安徽省巢湖市城市防洪研究

石正寶

（上海市水利工程設(shè)計(jì)研究院有限公司 上海 200061）

安徽省巢湖市城市防洪研究

石正寶

（上海市水利工程設(shè)計(jì)研究院有限公司 上海 200061）

巢湖市中心城區(qū)臨湖傍山懷抱圩區(qū)，地形復(fù)雜，防洪堤線分散。巢湖市城防起步晚，防洪標(biāo)準(zhǔn)低，防洪工程設(shè)施不完善。根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-94）及《巢湖市城市總體規(guī)劃》、《巢湖市城市防洪規(guī)劃》確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)實(shí)測(cè)雨量資料分析設(shè)計(jì)暴雨，分析設(shè)計(jì)洪水與設(shè)計(jì)洪水位。按照“全面規(guī)劃、山水撇洪、分區(qū)設(shè)防、分步實(shí)施”的原則，確定防洪總體方案與防洪工程布置。

城市防洪 防洪標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)洪水 防洪工程

1 前言

巢湖市城市規(guī)劃區(qū)總面積443km2，西至中垾，北至夏閣，南至銀屏、散兵，東至清溪半湖、亞父。規(guī)劃區(qū)用地包括現(xiàn)狀城區(qū)及環(huán)城、中垾、夏閣、半湯、亞父、銀屏、清溪半湖等鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政用地?，F(xiàn)狀城區(qū)面積約20km2，人口約23.58萬(wàn)人；規(guī)劃到2020年，城市實(shí)際居住人口為45萬(wàn)人左右，建成區(qū)建設(shè)總用地面積為45km2。

巢湖市城市防洪規(guī)劃范圍，即東至鼓山嘴、清溪河、半湯鎮(zhèn)，南至裕溪河、巢無(wú)公路，西至雙橋河、巢湖湖濱，北至鳳凰山、岠嶂山、湯山一線，防洪保護(hù)面積為22.93km2。城區(qū)轄臥牛、朝陽(yáng)、城南、城北等4個(gè)街道辦事處以及半湯鎮(zhèn)和環(huán)城鎮(zhèn)，歷來(lái)為巢湖地委、行署所在地，現(xiàn)為巢湖市政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心。

2 防洪現(xiàn)狀

2.1 城防工程現(xiàn)狀

巢湖市城區(qū)南臨巢湖、裕溪河，北面環(huán)山，東、西、南三面均有圩口，環(huán)城河溝通巢湖和裕溪河，80年代以前處于不設(shè)防狀態(tài)。1980年大水后，為解決巢湖城市防洪問(wèn)題，城區(qū)周邊圩口被聯(lián)成城郊聯(lián)圩，按巢湖水位10.11m設(shè)防。改革開放以來(lái)，城市化進(jìn)程加快，周邊圩口陸續(xù)被開發(fā)成經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)、商住區(qū)。

巢城現(xiàn)有防洪工程已初具規(guī)模，主要包括兩溝(東、西撇洪溝)、兩壩(東、西壩)、兩閘(西安橋閘、西壩閘)、一站(城防站)、巢湖大堤(巢湖閘上～雙橋河河口)、雙橋河左堤、裕溪河左堤(巢湖閘下～抱書河河口)、抱書河右堤等。

巢湖大堤從巢湖閘左岸，經(jīng)官圩、西壩、賈塘圩沿湖段，總長(zhǎng)3.725km，防御巢湖洪水。1991年大水后，巢湖大堤按50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了全面加固，加固內(nèi)容包括填塘固基、加高培厚、外坡護(hù)砌等，官圩段增做頂寬5m頂高程12.21m的子堤，西壩在迎水側(cè)重新填筑了頂寬8m、頂高程12.21m的大堤，賈塘圩段堤頂高程達(dá)12.41m左右，頂寬約12.Om，西壩西端至賈塘圩長(zhǎng)40Om的堤段堤頂高程約11.61m。

裕溪河左堤巢湖閘下至抱書河段，經(jīng)官圩、東壩、河下線，至抱書橋，全長(zhǎng)約6.12km，防御裕溪河洪水。輪船碼頭西側(cè)堤防，長(zhǎng)12Om、頂高程11.61m、頂寬1Om。官圩南圩埂、曹橋東埂3.38km的堤防堤頂高程達(dá)11.61m左右，堤頂寬6～8m。城區(qū)東壩～河下線長(zhǎng)約300m的防洪墻為直立式擋土墻。西壩西端的西安橋(溝通環(huán)城河與巢湖)已建1.5m×1.5m的防洪閘。

東、西撇洪溝攔截東北部低山丘區(qū)的山洪，繞城直接進(jìn)入巢湖及裕溪河。西撇洪溝及雙橋

河，全長(zhǎng)約4.730km，將鳳凰山、大尖山、岠嶂山約15.78km2淺山區(qū)的山洪經(jīng)雙橋河排入巢湖。東撇洪溝自白鶴庵咀至財(cái)貿(mào)學(xué)校長(zhǎng)5km，城區(qū)東側(cè)放王崗約2.86km2的山洪被截流經(jīng)抱書河排入裕溪河。

2.2 存在問(wèn)題

防洪工程存在的問(wèn)題主要有四個(gè)方面：①防洪標(biāo)準(zhǔn)低。城市周邊沿巢湖、裕溪河以及城郊聯(lián)圩堤防標(biāo)準(zhǔn)不足20年一遇，城市東、西撇洪溝現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)僅5年一遇左右。②防洪工程設(shè)施不完善，未形成完整的封閉堤圈。③跨河橋梁阻水，穿堤涵閘隱患多。城區(qū)內(nèi)河、撇洪溝上橋梁多達(dá)67座，其中一半以上橋梁嚴(yán)重阻水，涵閘斗門多達(dá)70座，對(duì)堤防安全十分不利。④管理設(shè)施落后。目前，巢湖市城防工程管理處僅有11名管理人員，辦公面積200m2。管理處辦公樓位于巢湖西壩與濱湖大道交界處，緊鄰巢湖，位于洪水淹沒(méi)區(qū)。汛情、水情預(yù)報(bào)設(shè)施落后，遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代化信息管理及汛期快速反應(yīng)的要求。

3 防洪標(biāo)準(zhǔn)

3.1 中心城區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《巢湖市城市總體規(guī)劃》，巢湖城區(qū)到2020年規(guī)劃人口為45萬(wàn)人。依據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-94)，巢湖市屬Ⅲ等城市，重要性為中等城市，城市防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為50～100年一遇。對(duì)照《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-94)和安徽省水利廳對(duì)《巢湖市城市防洪規(guī)劃報(bào)告》的審查意見，巢湖市中心城區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，撇洪溝的防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇。

3.2 堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)

表1 湖、河、溝堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)表

堤防工程的防洪標(biāo)準(zhǔn)與級(jí)別應(yīng)根據(jù)防護(hù)對(duì)象的重要性、洪水危害程度和非農(nóng)業(yè)人口數(shù)量，參照《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-94)、《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50206-98)綜合確定，見表1。

4 設(shè)計(jì)洪水

4.1 設(shè)計(jì)暴雨

根據(jù)巢縣站建國(guó)以來(lái)歷年最大一天暴雨統(tǒng)計(jì)，1969年、1991年、1995年、1999年、1975年分別是217.6mm、190.7mm、181.0mm、167.9mm、150.8mm，均值是91.3mm。按P-Ⅲ型頻率曲線適線(CV=0.5，Cs=3.5Cv)，其20年一遇設(shè)計(jì)暴雨為182mm。巢湖市設(shè)計(jì)暴雨成果，見表2。

表2 巢湖市設(shè)計(jì)暴雨成果表

4.2 設(shè)計(jì)洪水

（1）巢湖、裕溪河設(shè)計(jì)洪水位。巢湖10年一遇洪水位為9.71m，20年一遇洪水位為10.61m，50年一遇為10.86m，100年一遇為11.41m。裕溪河2O年一遇洪水位為10.54m，相應(yīng)清溪河口水位為10.31m。

（2）中心城區(qū)內(nèi)河、撇洪溝設(shè)計(jì)洪水。巢湖市城區(qū)現(xiàn)有西撇洪溝、雙橋河、東撇洪溝、抱書河、義城圩西撇洪溝、義城圩東撇洪溝、落沈圩撇洪溝等。依照《安徽省山丘區(qū)小面積設(shè)計(jì)洪水估算》中的淺山區(qū)、高低丘陵區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算中心城區(qū)各內(nèi)河、撇洪溝設(shè)計(jì)洪水成果見表3。

（3）半湯片南北撇洪溝、湯河設(shè)計(jì)洪水。巢湖市半湯片城區(qū)現(xiàn)有南撇洪溝、北撇洪溝、湯河等，屬于清溪河水系。南撇洪溝、北撇洪溝上游(岠嶂山下至電療段)河道設(shè)計(jì)流量屬非天然流域設(shè)計(jì)洪水，其洪水計(jì)算按照《安徽省山丘區(qū)小面積設(shè)計(jì)洪水估算》辦法進(jìn)行。綜合分析確定半湯片南北撇洪溝、湯河設(shè)計(jì)洪水成果見表3。

表3 巢湖市各城市內(nèi)河、撇洪溝設(shè)計(jì)流量表

（4）清溪河設(shè)計(jì)洪水

清溪河是裕溪河的一條主要支流，位于裕溪河上游左岸，出口距巢湖閘約8.0km。清溪河流域面積237.04km2，其中山丘區(qū)190.14km2，圩區(qū)46.9km2。主河道全長(zhǎng)25.7km，平均坡降0.68‰。

流域內(nèi)一般山丘區(qū)產(chǎn)流按《安徽省暴雨參數(shù)等值線圖、山丘區(qū)產(chǎn)匯流分析成果和山丘區(qū)中、小面積設(shè)計(jì)洪水計(jì)算辦法》（簡(jiǎn)稱“84年辦法”）計(jì)算。根據(jù)流域內(nèi)的地形特征和支流的分布情況，將流域分成8片。各山丘區(qū)分片面積、特征值詳見表4。匯流計(jì)算中考慮了上游洪水在河道中的滯留時(shí)間，不同片產(chǎn)流錯(cuò)時(shí)迭加。

表4 清溪河流域各山丘區(qū)分塊流域特性表

根據(jù)《巢湖市半湯片排水規(guī)劃》、《安徽省沿江排澇規(guī)劃可行性研究報(bào)告》，城區(qū)排澇流量按胡家圩站、月牙塘站設(shè)計(jì)流量加入，以種植水稻為主的圩區(qū)排澇模一般取0.55m3/s·km2，圩區(qū)排澇流量按有關(guān)泵站設(shè)計(jì)流量加入。

清溪河口5年一遇、10年一遇、20年一遇設(shè)計(jì)流量分別為229m3/s、397m3/s、532m3/s。

4.3 洪水遭遇分析

對(duì)于小流域河道治理，其洪水標(biāo)準(zhǔn)主要受最大一日暴雨控制。巢縣站最大一天暴雨、當(dāng)日與次日巢湖水位、閘下裕溪河水位，見表5。

根據(jù)與設(shè)計(jì)暴雨相近的幾個(gè)大水年份的最大一天暴雨的發(fā)生日期及次日巢湖、巢湖閘下裕溪河水位情況可見，當(dāng)支流發(fā)生最大洪峰時(shí)，

巢湖與裕溪河水位較低，巢湖水位低于巢湖10年一遇洪水位9.71m。但是，1983年，巢湖最高水位為10.16m(7月26日)，巢湖閘下最高水位為9.98m(7月20日)，1991年，巢湖最高水位為10.78m(7月13日)，巢湖閘下最高水位為10.5m(7月12日)。巢湖與裕溪河最高水位都發(fā)生在7月中下旬，此時(shí)巢湖市城區(qū)發(fā)生最大一日暴雨的機(jī)率極大。綜合分析認(rèn)為，在推求河道水面線時(shí)，當(dāng)支流發(fā)生設(shè)計(jì)洪水時(shí)，巢湖洪水位采用20年一遇洪水位10.61m，裕溪河巢湖閘下洪水位采用2O年一遇洪水位10.54m，是安全合理的。

4.4 設(shè)計(jì)洪水位與堤頂高程

巢湖50年一遇洪水位10.86m。裕溪河20年一遇洪水位10.54m，相應(yīng)清溪河口水位10.31m。根據(jù)設(shè)計(jì)洪峰流量與下游水位，推求設(shè)計(jì)洪水位。依據(jù)各段堤防等級(jí)和堤頂超高計(jì)算結(jié)果，以及《巢湖流域防洪規(guī)劃報(bào)告》批復(fù)意見，綜合分析確定巢湖市各段城市防洪封閉堤堤頂超高的采用值。設(shè)計(jì)洪水位、堤頂超高、設(shè)計(jì)堤頂高程，見表6。

表5 典型大水年份最大一日暴雨當(dāng)日和次日巢湖、裕溪河水位表

表6 湖堤及河、溝堤設(shè)計(jì)洪水位表

5 城市防洪工程布置

5.1 布置原則

總體布置原則：“全面規(guī)劃、山水撇洪、分區(qū)設(shè)防、分步實(shí)施”，即依據(jù)巢湖市城市防洪工程現(xiàn)狀、地形及水文條件，結(jié)合巢湖市城區(qū)用地分散、地勢(shì)復(fù)雜的特點(diǎn)，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、 環(huán)境和綜合利用等各個(gè)方面，綜合分析研究制定城市防洪工程總體方案。

5.2 防洪總體方案

巢湖市城市規(guī)劃區(qū)由中心城區(qū)片、半湯片、城南片組成。巢湖市中心城區(qū)片防洪工程由巢湖大堤巢湖閘上至雙橋河口段、西撇洪溝左堤、雙橋河左堤、東撇洪溝右堤、抱書河右堤、裕溪河左堤巢湖閘下至抱書河段等組成。半湯片防洪工程由半湯北撇洪溝右堤、南撇洪溝左堤組成。城南片不予防洪設(shè)防，但沿湖周邊進(jìn)行護(hù)岸治理。

防洪工程主要措施包括堤身加高培厚、河溝疏浚、填塘固基、護(hù)砌、防洪墻、灌漿、穿堤建筑物加固、防洪閘等。

5.3 局部防洪堤線布置

5.3.1 半湯北撇洪溝布置

根據(jù)《巢湖市城市總體規(guī)劃》及《巢湖市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)總體規(guī)劃》，西李高速公路涵以上段撇洪溝大體在50m等高線、沿城市外環(huán)路的北側(cè)布置，路堤結(jié)合。撇洪面積約3.14km2，撇洪溝長(zhǎng)3.982km，撇洪流量30m3/s。

北撇洪溝上段標(biāo)準(zhǔn)斷面為：底寬5～8m，邊坡1∶0.0～1∶2.5，設(shè)計(jì)水深1.0～1.2m。堤頂寬8.0m，堤頂超高0.9～1.2m，外邊坡1∶3。

5.3.2 湯河布置

（1）湯河上段(電療至巢寧路橋)。湯河上段地處低谷，是承泄上游來(lái)水的天然行洪路線。沿河橋梁阻水嚴(yán)重，河道斷面不足以排泄設(shè)計(jì)洪水，但是兩岸房屋密集，且多為公共設(shè)施。為減少開挖量、避免拆遷，采用河道適當(dāng)挖深與修建防洪墻相結(jié)合的治理方案。工程措施包括：①疏挖河道，河道采用矩形斷面，設(shè)計(jì)河底寬25.00m，河底高程11.24～10.97m，河底坡降1/5000；②兩側(cè)采用鋼筋混凝土防洪墻，墻頂高程11.74～11.47m，堤頂超高取0.5m；③拆除重建巢寧路、電力療養(yǎng)院大橋。

為了緩解半湯鎮(zhèn)段河道泄洪問(wèn)題，應(yīng)從多方面著手：一是修建上游大奎水庫(kù)，增加調(diào)蓄，削減洪峰；二是適當(dāng)挖深河道并修建防洪墻；三是疏浚下游河道，降低水面線。

（2）湯河下段布置。湯河下游排洪線路采用現(xiàn)狀方案，堤防按現(xiàn)狀，經(jīng)余山嘴、湯河右堤至月牙塘，與南溝形成封閉圈?？傞L(zhǎng)4.416km，堤身加培土方量為61.55萬(wàn)m3。

近期，半湯北撇洪溝上段標(biāo)準(zhǔn)斷面可為：底寬5～8m，邊坡1∶0.0～1∶2.5，設(shè)計(jì)水深1.0～1.2m。堤頂寬8.0m，堤頂高程超高0.9～1.2m，外坡1∶3。遠(yuǎn)期待到王圩變?yōu)槌鞘杏玫睾?，可自成防洪治澇體系，加高加固防洪堤圈，在月牙塘處單獨(dú)設(shè)排澇泵站，為縮小防洪堤圈長(zhǎng)度，亦可在余山嘴處修建防洪閘。

6 結(jié)語(yǔ)

（1）巢湖市城市規(guī)劃區(qū)總面積443km2，現(xiàn)狀城區(qū)面積約20km2，巢湖市城市防洪保護(hù)面積為22.93km2。（2）巢湖市中心城區(qū)現(xiàn)有防洪工程雖已初具規(guī)模，但仍存在防洪標(biāo)準(zhǔn)低、防洪堤線不封閉、跨河橋梁阻水、穿堤涵閘隱患多、管理設(shè)施落后等問(wèn)題。（3）巢湖市防洪標(biāo)準(zhǔn)，中心城區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，撇洪溝保護(hù)區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇。（4）巢湖50年一遇為10.86m，100年一遇為11.41m，裕溪河2O年一遇洪水位為10.54m，相應(yīng)清溪河口水位為10.31m。（5）巢湖市城市規(guī)劃區(qū)由中心城區(qū)片、半湯片、城南片組成。城南片不予防洪設(shè)防，但沿湖周邊進(jìn)行護(hù)岸治理。防洪工程主要措施包括堤身加高培厚、河溝疏浚、填塘固基、護(hù)砌、防洪墻、灌漿、穿堤建筑物加固、防洪閘等。

1 防洪標(biāo)準(zhǔn)[S].(GB50201-94).

2 堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].(GB50286-98).

3 水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范[S].(SL 44-2006).

10.3969/j.issn.1672-2469.2014.09.001

TV87

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1672-2469(2014)09-0001-04

石正寶（1965年—），男，高級(jí)工程師。