自1951年1月起,工程部同志在苏联顾问布可夫同志帮助之下,把根治淮河这一问题作实地的视察,与详细的研究,现在把关于治淮方略的初步意见报告如下:
淮河本来也和世界上其他的河流一样,有它自己的流域。天空降落的水量到达这流域的地面上时,一部分渗到地面之下成为地下水,来不及渗下去的,则从地面上向低的地方流去,成为地面径流。这种地面径流所经由的流路,随着地形与地质的支配,与一切自然因素在年深月久长时间里的作用,发育成了一个完备的水系。在这水系里的流路,由小而大,由支达干,和人体中的血脉系统一样细密而完备。但淮河的生命史上却和世界其他河流有绝不相同的地方,就是它在近几百年以前,受到四种意外的打击,使它成为畸形发育的河道。
淮河受哪四种打击呢?第一,就是12世纪末到19世纪中黄水的侵夺,使它失去了原来入海的尾闾,反而畸形地发展,长成一条不很够用的入江尾闾,影响到洪水的排泄。第二,就是数百年来黄河的浑水不断地泛溢到淮河流域里,使它的水系中的许多小脉络给泥沙淤塞,不能畅通,造成严重的内涝。第三,因为要使有关皇室漕运的大运河能够保持通畅起见,建造了洪湖大堤,造成洪泽湖。从大堤里溢出来的水又潴为高、宝湖,终年自涨自消,其结果使得皖北、苏北常年受到洪水的灾害。而运河以东的里下河地区,在每年汛期内随时有变成泽国的可能。第四,就是受了封建制度的剥削,土地被地主阶级所掠夺,转而无计划地耕种山坡,使自然的水土保持受到破坏,增加地面径流的流量。
上面所说的四种打击,是自然因素和社会因素交织而成功的,但社会因素却常常处于领导的地位。现在中国的政权已经到了人民的手里,为患淮河的社会因素已被完全克服,所以问题才变成单纯的如何去战胜自然。1950年10月14日政务院发布了《关于治理淮河的决定》,把治理淮河的方针给我们规定下来。这方针明白地规定为上游蓄水,中游蓄泄兼顾,下游泄水。经过我们多时的研究与实地的视察,觉得这个方针是再正确没有的了。
在陈述治淮应蓄与应泄的水量和全部方略以前,须得一提淮河流域的特征与历史的演变。这种特征与演变,是淮河所特有的,所以在这个方略里,不能忽略这方面。
淮河是夹在黄河与长江两大河流的下游冲积平原中间的一道河流,原来也和那两道河流一样东流入海的。淮河流域北起北纬三十五度,南达北纬三十一度,东西横亘了经度九度,面积是二十一万一千平方公里。它的中、上游与长江流域间有明确的山脉成为分水岭,下游部分则和长江只隔着不很高的冈地,而现在淮河的水流已经穿过这冈地而流到长江里了。至于黄河方面的淮河流域,则上游与下游两部分都有山岭成为分水岭,而中部反留了一个空白,让人工造的黄河南堤作为两个流域的分界。因为这个特殊的原因,在历史上黄河能够自然地或人为地泛滥到淮河流域,或竟侵夺了淮河水系的河槽。
淮河流域中,尤其是淮河以北的地区,大部分土地都处在恶劣的排水情况下。过去因为反动统治既没有能够解决水害,更谈不上化水害为水利,使得人民发生畏水的心理,因此历来都靠筑堤来防止支干河流的泛滥。对于内涝问题,则从未有作有效的防止工作。表现在种植方面的,因为汛期在夏季,所以在低水时期发育长成的小麦成为这地区的主要作物。在夏季之内则因内涝既严重,又有洪水的威胁,所以只种高秆的杂粮,如高粱、玉蜀黍之类。淮河以南水塘很多,与里下河区域沟洫遍地,情形都比较好些,因此夏季作物的稻就成为主要的作物。
淮河流域的洪水期遭遇于每年的夏季,这是西伯利亚高气压衰退与热带温湿气流乘虚推进之结果。如因气象上偶然的原因,热带气流停滞在这流域的山区上空,便很容易造成特殊的洪水,1950年和1931年的洪水都是这样造成的。
淮河流域面积中,百分之五十五为土壤所成的坡水区,百分之四十五为山水区,也是这河道的一个特征。这里所说的山水区中的地面,也有一大部分盖着深厚的土壤,因此之故,地下水比较丰富。现时在洪泽湖以上,每平方公里的最小产水量还有每秒二公升左右,支干河槽受到蓄在地层里水量的供给,所以在低水时期,还能维持木质民船的通航。古代在这区域里建设过很多的运渠,也是利用地下水能供给长时期低水流量之故。里下河区大部分的农田,靠了天雨与运河堤以西渗透过来的水量,以滋生农作物,虽然是不够需要的。
淮河在1194年起了极大的变化,就是黄河改道南流,侵夺了它的尾闾,到1855年黄河再度改道北流为止,足足经过六百六十一年之久。当黄河没有南侵以前,淮河已经自己造成了完备的水系。虽然它原有的海口还在现时海岸以西七十公里左右,据黄河夺淮以前古人的记述,知道那时里运河的水是北流的,可知那时淮河的河槽,还深在地面以下,水位要比长江低些;现时浮山一带淮河最深处,还在零点以下,也可证明淮河曾经造成过很深的河槽。当它流过淮阴的时候,泗河在北岸汇合了山东半岛西部发源的汶、泇、沂诸水,在南岸汇入了徐州南部丘陵间发源的濉河,与它会合,自此以后即安流顺轨地到云梯关入海。当1194年的时候,黄河突然改道,沿着菏泽到徐州长达二百四十公里的一段三角形坡地向低处而流,到达徐州后,即掠夺了泗河的河槽,到了淮阴,再掠夺了淮河入海的尾闾。这时金人入侵中原,为了战争之故,没有把淮河挽回过去。在这很长的六百多年里,黄河年年把泥沙搬运到淮河的海口外,填成平陆,把河道延长了七十公里,同时为了维持它的临界坡度起见,把河槽淤得很高,因此原来由北面汇入泗河的山东诸水便不能畅流出去,造成微山湖等一连串的湖泊,原来由南面汇入泗河的濉河也不能不另辟转向东南的出路。淮河的本身则在淮阴以上潴为洪泽湖。当黄河夺淮的开始一百年里,因为黄淮两河的洪水峰错过的缘故,还相安无事,淮河流域的水灾频率,与平常无异。经过了一百年以后,黄河向海里一再伸延,水位成正比例而抬高,淮河流域的水灾频率就大大增加。因为要维持皇室的漕运,治水官吏索性把洪泽湖化为蓄水库,这蓄水库的水位及堤顶也跟黄河水位一样,要一步一步地抬高起来,方始可以蓄清拒浑。由于自然或人为的原因,黄河又频频决堤,注入湖中,把泥沙积在湖里。到19世纪20年代以后,这局面更形危急,洪泽湖面既宽,一起风暴不是石工坍塌了数十公里,就是大堤决口一二十处,虽然洪湖大堤中有着几个泄洪的滚水坝也不济事。到1851年三河口的礼河坝便给洪水冲坏,在坝下冲跌深塘,从此以后就听任淮河来的洪水从决口下三河而到长江里去。到1855年黄河自己不能在淮河旧槽里排水,遂改道山东利津县入海,从淮阴到海的一段河槽,就被抛弃,因为淤得太高,所以淮河也无法利用它来泄水。
淮河从三河入江的水道,也是跟着黄河洪水位一步一步高涨而发展的。据记录,1830年归江泄水的河道共宽约四百六十公尺,到1912年展宽到一千公尺,深度没有记录,但从现状观察,在归江坝以下的河道自然力还在作用中,一步一步把它加深,是没有疑问的。
这个方略已经考虑到充分利用淮河流域自然的特征与历史的演变,首先利用山谷或低地来造成蓄水库,储蓄汛期的洪水,使缓缓流出服务于灌溉、动力及航运方面,增进人民的福利。经过储蓄还有多余的洪水,则从水槽中输送出去。为了这缘故,一部分中游的水槽必须加以整理。从三河以下到长江的一段水道,则因为水流还有自然掘深水槽的能力,所以要充分利用这力量,而用机械疏浚来辅助它。终极的目的虽然要使上、中、下游支干河槽都在地中行,洪水位降到地面高度以下,但所取的手段,还须多多依靠自然的力量,而不是全部依靠机械或人工。
在这方面除了已经设计好的工程有很准确的估计以外,所有费用或数量都是试算性质,这种试算无非要我人胸中能有一个清晰的观念。只要这方略的原则能够实现出来,倘有更妥善更经济的办法,我人一定要采取的。所以换句话说,试算的数字只是代表最高限度,而不是绝对数字,将来可能抑低,但不致无限制地增多。
(一)计算的意义:
在去年11月本会第一次会议时,为了编拟1950年冬至1951年夏治淮工程初步计划的需要,曾经根据1950年和1931年的洪水量资料,作过一次简略的水文计算,并得出一个初步的淮河洪水量分配,结果,因为时间仓促,资料不全,未能深入计算,详尽分析。经过这五个月时间,本会得到布可夫顾问参加治淮的规划设计,在一面查勘、一面规划设计的紧张情况之下,水文工作方面,为了配合实际需要,亦在布可夫同志帮助之下,展开了比较广泛而深入的计算工作。不过到目前为止,因为治淮工程的规划工作,还在不断发展的过程之中,同时水文计算,所根据的水文和地形资料,亦正在不断发掘与补充之中,所以现阶段的水文计算工作,亦正在发展过程中,所得到的一些结果,还不是全面的和最后的结论,而是一些部分的近似的数字。兹将本阶段水文计算工作的意义扼要报告于后:
1.本阶段水文计算工作,所根据水文资料,仍是淮河1950年和1931年两年的洪水资料,各种湖泊、水道、地形、资料,除霍邱城西湖、城东湖系根据此次航测初步结果,以及淮河由正阳关至双沟一段干河河堤之间系根据最近实测断面结果来进行计算外,其他有关的各个湖泊洼地和水道的地形等,还是根据旧测图或陆军图来进行估计的。
2.本阶段水文计算工作的范围,主要在于上自洪河口起,下至洪泽湖止的淮河中游部分。至于淮河下游自蒋坝起至三江营止的入江水道部分,只是根据1950年和以往的水文资料加以初步估计,还没有进行计算。淮河上游部分蓄洪后的洪水情形,亦未能进行研究。
3.本阶段水文计算工作的内容,因为治淮工程规划设计工作的不断发展和日臻具体化,和去年11月本会第一次会议时的水文计算比较,有以下三方面的不同。
(1)正阳关以上淮河中游蓄洪工程:这个蓄洪工程,包括霍邱城西湖、城东湖、濛河洼地、润河洼地、邱家湖、姜家湖、唐垛湖、孟家湖等八个湖泊洼地一系列的蓄洪工程。在去年第一次计划时,是根据城东湖、城西湖两岸只先做临时蓄洪工程,按半控制的蓄洪来进行计算。其他六个湖泊洼地是完全没有控制,听洪水自由进出来计算的,所以由正阳关下来的洪水量达到八千五百秒公方。这次经布可夫顾问建议,在润河集筑分水闸,并在城东湖口筑闸控制洪水,这样使蓄洪量最大的城西湖和城东湖,变成完全控制的蓄洪水库,蓄洪量很大的濛河洼地,亦有了相当的控制,剩下不能控制的,只是容量较小的邱、姜、唐、孟四湖。因此使淮河由正阳关下来的洪水量,由八千五百秒公方,减少到六千五百秒公方。
(2)正阳关至洪泽湖之间淮河干河排洪工程:在去年本会第一次会议时,虽曾根据初步水文计算,得出淮河干河各地1951年的流量分配,并经工程规划方面,定出各地1951年的计划洪水位,但是由于时间的短促,来不及详细计算,以致定出的计划流量和计划水位,存在着脱节的现象。对于淮河干河,应如何加以整理,使各段能依照计划洪水量之下达到预定的计划洪水位,在这一点上,并没有加以深入的分析和计算。这里主要的原因,由于时间和地形资料的限制,但主观上由于我们工作人员对问题不能深入分析和研究,工作上还存着粗枝大叶作风,各工作部门联系不够密切,使计划缺乏统一性,这些缺点都值得我们深刻检讨并加以克服的。对于淮河自正阳关起至洪泽湖为止的洪水计算,在布可夫顾问帮助之下,已有了进步的分析研究,从水文分析中,已经得出下面的初步概念:
正阳关到蚌埠之间,根据目前正阳关上游蓄洪以后的最大洪水量,这段排洪道,只要照治淮初步计划原定原则,南岸在非常洪水时可以行洪水,北岸局部退建堤距,原河槽中不需要整理,就可以达到比第一次计划洪水位较低的预期洪水位。但在蚌埠以下,不可能光靠放宽堤距来达到较低的计划洪水位,而必须要整理河槽,或在淮北加开排洪辅道,减小干河洪水流量,才能达到我们计划的洪水位。这部分水文计算工作,因为路线很长,工作很繁复,还需要反复推算,不是短时期所能完成的。又因为淮河两岸用作排洪部分的地形还没有全部测量,以及同淮河相通与洪水量计算有关的几个较大湖泊,如瓦埠湖、寿(县)西湖等亦未经测量,所以现阶段所得到的计划数字,还只是初步的估计,有待最近补充测量资料后,再行修正。
(3)洪泽湖蓄洪及浮山以下至三江营排洪工程:此部分水文计算,因初经查勘,规划工作正在进行,只是根据1950年各地的水位流量关系,作出粗略估计,还没有进行计算。
(二)计算方法:
1.正阳关以上淮河中游蓄洪工程的水文计算:这部分水文计算,把正阳关颍河口以上的淮河流域,分成十条主要河道,即淮、洪、白鹭、史、谷、润、澧、汲、淠、颖等河。这十条河的1931年和1950年洪水量,都是根据“淮河洪水量之研究”中的计算成果。洪河口以上河南洼地蓄洪量,在1950年洪水情况下,假定为十一亿公方,1931年洪水情况下,为九亿公方;颍河的洪水量因为颍河阜阳以下现有河道的排洪量最大为三千五百秒公方,所以1931年洪水假定颍河最大洪水流量为三千五百秒公方,其余超过三千五百秒公方部分,洪水峰过后继续流出来。各湖泊的蓄洪量,除城东、城西两湖,系根据最近速测容量计算外,其余各湖泊洼地均系根据旧测图估算,有待修正。至于水位流量的关系,在正阳关是根据1950年颍河口决口前鲁台子实测水位流量关系曲线来计算的。正阳关至南照集之间各段,则根据实测河道断面和地形,制成各段的水位流量关系曲线,从以上各河来的洪水量、湖泊洼地容水量及各段水位流量关系曲线,用洪水量推算法,逐月推算求出正阳关的出水量。这里淮、颍、淠三条河道,淮河是有控制的,颍、淠两河是不能控制的。根据1931年和1950年颍、淠两河的逐月洪水来量,来推算淮河能流出的洪水量和应蓄的洪水量,使三条河合流的最大洪水量,不超过六千五百秒公方。
2.正阳关至洪泽湖之间淮河干河的洪水量的计算:这部分洪水又可分成两部分:一部分是正阳关以上湖泊蓄水后下来的洪水量;一部分是正阳关至洪泽湖之间各支流流入的洪水量。这一段的淮河大小支流,计有十八条,每一条河在1931年、1950年的洪水量,都是根据“淮河洪水量之研究”中的计算成果。这段里与淮河干河洪水量计算有关的湖泊洼地,计有寿西湖、瓦埠湖、董峰湖、芡河洼地、荆山湖、方邱湖、花园湖、五河洼地和漴、潼洼地等九处。这些湖泊洼地的容量都未经实测,是根据旧图或军用图来估计的。因为有些湖泊容量很小,兼以资料不可靠,这次没有列有计算,计算的只有寿西湖和瓦埠湖两处,河槽容水量对于洪水的影响亦未加计算;各支河的来水量,除掉河口有闸的,如西肥河、北肥河、泥、黑河等,未列入计算外,其他支河都列入计算。由鲁台子至浮山之间,并分段根据最近实测淮河断面,绘制水位流量关系曲线,作为逐日推算之用。但因实测断面不够全面,一部分仍利用旧图估算,待实测后再行修正。从正阳关蓄洪后的来水量和各支流的来水量合起来,经过湖泊洼地蓄洪,从各段水位流量关系中,用洪水推演法求出各段的逐日洪水流量和相应水位。自怀远以下根据两种不同计划来计算,一种计划是由涡河起向东开一排洪辅道,穿过北肥河、浍河、沱河、唐河至浮山入淮,使上述各支河的洪水量,经由排洪辅道入淮,减小蚌埠至浮山间淮河干河的洪水量。另一种计划是不做排洪辅道,而在蚌埠以下整理河道,达到淮河中游各地的计划洪水位。这次计算,因为时间匆促,以及测量资料还待补充,所以计算结果,只能作为初步规划的参考。
3.洪泽湖蓄水和浮山以下淮河排洪工程的水文计算:根据这次视察团意见,洪泽湖的处理,有湖河分开与湖河不分两种不同的计划,现在这部分水文计算,还只能根据1931年和1950年上游蓄洪及河道整理后的洪泽湖进水量和蓄洪量进行初步估计。洪泽湖测量工作,最近虽已完成,但计算工作尚需时日,所以目前的洪泽湖容量,还是根据旧图来估计的。
(三)初步结果:
1.洪河口至三江营各地最大计划流量及最高水位:根据1931年和1950年的洪水量,经过正阳关以上淮河中游湖泊蓄洪及淮河干河整理以后,初步得出淮河自洪河口以下至三江营入江为止的各地最大计划流量及最高计划水位如表一。
(表一)
(表二)
2.各湖泊蓄洪量:要达到上面计划的流量和计划水位,下面各湖泊洼地,要分别控制拦蓄或不控制的拦蓄一定容量的洪水量和蓄洪水位。兹根据初步计算结果,各湖泊蓄洪及蓄洪水位如表二。
(四)补充说明:
从以往淮河洪水记录中,除1950年和1931年的洪水外,还有1921年的洪水,亦为非常洪水。但因当时仅有蚌埠以下的一些洪水资料,缺乏全流域的雨量记载,兼以根据洪水位比较,在蚌埠洪泽湖,高、宝湖来讲,都比1931年为低,所以在“淮河洪水量之研究”中未列入研究。最近根据苏北同志提出的意见,1921年三河中渡实测淮河总洪水量达八百亿公方,而1931年根据浮山测得的总洪水量仅约五百五十亿公方,加上洪泽湖区域各河的估计洪水量在内亦不过六百余亿公方,以洪水量言,可能1921年的洪水要比1931年的还大,我们正在搜集资料进行研究中,其结果当留待以后再行报告。
淮河的洪水主要来自山水区域里,这区域环抱在淮河流域的西面与南面,从这区域里流出来的水道,主要的为淮河的本源,洪河、汝河水系,史河、灌河水系,淠河水系与颍河水系,这五个水系在正阳关附近九十公里的范围内,先后会合成为淮河的本干,假使没有任何泛滥情形,则到颍河入淮的地点累积而成的最大洪水峰要超过一万三千秒公方,约当洪泽湖进口处最大洪水峰的百分之七十七,所以要用山谷水库来控制洪水,必须在这五个水系里想办法。
现在已经在这五个水系里觅到的山谷水库地点有十六处,控制面积为一万六千四百平方公里,蓄水总容量为三十一点五亿立方公尺。按汇入淮水的次序来排列,这许多水库的名称地点等要点如表三。
(表三)
此外山水地区还未确定的山谷水库与小型水库都没有计算在上表之内。经过继续详细勘测之后能发现的山谷水库数目一定还要增加。各水库合并应用后,对于淮河洪水过程线的影响,这时还没有详细算出,但据粗略的估计,完成大坡岭、石漫滩、板桥、史、灌河、淠河各水库,可把润河集分水后正阳关最大洪水峰从六千五百秒公方减到五千八百秒公方,十六个山谷水库全部完成后,可把这洪水峰减到五千秒公方上下。
在正阳关以上汇入淮河的干支流计有十道,就是淮河、洪河、白鹭河、史灌河、谷河、润河、澧河、汲河、淠河及颍河;流域分布如扇形,最容易造成洪水。以1950年推算,倘上游没有泛滥的情形,则正阳关以下洪水峰要达到一万三千秒公方,这是造成上、中游严重水灾的主要原因。润河集蓄洪工程的目的即在控制正阳关以上淮河的洪水,使配合上游1951年蓄洪建设的情况下颍河口以下的流量最大不超过六千五百秒公方,正阳关的水位最高不超过二十四点四公尺,将过量的洪水暂时储蓄在沿河的湖泊和洼地里,等候大汛过去再缓缓地下泄,用这方法来减低洪水峰才好免除泛滥的危险。将来上游山区水库添造以后,正阳关的洪水流量,还有更见减低的可能。
蓄洪的第一条件,需要适当的湖泊和洼地,在正阳关的上游,恰巧有着湖泊和洼地八处,即霍邱城西湖、城东湖、邱家湖、姜家湖、唐垛湖、孟家湖及濛河洼地、润河洼地,其中以城西湖容量为最大,濛河洼地及城东湖次之,因此这项工程就以此三处为主。初拟在王截流设进湖草坝,在庙台设束水坝,使正阳关下泄之最大流量不超过八千五百秒公方。后来经布可夫顾问查勘后,决定将控制蓄泄中心改设在润河集,改坝为闸,使正阳关下泄之最大流量减为六千五百秒公方。
控制洪水的工程,可大别为堤工与分水闸两部分:堤工主要的是将王截流到任家沟淮河南堤及上格堤、下格堤,加高培厚,以增城西湖的容量;分水闸建在润河集的对岸,可控制进湖与进河的流量。分水闸可分为进湖闸、拦河闸及固定河槽三部分,并筑堤堵塞淮河的旧槽。在平常时候,从上游来的淮水可从固定河槽里流出去;在洪水时期,可机动地开放拦河闸的闸门,和固定河槽配合使用来泄水。上游濛河洼地的蓄洪和下游正阳关流出的水量都靠这分水闸来操纵;倘如来水多于去水,不及下泄,则机动地开放进湖闸的闸门,分水到城西湖里去。
这个蓄洪工程的一切规划设计,都以1950年洪水作为推算的根据,从推算的结果,知道要达到预定的目的,需要蓄洪七十二点一二亿公方,这项水量大部分要蓄在城西湖、城东湖及濛河洼地。还有邱家湖、姜家湖、唐垛湖、孟家湖等四湖和润河洼地都不做工程,听其自然过水,稍起停洪作用。在城东湖的口门上要筑拦水坝,以免洪水未到之时先把湖装满,将来仍旧需要在此建闸,以便操纵灵活。润河左岸的冈地高度不足,须加筑新堤,并巩固灵台坝以防淮水由柳沟窜入八里河与戴家湖。各湖蓄洪量和可能达到的最高水位如表四。
(表四)
进湖闸为放水入城西湖之口门,当淮河洪水量过大,不及全部下泄时,即由此分水入湖,来调节上游的水位。闸底高度定为二十一公尺,闸墙顶高定为二十八公尺,闸门顶高定为二十七公尺。根据1950年洪水来计算,入湖最大的流量要到三千秒公方,湖中最高水位要达到二十六点五五公尺,闸门总宽度需要一百七十四公尺。这个进湖闸决定分为六孔,中间两孔各四十五公尺,两边四孔各二十一公尺。闸墩有五座,各宽一公尺,每三公尺设一闸门支座,宽各半公尺。闸门系钢制的,高六公尺,所受的全部水压力,都由支构传达到支座。闸门的开关全靠液压机,每三公尺设一座,藏在支座的后面,它的构造和唧筒相像,是把一个有柄的活塞,装在圆筒的里面,在发动抽油机以后,便可把有压力的矿物油从油管传达到活塞的上面或下面,因活塞两面受了不平衡的压力,即在圆筒内滑动,活塞柄也就跟着移动,把闸门拉开或推紧。
拦河闸须与固定河槽并用,当洪水时期,倘来水很多,单用固定河槽,不够宣泄,则开放这个拦水闸的闸门。根据1950年的洪水计算,润河集淮水下泄的流量最大时为五千五百秒公方,除固定河槽外,还要拦河闸来排泄三千三百八十秒公方。照算闸门的宽度需要二百九十一公尺,所以分这闸为九孔,中间五孔,各宽四十五公尺,两边三孔为各宽十五公尺,左边第二孔为二十一公尺。闸门的结构与开关都与进湖闸相似,惟所受的水压力比较小些。
固定河槽为一混凝土的河槽,长十二公尺,总宽七十八公尺,底高为十七至十八公尺不等,两岸为直立之混凝土墙,上、下游都铺砌块石和拦河闸相同;枯水时期里淮河流量不到一千三百秒公方时,这里的流速不会超过一点五秒公尺,所以船舶可以通行无阻,洪水时期里,船舶须暂时停航。
进湖闸及拦河闸用的液压开关机共一百五十五个,现由华东工业部代为设计制造。
城西湖放水时,如水位在二十一公尺以上,可由进湖闸退入淮河,在二十一公尺以下,须由万民闸退出。万民闸位任家沟口,原为城西湖的出水口,为一个三孔闸门,闸顶高度只二十三公尺,现因需在城西湖蓄洪,堤顶须加高至二十七点五公尺,顶宽须培厚到八公尺,闸身也须加长、加强以与其他堤防工程配合。
在淮河的南岸,需建堤防,使湖河分隔开来。堤的断面分乙、丁、戊三种标准:自临水集至王截流一段及上格堤,均用乙种标准,顶宽四公尺,河湖坡一比三,岸坡一比五及一比二,在堤顶以下二公尺处加二公尺台肩;自王截流经分水闸至任家沟,用丁种标准,顶宽八公尺,河坡一比三,湖坡一比五;下格堤及城东湖拦河坝均用戊种标准,顶宽八公尺,两坡均一比五。
北岸自曹集至南照集要建筑矮堤,顶高以二十四点五公尺为度,水位超过堤顶时,水即漫溢到濛河洼地里。自南照集至润河集的北岸的洼地需要通行洪水,因为现有的堤防已超过需要,只须开顶高不超过二十四点三公尺的上下两缺口,长各约一公里,即可适用。自润河集至邱家湖口北岸的洼地,也须通行洪水,则应在上下两端及中间各开缺口,长各约一公里,缺口的顶高自二十五至二十三点六公尺不等。邱家湖以下,则不做工程,河湖大水时连成一片。
据最近测量的结果,知自润河集至庙台后面的冈地,已有足够的高度,所以不需要堤防工程,原列的经费将移筑润河左堤并特别加强灵台坝。
分水闸的主要材料数量,约为水泥九千一百七十公吨,石子二万五千五百六十五公方,黄砂一万九千五百七十三公方,砖一万零一百七十四公方,块石六万九千零七十九公方,钢筋四百吨,另加筑堤土方及修理万民闸等共需大米一亿五千四百五十万市斤。
正阳关以上的淮河洪水,完全依靠着山谷水库湖泊蓄洪和润河集的分水闸来控制,所以这节要讨论的是正阳关以下的河槽问题了。这段河槽——自正阳关至蒋坝——能否把上游来水顺利通过,如何使洪水能够顺利通过,内水问题如何解决,都在我们考虑范围之内。归纳起来,河槽整理之后,应该达到下列三个目的:
1.要能顺利排泄上游来水不致为患:
2.要减低水位便利内水的排泄;
3.要缩短航道便利航运。
要整理这段河槽,并且要整理以后能够永久维持于良好状况之下,所采取的方案必须与河流的性格相适合,并不单纯地或机械地把水流纳入预先准备好的躯壳,工程方始不浪费。在现时所有的技术资料之下,尤其缺乏有关水流与泥沙关系的观察,这种方案还没有着手的可能。但为了试算工程费的最高限度,暂定四种整理办法如下:
1.可以利用滩地的地方,尽量利用滩地来行水;
2.不能利用滩地的地方,则浚挖河槽;
3.可以截弯取直的地方,尽量截弯取直;
4.淮河北岸开辟排洪辅道。
其具体办法如下:
(1)利用滩地行水:淮河南岸的滩地除淮南矿区及蚌埠市区外,都利用来作为排洪孔道;六坊堤范围以内的滩地,及淮河北岸荆山湖洼地、北肥河与淮河间的地区、临淮关洼地、五河朝阳坝以南地区,亦均作为排洪孔道。上项被利用的洼地,尽量保证一水一麦。
(2)浚挖河槽:五河至浮山一段淮河,因计划水位降低(五河十七公尺,浮山十四点六公尺)不能利用滩地排水,原有河槽容量不够,故须加以浚挖;对龙集下游的淮河,亦须疏浚。
(3)截弯取直:上草湾冈地,拟予开通,使双沟淮河可以直接入湖,缩短水道三十五至六十五公里;浮山以下小龙涧至对龙集间,拟开辟一道排洪新道,可以缩短水道十二公里;圣人湖到蒋坝三河间,拟循古河开一河道,可以缩短水道十八公里。
(4)排洪辅道:在润河集蓄洪以后,淮河在正阳关的最大洪水量虽能减少到六千五百秒公方,但因涡河、北肥河、浍河、沱河、唐河等支流的汇入,浮山的流量将增到一万秒公方,这是淮河本干所不能容纳的。为了减少淮河的洪水量计,所以我们试拟了三条排洪辅道,从涡河开始,把各支流的水量完全截留起来,使淮河本干的流量仍保持在六千五百秒公方,到浮山以下方始再使排洪辅道与淮河相会合。这三条路线经过的地点如下:
第一线——起自涡河的龙亢集,在涡河内筑坝断流,设船闸来维持交通;坝上水位为二十二点五公尺。平地开挖排水渠道,穿过北肥河至澥河分为二支:一支循澥河故道,至九湾入浍河;另一支辟新道到湖沟集入浍河,再循浍河故道到固镇,穿津浦铁道到九湾与第一支会合,循浍河会同沱河、唐河,经五河至天井湖后,在浮山以下入淮。这条路线约计土方为二亿七千六百万公方,需米三十亿五千七百万斤。
第二线——起自涡河龙亢集,并不筑坝,把涡河筑断;起点水位为二十点八公尺,东向开挖排水道,在赵家沟入北肥河,循河至苏家集,再挖新渠经曹老集穿津浦路接至九湾入浍河,以下与第一线相同。这条路线约需土方一亿九千一百万公方,需米二十一亿九千五百万斤。
第三线——苏家集以上与第二线相同,至苏家集后,循北肥河到赵家沟,开新渠经太平岗附近,穿铁路至西坝口入浍河,以下与第一线相同。这条路线需土方二亿四千万公方,需米三十一亿六千八百万斤。
从上面试算的结果,知道第二线排洪辅道需费比较节省。
应用上面的办法,对整理河槽计划,我们拟出四种方案以资比较,方案如下:
1.北岸涡河等洪水,由排洪辅道下泄,洪湖蓄水至十四公尺,河湖分开。
2.不开辟排洪辅道,洪湖蓄水至十四公尺,河湖分开。
3.北岸涡河等洪水,由排洪辅道下泄,洪湖蓄水至十三公尺,河湖不分。
4.不开辟排洪辅道,洪湖蓄水至十三公尺,河湖不分。
第一方案:涡河和涡河以东的支流来水,全由排洪辅道排泄,最大流量为三千八百秒公方,蚌埠附近水位可降低至十八公尺,五河附近水位可降低至十五点五公尺,浮山十四点六公尺,淮河干流浮山以上最大流量为六千五百秒公方,浮山以下为九千秒公方,由上草湾引河进洪泽湖最大流量为四千秒公方,余自小龙涧引河下泄,加入池河一千秒公方,最大流量共为六千秒公方,此流量经圣人湖引河入三河。小龙涧引河口须筑船闸及拦河闸各一座,上草湾引河口筑进湖闸一座,以资控制。另外在上草湾下游淮河,圣人湖下游淮河,及蒋坝洪泽湖,都筑拦河或拦湖土坝,使河湖分开,增加洪泽湖的蓄水效能。
第二方案:除浮山以上全部洪水由淮河下泄外(即不开排洪辅道),其余完全与第一方案相同,但五河水位为十七公尺,蚌埠水位为二十点四公尺。
第三方案:与第一、二两方案基本上不同的地方,是本方案河湖不分,即上游来水,完全经由洪泽湖入三河。洪泽湖蓄水至十三公尺,上草湾引河仍须开通,最大流量为六千秒公方。同时淮河原来河槽,亦输送一部分流量进洪泽湖,即三千秒公方。排洪辅道的水位与第一方案同,三河下泄的流量增至八千五百秒公方。
第四方案:除浮山以上全部洪水由淮河下泄外,其余与第三方案完全相同。
以上四种方案的工程费如表五。
附注:
1.因资料的缺乏和时间的迫促,我们考虑难以周密,计算不能精确,究竟何种方案最合适,以及洪湖蓄水位十四公尺时,如果河湖不分时的情况,均尚须作进一步的研究。
2.涡河等支流洪水排洪辅道,须挖土约二亿公方,如将此土工移至淮河本干,对于航运必有相当益处,对于降低水位,亦应有相当作用,究竟何者最为有利,尚须加以研究。
3.四种方案中有关的河道与湖泊,还有未经测量的,应迅速测量,俾可作为进一步的计划根据。
4.截弯取直的引河土方数,和不开引河,原有河道须增加开挖土方数的比较,当须再加计算比较。
虽然洪泽湖在今日是很有名的湖泊,但在古时则并没有洪泽湖的名称。原来的淮河河道是经过盱眙龟山,再经淮阴到涟水云梯关入海的。在宋代人的笔记上,还屡次提及洪泽湖候潮的事,即可证明当时的淮河是很畅通的,所以海潮的影响能够到达这里。
1194年,黄河南徙,夺泗、夺淮以后,使淮河起着本质上的变化。到明永乐中(1403—1424)为了维持皇室的漕运,定出蓄清拒浑的政策,建筑洪泽湖大堤,抬高水位,来抵抗黄河的倒灌,于是位在大堤以西的洼地变成了一个大湖。
整理河槽各种方案工程费比较表(表五)
续表
续表
续表
以前黄河虽然掠夺了淮河,还有一部分水流到山东入海,但到明弘治八年(1495)北面的一股黄河开始断流。从这时起,黄强淮弱,淮河没有出路,洪泽湖便更形扩大,洪湖大堤也年年加高培厚,向南延长到蒋坝,明万历八年(1580)又开始建筑临湖石工,清代又继续施工,到清咸丰五年(1855)黄河北徙为止,造成了这长约五十公里的大工程。
洪湖大堤在周桥、蒋坝之间,有林、智、信三个滚水坝,都是用来把洪泽湖里过量的水泄入高、宝湖的。林坝建于道光九年(1829),智、信两坝建于乾隆十六年(1751),后来都加封土,现时则已完全封闭。又蒋坝之南原有仁、义、礼三坝,仁坝建于嘉庆二十二年(1817),义坝建于道光三年(1823),礼坝建于道光十八年(1838)。现仁、义坝亦已封闭,礼坝原在三河口,在1851年冲毁无存,所以三河就变成洪泽湖的出口,淮河的水量由此流到长江里去。
据前江淮水利局实测的地图,石工顶高约在废黄河零点以上十六至十七公尺,土堤顶宽约五十公尺,岸坡约一比二点五。在堤顶建有子埝高约二至三公尺。所以子埝顶的高度为废黄河零点以上十八至二十公尺不等。1921年水位十五点九三公尺,1931年水位十六点二五公尺,1950年水位十三点五公尺,1931年洪泽湖水位最高达十六点二五公尺,已属相当危险。
因为洪泽湖在近数百年里都是用来蓄水的,所以现在继续利用它来蓄水是最适宜的。惟蓄水后的水位不可太高,最好不要超过十四公尺,以免抬高上游的水位并加重大堤的负担,使下游受到威胁。
根据前淮扬徐海平剖面一万分一图计算,洪泽湖容量在水位十一与十四公尺之间,可容水五十二亿公方。黄泛以后,湖量或许稍减,幸本会新测洪泽湖图即将完成,不久即可修正。
洪泽湖的湖底在十公尺左右。但湖中沙洲林立,大约占去面积百分之五十。沙洲上生长着很茂盛的芦苇,使水中带来的泥沙更易沉淀。
淮河从盱眙的龟山入湖,到蒋坝的三河出湖,河湖相连而不分的。上游的来水非先把湖面抬高,就不能畅泄,所以效用不大。现在要使河湖分隔开来,以增加蓄洪的效率,所取的办法大约如下:
(一)开通双沟以下之上草湾冈地,使浮山下泄之水超过五千秒公方时,即把超过的水量由此处分泄入洪泽湖,暂时储蓄起来,候大汛过去,再行开放下泄,或留充灌溉航运与发电之用。根据1931年洪水估算,洪泽湖十四公尺以下之容量,已足够应用。
(二)在上草湾建入湖闸,控制入湖水量,使在可能范围内,淮河之水尽量下泄。
(三)在浮山建拦河闸,用来调节下泄的水量。
(四)堵塞上草湾的淮河旧槽,使下泄的水量全部行经浮山的拦河闸。
(五)开通盱眙的古河,同时把龟山附近淮河入湖的口门筑坝堵塞,使水径由古河进入三河。
(六)在蒋坝附近筑坝,使湖水不入三河。惟于坝旁应建小型的退水闸,以便剩余之湖水由此泄出。
(七)在高良涧开灌溉总渠供给苏北农田所需的水量,同时利用这分流量和该处的落差,设置水力发电厂。
(一)工程的目的:
开辟入江水道的目的有四:
1.使三河下泄之水能够顺利地流入长江;
2.减低高邮一带的水位来增加运河东西堤的安全性;
3.在低水时期内能使高、宝湖底大部分干涸出来,在冬季种植小麦或油菜;
4.逐渐造成排洪孔道,将湖地完全涸出成为两收地区。
(二)计划方案:
在“河槽整理”章中已经说过三河下泄的流量,因洪泽湖蓄水位的高低,有二种可能的流量,即洪泽湖蓄水位为十四公尺,则下泄流量最大为六千秒公方,如为十三公尺,则下泄流量最大为八千五百秒公方。今根据下泄的流量拟定二种计划方案如下:
第一方案:洪泽湖蓄水位十四公尺,三河下泄流量最大六千秒公方,自三河开始,定中渡水位最高不超过十二公尺,至金沟的西面,循柏家涧折向南行,经新河入高邮湖。另有一比较线系越过金沟,直向东行入界首湖。此比较路线所经之处,人烟比较稀少。高邮水位拟定最高不超过八公尺,六闸水位,不超过七公尺,六闸以下利用旧有引河泄洪入江。
根据浮山以往的记录,知道穿过高、宝湖向下排泄的春水流量(五月底以前)最大为一千五百秒公方,入江水道必须有一连贯的排泄此春水的水道,以保证圩田的麦收。此项水道将来可望逐渐刷深,略施工程,即可成为一条排洪的孔道。到了这时,其余的湖田即可涸出开垦。三河河道,大体上能排泄六千秒公方的流量,局部的浅段,须加浚挖或放宽堤距。高邮湖和邵伯湖内的圩堤,凡是阻碍排洪的都应当拆除。六闸以下的各引河,均须加以疏浚,或集中力量来疏浚一河。洪泽湖与淮河既经隔断,大部归江坝都可拆除以加强入江水道的冲刷。
第二方案:洪泽湖蓄水位十三公尺,三河下泄流量最大八千五百秒公方,拟定中渡水位最高为十二点五公尺,高邮及六闸水位,因排水量增大,水位亦须较高,前者为八点五公尺,后者为七点五公尺。三河须加疏浚与筑堤,排泄春水水道,仍须开挖,拆除圩堤和六闸以下引河的疏浚,亦须照办,不过工程要大些,大部分的归江坝也可废弃。
(三)工程经费:
二种方案的工费如表六。
(表六)
淮河洪水被山谷与平原里的水库拦蓄以后,才可利用蓄水量来发展灌溉、动力与航运。灌溉可使农田增产并可使生产得到确切的保证;动力可使农产品的生产成本减低,并因农产加工而提高其价值;航运使日用品与农产品的运费减轻,增加农民的收益。所以水利建设的发展,一定可以大大增进广大农民的福利,并使社会繁荣普遍好转。现分述如次:
(一)灌溉:多数山谷水库完成后,都可引用所蓄的水量到农田里去灌溉农作物。关于这部分的灌溉面积,据初步查勘的结果约有二百九十万亩。数目如下:
淮河大坡岭水库能灌溉二千亩
潢河龙山水库能灌溉二十万亩
洪河石漫滩水库能灌溉二万亩
南汝河板桥水库能灌溉二十万亩
史河梅山水库能灌溉四十万亩
灌河盛家店水库能灌溉二十万亩
淠河佛子岭水库能灌溉四十万亩
沙河下汤水库能灌溉五万亩
沙河曹楼水库能灌溉二万亩
汝河紫罗山水库能灌溉一百万亩
颍河白沙水库能灌溉四十万亩
共计二百八十九万二千亩
苏北在里下河区、滨海区、通扬运河两岸,高、宝湖北首共有稻田九千四百二十平方公里,棉与杂粮田七千七百八十平方公里,共计一万七千二百平方公里。设以百分之八十为耕种面积,则在这区域里等着灌溉的农田就有二千万亩。据初步估计,要使这许多农田增加并确保生产,即需水量四十七亿五千万立方公尺,除一部分的灌溉水量可设法从长江引用外,大部分可由洪泽湖去供给。
中游地区的灌溉问题还没有详细的研究。
(二)动力:从山谷水库放水的时候,还可发生动力。因为这项利益与其他水利不能两全,所以为了照顾灌溉用水,只得减少发电量。据初步查勘报告,各水库可能发生的动力如下:
淠河佛子岭水库能发电九千瓩
灌河盛家店水库能发电二千瓩
浉河南湾水库能发电七百五十瓩
淮河大坡岭水库能发电三千瓩
汝河紫罗山水库能发电五千瓩
颍河白沙水库能发电一千七百瓩
共计二万一千四百五十瓩
利用洪泽湖蓄水及跌差,可发生的电力约计为一万五千瓩,故合计可达三万六千余瓩。
(三)航运:治淮的结果可使支干河低水流量普遍增加,对于木船航运的运距与每年航行的日数,都可大大改进。此外由于淮阴到邵伯一段运河不再用来排泄洪水,所以可以把运河西堤里的缺口全部堵闭,利用淮阴、邵伯两船闸,来维持排水量九百吨以下的大船交通。从邵伯以下,则可用机船把瓜州运河及邵伯到三江营的一段河道浚深到零下零点四公尺,使与南京、汉口来往的船只能经过瓜州运河而交通,与上海一带来往的船只能经过三江营水道而交通。由于瓜州运河与三江营水道互相连通之故,航道可永久保持,不致为潮汐带进的泥沙所淤塞。
在洪泽湖进口处的分水闸里,附设有船闸,所以淮河上、中游的船舶,可经此船闸进入古河与三河,再沿高邮湖中的深泓下驶,经高邮船闸而后进入运河。这样淮河上下游的航道可以终年无阻了。
建设好一个水利系统之后,要希望充分发挥它的效用与维持它的寿命,完善的管理制度是必须确立的。关于管理的制度,可分为运用与养护两方面。
(一)运用方面:上、中、下游所有水库闸坝及凡与控制水流有关的工程,必须看做一个完整的系统去运用它。因此在这系统里必须建立起一个总管理处,作为发号施令的所在。这总管理处譬如神经系统中的脑,而全系统中有关系的各工程单位,则譬如五官四肢。总管理处与各单位间,应有电信设备互相联系。当运用之前,总管理处须要根据各单位关于报告水情的资料,先作合理的分析,再作出决定,指挥各单位照样去做。由此看来,在运用方面的工作可分为三个环节:第一为情报,由分布在扼要地区的水文单位报告水情到总管理处;第二为分析,在总管理处配有相当数量的技术干部,利用一切计算的方法与仪器,从各地水文的过程中,推断出有关流量水位和其他因素及即将到来的事情,然后作出何种闸坝应开应关的决定;第三为动作,各单位即照着这指示而动作起来,动作以后,再把当地的情况汇报总管理处。
(二)养护方面:每次运用以后,必须把系统里一切土木机械设备作详细的检查,如有缺陷应当迅速施以修整,以免缺陷的扩大,并为下次的使用作好准备。要做好养护工作必须确立负责制度。在各工程地点,随时准备好定额的材料配件之类,以供应用。备置必要的仪器,经常去测量各项设备内外部的情况,使事前可以探测出人们不注意的缺陷,并得及时筹好补救的办法。为了无论何时要使机械保持在良好状态之下并使工作人员能够熟练地运用,则即使在平常时候,也必须定出制度,把各机械作演习性质的使用。至于定期的修整工作,如铁件的髹漆、引擎汽缸的刮磨、铺砌物的翻修、倒滤器材料的更换等,都应当定出制度,切实去执行。
总之,倘然对于运用及养护两方面,能够定出完善的制度,并且一丝不苟地去实行,则这整个的建设,便能充分而且永久地发挥出最大的效果;忽略了任何一样,则这效果就要打很大的折扣,甚至得到相反的结果亦未可知。具体的运用与养护制度,应当在建设工作进行的时候,就要规定出来。
1951年下半年到1952年上半年,是治淮工程开始后第二个施工年度。在这时期和1953年里必须把基本的蓄洪工程建设完成,并把一部分疏浚工程与灌溉、动力、航运等水利建设同时开始。根据这一个要求,可把这一年内应做的工程,分述如下:
(一)山谷水库:
1.完成白沙、大坡岭、板桥、石漫滩四水库。
2.开始佛子岭、梅山、盛家店、鲇鱼山、龙山、南湾、紫罗山、猴儿岩八水库,并争取在年内完成淠、史两河上的水库。
3.作出独树村、长竹园、下汤、曹楼四水库的具体计划。
4.继续查勘可能的蓄水库。
(二)中游蓄洪工程:
5.润河集工程经第一次汛期考验后,应做必要的修理或补充工程。
6.开始洪泽湖蓄洪及分水工程于两年内完成之。
(三)疏浚工程:
7.完成三河经高邮湖、邵伯湖排泄一千五百秒公方流量之深泓。
8.完成邵伯至瓜州与三江营之航道疏浚工程深度达到零下零点四公尺。
9.拆除归江坝。
10.建造挖泥机船。
11.重点疏浚淮河浅段。
(四)航运工程:
12.堵塞运河西堤缺口,开始运用淮阴与邵伯船闸。
13.完成高邮至蚌埠航运工程的具体计划。
(五)灌溉工程:
14.完成里下河灌溉工程的具体计划。
15.完成利用山谷水库蓄水量之灌溉二百万亩之具体工程计划。
16.开辟滨海区农田一百万亩。
(六)动力工程:
17.两年内完成洪泽湖三千瓩水力电厂作为初步建设,终极目的为一万五千瓩。
18.完成各山谷水库之水力发电具体计划。
以上1、2、5、6、7、8、9、10、11、12、16、17各项为实施建筑之工作,其余为测量、钻探、试验、研究、规划设计等工作。
关于本年度应需的费用,因目前测验与设计还没有完全,很难作出准确的估计,表七所列数字仅可作为参考之用。
1952年度治淮经费概算表(表七)
(本文原载于《治淮汇刊》第1辑)