沅江市堤垸警戒水位調(diào)整的必要性及調(diào)整值分析

沈陽(yáng)林

（湖南省沅江市水利局，湖南 沅江 413100）

1 基本概況

沅江市地處湖南省洞庭湖腹地，東、南、西洞庭環(huán)繞其中，四水也從此匯集而入長(zhǎng)江，常年穩(wěn)定性河流有七條（南嘴河、草尾河、挖口子河、黃土包河、白沙長(zhǎng)河、資江分河及南洞庭洪道）。全市總集雨面積2012.5 km2，其中耕地面積86.73萬(wàn)畝，人口748191人，有堤垸九個(gè)，其中重點(diǎn)垸兩個(gè)（大通湖垸及長(zhǎng)春垸），蓄洪兩個(gè)（共雙茶垸及保民垸）和一般垸五個(gè)（目平湖垸、畔山洲垸、憲成垸、凈下洲垸及永新垸）。有鎮(zhèn)、場(chǎng)、辦事處14個(gè)，一線防洪大堤長(zhǎng)314 km，穿堤建筑物150處。

2 堤防防汛水位及水位站設(shè)置過(guò)程

沅江市堤防防汛水位在2004年之前設(shè)三線水位:防汛水位、警戒水位及危險(xiǎn)水位，在全市設(shè)有22個(gè)水位觀測(cè)站；2004年后防汛水位設(shè)兩級(jí)水位:警戒水位及保證水位，設(shè)有19個(gè)水位觀測(cè)站。其中減少了熙和、志成、康寧、白沙等水位觀測(cè)站，新增了南嘴、小河咀、茶盤洲等水位觀測(cè)站。

3 堤防警戒水位調(diào)整的必要性

目前沅江市實(shí)施的堤垸警戒水位是在2004年確定的，至今已有13年，隨著2004年后的洞庭湖二期治理、蓄洪垸圍堤加固及安全建設(shè)，中型電排改造，本級(jí)財(cái)政水利投入工程建設(shè)及群眾自籌，沅江市堤防的防洪能力已有顯著提高，部分堤垸或部分堤段的警戒水位已不能客觀真實(shí)地反映堤垸或堤段實(shí)際抗洪能力和沅江防洪形勢(shì)，與沅江市防汛的工作實(shí)際也不相適應(yīng)。而且沅江社會(huì)各界對(duì)二級(jí)水位特別是警戒水位的設(shè)置關(guān)注度不斷提高，部分堤垸或堤段警戒水位設(shè)置偏低，不科學(xué)不合理現(xiàn)象逐步呈現(xiàn)，形成“有警無(wú)險(xiǎn)”，易給社會(huì)及群眾產(chǎn)生松懈麻痹思想，給防汛部門增加不必要的輿論壓力，也不利于將來(lái)防汛工作的開展[1]。因此對(duì)沅江市堤垸警戒水位作相應(yīng)調(diào)整是十分必要的。

4 堤防警戒水位確定的基本原則

（1）堤防警戒水位值的確定應(yīng)與當(dāng)?shù)氐谭垃F(xiàn)狀及防洪能力相匹配。

（2）堤防警戒水位值的確定應(yīng)結(jié)合堤垸堤防歷次出險(xiǎn)情況綜合考慮。

（3）堤防警戒水位值的確定應(yīng)科學(xué)合理。偏低易給社會(huì)及群眾產(chǎn)生松懈麻痹思想，偏高使警戒水位與保證水位之間的預(yù)警時(shí)間不足，使防汛工作措手不及。同時(shí)要兼顧周邊地區(qū)，特別是上下游地區(qū)，與其保持協(xié)調(diào)一致[2]。

5 堤防警戒水位調(diào)整分析

5.1 防洪標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50201-2014）、《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50286-98）、《洞庭湖區(qū)綜合治理近期規(guī)劃報(bào)告》以及水利部水總規(guī)[2000]42號(hào)文，東、南洞庭湖以1954年最高洪水位作為設(shè)計(jì)洪水位，西洞庭湖區(qū)以新中國(guó)成立以來(lái)至1991年最高洪水位作為設(shè)計(jì)洪水位，按湖堤安全超高加1.5 m、河堤加1.0 m確定堤頂高程，重點(diǎn)垸堤防面寬6 m～8 m，一般垸堤防3 m～6 m（以下簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范），沅江市重點(diǎn)垸大通湖垸、長(zhǎng)春垸堤防等級(jí)為Ⅱ級(jí)，其防洪標(biāo)準(zhǔn)為大于等于30年小于50年。大通湖垸、長(zhǎng)春垸東線屬南洞庭湖，長(zhǎng)春垸西線屬西洞庭湖，大通湖垸設(shè)計(jì)洪水位采用1954年草尾站最高水位35.62 m，長(zhǎng)春垸東線設(shè)計(jì)洪水位采用1954年沅江站最高水位35.26 m，長(zhǎng)春垸西線設(shè)計(jì)洪水位采用1954年小河站最高水位35.72 m。共雙茶垸、保民垸堤防等級(jí)為Ⅲ級(jí)，其防洪標(biāo)準(zhǔn)為大于等于20年小于30年。共雙茶垸、保民垸垸均屬南洞庭湖，共雙茶垸設(shè)計(jì)洪水位采用1954年草尾站最高水位35.62 m，保民垸設(shè)計(jì)洪水位采用1954年沅江站最高水位35.26 m，五個(gè)一般垸（目平湖垸、畔山洲垸、憲成垸、永新垸、凈下洲垸）堤防等級(jí)為Ⅲ級(jí)以下，其防洪標(biāo)準(zhǔn)為大于等于10年小于20年，畔山洲垸、憲成垸、永新垸、凈下洲垸四個(gè)一般垸屬南洞庭湖，畔山洲垸設(shè)計(jì)洪水位采用1954年沅江站最高水位35.26 m，憲成垸設(shè)計(jì)洪水位采用1954年草尾站最高水位35.62 m，永新垸設(shè)計(jì)洪水位采用1954年黃土包最高水位35.27 m，凈下洲設(shè)計(jì)洪水位采用1954年泗湖山站最高水位35.21 m，目平湖垸屬西洞庭湖，其設(shè)計(jì)洪水位采用1954年沅江站最高水位35.72 m。

5.2 堤防工程現(xiàn)狀及防洪能力

大通湖垸堤長(zhǎng)88.331 km，樁號(hào)71+147～159+478，堤頂高程為 37.5 m～39.0 m，面寬10 m，內(nèi)坡比1∶3，外坡比 1∶2.5，內(nèi)設(shè)有一、二級(jí)平臺(tái)。

長(zhǎng)春垸堤長(zhǎng)31.398 km，樁號(hào)46+095～77+493，堤頂高程為38.5 m～39.0 m，面寬 10 m，內(nèi)坡比 1∶3，外坡比 1∶2.5，內(nèi)設(shè)有一、二級(jí)平臺(tái)。

共雙茶垸堤長(zhǎng)121.74 km，樁號(hào)0+000～121+740，堤頂高程為 37.5 m～38.0 m，面寬 5 m～8 m，內(nèi)坡比 1∶3，外坡比 1∶2.5，部分堤段內(nèi)設(shè)一級(jí)平臺(tái)。共雙茶垸于2010年陸續(xù)開始圍堤加固工程及安全建設(shè)工程建設(shè)，對(duì)全垸當(dāng)沖垮坡、堤身堤基滲漏、當(dāng)風(fēng)浪、堤身不達(dá)標(biāo)堤段及病險(xiǎn)建筑物進(jìn)行了全部的改造與整治。另外泗湖山南線全線有外洲，外洲高程在32.0 m以上，10+000～18+570段因坪塘嶺安全臺(tái)和黃土包河疏竣工程的實(shí)施，外洲50 m～100 m以內(nèi)高程已達(dá)33.0 m以上。

保民垸堤長(zhǎng)9.185 km，樁號(hào)72+045～81+230，堤頂高程為37.5 m，面寬4 m～6 m，內(nèi)外坡比1∶2.5，部分堤段內(nèi)設(shè)一級(jí)平臺(tái)。保民垸于2010年～2014年陸續(xù)開始圍堤加固工程建設(shè)，對(duì)全垸當(dāng)沖垮坡，堤身堤基滲漏，當(dāng)風(fēng)浪、堤身不達(dá)標(biāo)堤段及3處病險(xiǎn)建筑物進(jìn)行了全部的改造與整治。

目平湖垸堤長(zhǎng)8.642 km，樁號(hào)0+000～8+642，堤頂高程為38.5 m，面寬3 m～4 m，內(nèi)外坡比1∶2.5，內(nèi)無(wú)一、二級(jí)平臺(tái)。

畔山洲垸堤長(zhǎng)6.27 km，樁號(hào)0+000～6+270，堤頂高程為37.5 m，面寬5 m，內(nèi)外坡比1∶2.5，內(nèi)無(wú)一、二級(jí)平臺(tái)。

憲成垸堤長(zhǎng)9.8 km，樁號(hào)0+000～9+800，堤頂高程為38.0 m，面寬5 m，內(nèi)外坡比1∶2.5，內(nèi)無(wú)一、二級(jí)平臺(tái)。

永新垸堤長(zhǎng)22.168 km，樁號(hào)0+000～22+168，堤頂高程為37.5 m，面寬4 m～6 m，內(nèi)外坡比1∶2.5，內(nèi)無(wú)一、二級(jí)平臺(tái)。

凈下洲垸堤長(zhǎng)16.45 km，樁號(hào)0+000～16+450，堤頂高程為37.5 m，面寬 3 m～4 m，內(nèi)外坡比 1∶2.5，內(nèi)無(wú)一、二級(jí)平臺(tái)。2009年沅江財(cái)政投入300多萬(wàn)元對(duì)凈下洲垸全線進(jìn)行了加高培厚，使堤頂高程從36.5 m提至37.5 m，面寬從2 m～3 m達(dá)至3 m～4 m。

沅江市兩個(gè)重點(diǎn)垸、兩個(gè)蓄洪垸及五個(gè)一般垸經(jīng)過(guò)近十多年來(lái)的水利工程建設(shè)，堤防堤頂高程、面寬及坡比已基本達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范的要求，防洪能力有了顯著提高。其間經(jīng)受了八次較大洪水的考驗(yàn)，堤防工程運(yùn)行安全無(wú)恙。

5.3 堤防實(shí)際運(yùn)用情況

大通湖草尾河左岸堤段:全長(zhǎng)57.331 km，樁號(hào)71+147～128+478，根據(jù)2002年～2016年險(xiǎn)情記載，此堤段沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)較大險(xiǎn)情。2010年草尾鎮(zhèn)勝天電排（73+337）出現(xiàn)閘門漏水險(xiǎn)情，當(dāng)時(shí)水位35.54 m，2016年草尾鎮(zhèn)陸續(xù)發(fā)生一些小險(xiǎn)情（如小沙眼、散浸），出險(xiǎn)水位均在34.5 m以上，2016年7月9日南大雙豐堤段出現(xiàn)兩處管涌險(xiǎn)情，當(dāng)時(shí)水位34.79 m。目前此段堤段存在的主要險(xiǎn)工隱患是:草尾水文站段（73+000-75+000）外堤腳當(dāng)沖，部分堤段散浸嚴(yán)重，部分建筑物年久失修等。

大通湖南大北堤段:全長(zhǎng)31.0 km，樁號(hào)128+478～1159+478，根據(jù)2002年～2016年險(xiǎn)情記載，此堤段基本未出現(xiàn)過(guò)險(xiǎn)情。目前此段堤段存在的主要險(xiǎn)工隱患是:永東段、康寧段（135+000-143+000）4 km外堤腳當(dāng)沖，護(hù)坡板損壞，部分堤段兩水夾堤，部分防洪墻外傾以及部分建筑物年久失修等。

共雙茶垸草尾河右岸堤段:全長(zhǎng)52.5 km，樁號(hào)50+000～102+500，根據(jù)2002年～2016年險(xiǎn)情記載，此堤段險(xiǎn)情出現(xiàn)較多，而且絕大多數(shù)出現(xiàn)在上、下游，但出險(xiǎn)均在警戒水位0.5 m以上。2012年7月20日共華勝利閘（63+530）出現(xiàn)閘門漏水險(xiǎn)情，當(dāng)時(shí)水位34.64 m，2016年7月4日～6日在界福段相繼出現(xiàn)7處沙眼，當(dāng)時(shí)水位34.44m～34.84m，2016年7月7日～9日在茶盤洲北閘段（99+000-109+900）相繼出現(xiàn)9處管涌，當(dāng)時(shí)水位34.41 m～34.50 m。目前此段堤段存在的主要險(xiǎn)工隱患是:界福段因?qū)伲?0+100-52+000）砂質(zhì)堤，易發(fā)生沙眼及管涌，北閘段因?qū)偕百|(zhì)堤，且外河覆蓋層破壞，易發(fā)生管涌。

共雙茶垸黃土包河左岸堤段:全長(zhǎng)61.64 km，樁號(hào)0+000～42+400，102+500～121+740，根據(jù) 2002 年 ～2016 年險(xiǎn)情記載，此堤段2002年～2011年之間未出現(xiàn)險(xiǎn)情。2012年7月21日在白沙堤段（33+500～38+500）相繼出現(xiàn)險(xiǎn)情，當(dāng)時(shí)水位為34.22 m，2016年7月4日此段類似險(xiǎn)情繼續(xù)發(fā)生，當(dāng)時(shí)水位為34.19 m；2016年7月4日～10日在泗湖山南堤石子硬段（2+250～8+000）相繼出現(xiàn)6處管涌等險(xiǎn)情，當(dāng)時(shí)水位34.19 m～34.83 m。目前此堤段存在的主要險(xiǎn)工隱患是:白沙段（33+500～38+500）、石子硬段（2+250～8+000）因?qū)偕百|(zhì)堤，且外河覆蓋層破壞，易發(fā)生沙眼及管涌。

長(zhǎng)春垸東線堤段:全長(zhǎng)15.905 km，樁號(hào)46+095～62+000，其中城市防洪墻4239.86 m（拉筋堤1024.5 m），根據(jù)2002年～2016年險(xiǎn)情記載，此堤段基本未出現(xiàn)過(guò)險(xiǎn)情。目前此段堤段存在的主要險(xiǎn)工隱患是:下星港段（47+500～48+500）外堤腳當(dāng)沖，部分防洪墻裂縫、外傾，安寧段堤段散浸、飛鳳咀電排管身裂縫等。

長(zhǎng)春垸西線堤段:全長(zhǎng)15.493 km，樁號(hào)62+000～77+493，根據(jù)2002年～2016年險(xiǎn)情記載，此堤段基本未出現(xiàn)過(guò)險(xiǎn)情。西線13.493 km大堤主要是五壩及兩端連結(jié)段共6.152 km需加強(qiáng)防守，其余9.341 km大堤內(nèi)外腳均是桔土，高程在33.5 m～35.0 m之間。目前此段堤段存在的主要險(xiǎn)工隱患是:五壩內(nèi)堤腳當(dāng)沖，部分外洲（聯(lián)盟段）當(dāng)沖垮坡等。

目平湖垸堤段:全長(zhǎng)8.63 km，樁號(hào)0+000～8+630，根據(jù)2002年～2016年險(xiǎn)情記載，此堤段基本未出現(xiàn)過(guò)險(xiǎn)情。目前此段堤段存在的主要險(xiǎn)工隱患是:外堤坡當(dāng)沖垮坡，部分堤段散浸嚴(yán)重，四處建筑物年久失修等。

畔山洲垸堤段:全長(zhǎng)6.27 km，樁號(hào)0+000～6+270，根據(jù)2002年～2016年險(xiǎn)情記載，此堤段出現(xiàn)險(xiǎn)情較多。共華西閘、附山洲電排出水池汛期均發(fā)生管涌險(xiǎn)情，憲成小學(xué)段出現(xiàn)過(guò)沙眼群，出險(xiǎn)水位在33.5 m以上。目前此段堤段存在的主要險(xiǎn)工隱患是:部分堤段散浸嚴(yán)重及四處建筑物年久失修等。

永新垸堤段:全長(zhǎng) 22.1687 km，樁號(hào) 0+000～22+168，根據(jù)2002年～2016年險(xiǎn)情記載，此堤段出現(xiàn)險(xiǎn)情較少。只是五花洲電排于2013年、2016年出現(xiàn)過(guò)壓力水箱泛水、閘門漏水險(xiǎn)情，出險(xiǎn)水位在33.5 m以上。目前此段堤段存在的主要險(xiǎn)工隱患是:部分堤段散浸嚴(yán)重及五處建筑物年久失修等。

凈下洲垸堤段:全長(zhǎng)16.4 km，樁號(hào)0+000～16+400，根據(jù)2002年～2016年險(xiǎn)情記載，此堤段出現(xiàn)險(xiǎn)情較少。只是凈下洲電排于2016年7月11日出現(xiàn)過(guò)管身伸縮縫泛砂險(xiǎn)情，出險(xiǎn)水位在34.46 m。目前此段堤段存在的主要險(xiǎn)工隱患是:部分堤段散浸嚴(yán)重及五處建筑物年久失修等。

5.4 警戒水位設(shè)置應(yīng)合理、科學(xué)

5.4.1 相同河流、同一堤垸應(yīng)按汛期水力坡降確定警戒水位

采用2002年、2003年、2012年及2016年四年汛期連續(xù)20天的水位值，對(duì)草尾河左、右岸，資江分河左岸，黃土包河左岸、沅水右岸相鄰水位站，進(jìn)行汛期水位差分析，得出水力坡降值,根據(jù)水力坡降值由上游警戒水位計(jì)算出中、下游警戒水位[3]。避免上、下游不防汛，中游防汛，絕大多數(shù)堤垸退去警戒水位多日個(gè)別堤垸仍在防汛的現(xiàn)象出現(xiàn)。如共雙茶垸南堤，處于下游的茶盤洲南堤警戒水位為33.3 m，而處于上游的泗湖山南堤警戒水位確是33.0 m。

5.4.2 相同河流，對(duì)應(yīng)堤段應(yīng)依重點(diǎn)垸、蓄洪垸、一般垸從高到低排序確定警戒水位

2004年確定的南大河警戒水位為33.2 m，而位于其下游的茶盤洲警戒水位為33.3 m，且南大河堤段屬重點(diǎn)垸堤防，可見南大河警戒水位33.2 m設(shè)置是不合理的。同樣長(zhǎng)春垸胭脂湖西線與目平湖的警戒水位同為34.0 m，并且長(zhǎng)春垸城區(qū)西線的警戒水位也是34.0 m，而長(zhǎng)春垸西線無(wú)論從堤身斷面、堤頂高程及防洪能力均優(yōu)于目平湖垸，可見長(zhǎng)春垸警戒水位設(shè)置也是不合理的。

5.4.3 警戒水位的設(shè)立要與堤段的現(xiàn)實(shí)情況相適應(yīng)

泗湖山南堤:2004年確定的三洲咀警戒水位為33.0 m，而此段經(jīng)2010年開始的圍堤加固、安全建設(shè)工程的建設(shè)，險(xiǎn)工隱患得到了整治，并且泗湖山南線全線有外洲，外洲高程在31.5 m以上，10+000～18+570段因坪塘嶺安全臺(tái)和黃土包河疏竣工程的實(shí)施，外洲50 m～100 m以內(nèi)高程已達(dá)33.0 m以上。

凈下洲垸:2004年確定的凈下洲警戒水位為33.0 m，當(dāng)時(shí)的堤防高程只有36.5 m，面寬2 m，后經(jīng)2009年堤防達(dá)標(biāo)建設(shè)，堤頂高程已達(dá)37.5 m，面寬達(dá)3 m～4 m。

永新垸:2004年確定的南洞庭警戒水位為33.0 m，當(dāng)時(shí)的堤防高程只有36.5 m～37.0 m，面寬2 m～3 m，經(jīng)1996年后連續(xù)幾年堤防達(dá)標(biāo)建設(shè)，堤頂高程已達(dá)37.5 m，面寬達(dá)3 m～4 m。

5.4.4 警戒水位重現(xiàn)期

根據(jù)全國(guó)有關(guān)警戒水位重現(xiàn)期研究文獻(xiàn)成果，結(jié)合洞庭湖堤垸防洪能力實(shí)際，警戒水位重現(xiàn)期以2年～5年較為適合。為此我們統(tǒng)計(jì)了各堤垸2002年～2016年共15年的汛期最高洪水位數(shù)據(jù)（見表1），15年中目平湖垸警戒水位重現(xiàn)期為1.5年，南大北堤警戒水位重現(xiàn)期2.5年，其它堤垸或堤段警戒水位重現(xiàn)期均為1.9年。

表1 沅江市2002年～2016年超警戒水位年份統(tǒng)計(jì)表

5.4.5 警戒水位要與上下游周邊地區(qū)相協(xié)調(diào)

沅江市堤垸上、下游周邊地區(qū)有:資陽(yáng)區(qū)、漢壽縣、南縣及大通湖區(qū)。資水分河右岸保民垸上游資陽(yáng)張家塞警戒水位為34.0 m，資水分河左岸七鴨子上游資陽(yáng)窯山口警戒水位為34.5 m，沅水胭包山上游漢壽段警戒水位為35.5 m，草尾河左岸上游南縣茅草街警戒水位為34.0 m，南大北堤下游大通湖區(qū)南通河33.2 m。

綜合上述，很有必要對(duì)沅江市堤垸或堤段警戒水位進(jìn)行適調(diào)整。

6 警戒水位調(diào)整建議

6.1 大通湖垸

草尾河左岸堤段（71+147～128+147）:草尾站警戒水位采用長(zhǎng)江委水文站值34.5 m與當(dāng)前草尾站34.5 m之間的平均值34.3 m，根據(jù)汛期水利坡降計(jì)算黃茅洲水位站警戒水位為33.8 m，南大河水位站警戒水位為33.5 m。

南大北堤（128+147～159+478）:南大北堤警戒水位重現(xiàn)期2.5年，符合警戒水位重現(xiàn)期2年～5年的要求，但考慮到南大北堤堤基較好，汛期多無(wú)險(xiǎn)情發(fā)生的實(shí)際，五門閘水位站、康寧閘水位站警戒水位定為33.5 m。

6.2 長(zhǎng)春垸

長(zhǎng)春垸東線（46+095～62+000）:七鴨子警戒水位仍為34.0 m，沅江警戒水位由33.5 m調(diào)整為34.0 m。長(zhǎng)春垸西線（62+000～77+493）:小河咀警戒水位由 34.0 m 調(diào)整為34.3 m～34.5 m。

6.3 共雙茶垸

草尾河右岸（50+000～102+500）:新華警戒水位為34.0 m，泗湖山警戒水位為33.5 m，茶盤洲警戒水位為33.3 m。

黃土包河左岸（0+000～42+400，102+500～121+740）:黃土包警戒水位為33.5 m，三洲咀警戒水位為33.3 m，茶盤洲警戒水位為33.3 m。

6.4 保民垸

保民垸警戒水位為33.5 m。

6.5 一般垸

目平湖垸警戒水位仍為34.0 m，畔山洲垸、憲成垸警戒水位為33.5 m，永新垸、凈下洲垸警戒水位調(diào)整為33.3 m。數(shù)據(jù)見表2。

表2 沅江市堤垸二級(jí)水位調(diào)整建議表

7 結(jié)語(yǔ)

近十幾年以來(lái)，隨著國(guó)家加大對(duì)水利資金的投入，堤防除險(xiǎn)加固工程的實(shí)施，沅江市堤防的防洪能力及防洪標(biāo)準(zhǔn)有了大的提高，從而為沅江市堤垸警戒水位值向上提升提供了現(xiàn)實(shí)條件；通過(guò)對(duì)相同或相鄰堤垸上下游典型年份水位的比較、分析，為沅江市各堤垸警戒水位調(diào)整值的確立提供了科學(xué)的依據(jù)。及時(shí)調(diào)整警戒水位不僅減少了防汛上堤的時(shí)間，而且減少了上堤勞力及防汛物質(zhì)的消耗，具有較好的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。