相交,除衛(wèi)運(yùn)河上的部分橋梁外,其余橋梁均需改建(新建)。按Ⅲ級(jí)航道擴(kuò)挖(河道底寬45 m,最小通航水深3.2 m,邊坡1:3),估算開挖土方765 萬(wàn)m3,兩岸襯砌防護(hù)。需新、改建大型跨河構(gòu)造物共計(jì)12 座,其中鐵路橋2 座,公路橋6 座,市政橋1 座,船閘2 座,航運(yùn)樞紐1 座。占地3740 畝。
2.2.2 穿黃段 京杭運(yùn)河穿黃線路推薦方案為:自東平湖出口沿現(xiàn)有河道北上,在皇殿村向西,于蔭柳棵村北側(cè)橫穿黃河,在油坊村南側(cè)接入位臨運(yùn)河。
主要建設(shè)內(nèi)容:本方案一跨越道路6 條,周邊無(wú)村莊,需穿過(guò)節(jié)制閘1 座。
2.2.3 黃河以南山東段 黃河以南至濟(jì)寧段:本段由黃河至東平湖出口段、東平湖段、柳長(zhǎng)河段和梁濟(jì)運(yùn)河段四段組成,總長(zhǎng)度為110 km,規(guī)劃為Ⅱ級(jí)航道。目前,除黃河至東平湖出口段暫未通航外,其余三段已按照Ⅲ級(jí)航道建成通航[5]。
濟(jì)寧至臺(tái)兒莊(黃道橋)段:本段由濟(jì)寧至二級(jí)壩微山船閘段和二級(jí)壩到蘇魯省界的湖東線航道、湖西線航道三段組成,總長(zhǎng)度為214 km,其中湖西航道長(zhǎng)51 km,規(guī)劃為Ⅱ級(jí)航道。濟(jì)寧至臺(tái)兒莊(黃道橋)段目前為Ⅲ級(jí)航道,通航里程172 km,湖西線航道為Ⅵ級(jí)航道,通航里程51 km(圖2)。
圖2 黃河以南山東段示意圖Fig.2 Schematic diagram of Shandong section at south of Yellow River
主要建設(shè)內(nèi)容:濟(jì)寧段110 km,其中南水北調(diào)梁濟(jì)運(yùn)河段線路長(zhǎng)58.3 km,截污導(dǎo)流及其以北梁濟(jì)運(yùn)河段長(zhǎng)29.5 km,柳長(zhǎng)河段長(zhǎng)22.2 km。
南水北調(diào)梁濟(jì)運(yùn)河段目前已按照Ⅲ級(jí)航道建成通航[6],沿線跨河建筑物已按照Ⅱ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)布置。因此河道部分工程內(nèi)容為:河道擴(kuò)挖、沿線支流口處理、沿線建筑物工程、船閘工程。擴(kuò)挖后河道底寬70 m,最小通航水深4.0 m。湖口~長(zhǎng)溝泵站段,河底高程28.70 m,邊坡1:4;長(zhǎng)溝泵站~鄧樓泵站段,河底高程30.8 m,邊坡1:3。利用南水北調(diào)梁濟(jì)運(yùn)河航運(yùn)開挖土方215 萬(wàn)m3,新建、重建或維修加固建筑物125 座,其中生產(chǎn)橋3 座,穿堤涵閘51 座、排灌站71 座,兩岸襯砌防護(hù)。
截污導(dǎo)流及其以北梁濟(jì)運(yùn)河段線路長(zhǎng)29.5 km,包括河道擴(kuò)挖、支流口處理、沿線建筑物工程、船閘工程。截污導(dǎo)流段梁濟(jì)運(yùn)河長(zhǎng)17.1 km,擴(kuò)挖后河道底寬70 m,最小通航水深4.0 m,河底高程30.8 m,邊坡1:2.5。利用截污導(dǎo)流段梁濟(jì)運(yùn)河航運(yùn)估算開挖土方60 萬(wàn)m3,共新建船閘1 處,改建、新建橋梁5 座,兩岸襯砌防護(hù)。截污導(dǎo)流以北段梁濟(jì)運(yùn)河長(zhǎng)12.4 km,擴(kuò)挖后河道底寬70 m,最小通航水深4.0 m,河底高程30.8 m,邊坡1:2.5。以北段梁濟(jì)運(yùn)河航運(yùn)估算開挖土方85 萬(wàn)m3,改建、新建橋梁3 座,兩岸襯砌防護(hù)。
柳長(zhǎng)河段線路長(zhǎng)21 km,現(xiàn)狀河道已按照Ⅲ級(jí)航道通航,沿線跨河建筑物已按照Ⅱ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)布置。因此河道部分建設(shè)內(nèi)容為:河道擴(kuò)挖、沿線建筑物工程。擴(kuò)挖后河道底寬70 m,最小通航水深4.0 m,河底高程30.30 m,邊坡1:3。柳長(zhǎng)河段航運(yùn)估算利用南水北調(diào)柳長(zhǎng)河開挖土方270 萬(wàn)m3,新建、重建排澇站27 座,涵閘16 處,兩岸襯砌防護(hù)。
大運(yùn)河山東段治理需要從總體規(guī)劃、防洪工程、航道工程、閘壩工程、橋梁工程、水質(zhì)保障工程、景觀工程等方面全面、綜合開展,將對(duì)提高防洪保障標(biāo)準(zhǔn)、延續(xù)運(yùn)河千年古文化、提高山東省的交通運(yùn)輸能力、改善生態(tài)環(huán)境、帶動(dòng)旅游經(jīng)濟(jì)和第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展、拉動(dòng)我省經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到重要作用。
山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2019年6期