汾陽市城市防洪規(guī)劃滯洪區(qū)設(shè)計

張曉麗

（山西省水利水電勘測設(shè)計研究院，太原030024）

1 工程概況

汾陽市位于山西省腹地，西依呂梁山，東瀕汾河水，南以虢義河與孝義交界，西依薛公嶺與中陽縣、離石區(qū)為鄰，北沿墻板山與文水縣毗鄰。因該城市地理位置、交通、經(jīng)濟等方面的重要性，加之歷史洪災(zāi)頻發(fā)，極易造成重大損失，現(xiàn)狀河道及部分橋梁不能滿足防洪要求等原因，需進行城市防洪規(guī)劃設(shè)計。

該城市規(guī)劃區(qū)域內(nèi)涉及多條河流，主要有文峪河、頭道川河、安上河、小相河、寺頭河、峪道河、向陽河、禹門河、董寺河、陽城河和虢義河。其中文峪河是汾河的一級支流，頭道川河、安上河、小相河、寺頭河、陽城河和虢義河是文峪河的一級支流，峪道河、向陽河、禹門河及董寺河匯集為三匯河之后匯入文峪河。

作為河流防洪體系中的重要組成部分，蓄滯洪區(qū)成為該城市防洪規(guī)劃的主要設(shè)計項目。

1.1 滯洪區(qū)概述

該規(guī)劃區(qū)域內(nèi)有3個天然形成的滯洪區(qū)，分別是：①杏花地區(qū)除害渠至原文峪東河圍成的低洼區(qū)域，區(qū)域面積4.8km2，未涉及村莊；②汾陽市區(qū)東部，由禹門河、三匯河及文峪河圍成的低洼區(qū)域，區(qū)域面積8.1km2，涉及村莊3個（以735m等高線為界）；③汾陽市東南部，由陽城河及文峪河圍成的低洼區(qū)域，區(qū)域面積2.08km2，涉及村莊1個（以735m等高線為界）。

1.2 滯洪區(qū)修建原因

該地區(qū)自1988年以來沒有發(fā)生大規(guī)模洪澇災(zāi)害，滯洪區(qū)一直未被啟用。滯洪區(qū)安全建設(shè)滯后，區(qū)內(nèi)安全設(shè)施匱乏，分蓄洪水時居民生命財產(chǎn)安全無法得到保障，而社會補償救助等保障體系尚不完善，因此滯洪區(qū)一旦運行不僅損失嚴重，甚至可能影響社會穩(wěn)定。滯洪區(qū)已逐漸成為該地區(qū)防洪減災(zāi)體系中最為薄弱的環(huán)節(jié)。

2 滯洪區(qū)設(shè)計

2.1 總體布局

規(guī)劃區(qū)域內(nèi)滯洪區(qū)總體布置包括新建、改建滯洪區(qū)兩部分，新建滯洪區(qū)對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟、民生影響重大，本次規(guī)劃新建滯洪區(qū)的原則是結(jié)合當(dāng)?shù)厥姓h(huán)境規(guī)劃建設(shè)，在市政規(guī)劃的濕地公園地帶新建羅城滯洪區(qū)。

汾陽市天然滯洪區(qū)存在以下缺點：①滯洪區(qū)當(dāng)洪水位在735m時，淹沒面積較小，但滯洪能力較小，洪水位升高至736m時，淹沒面積將會增大，滯洪面積難以控制；②杏花地區(qū)天然滯洪區(qū)距離小相河、安上河、寺頭河較遠，若直接將以上3條河流與現(xiàn)狀滯洪區(qū)相連通，需要工程量較大；③汾陽市東部天然滯洪區(qū)范圍內(nèi)有汾平公路及村莊，在現(xiàn)狀條件下，由于天然地形所限，滯洪區(qū)被汾平公路分割為兩部分，且區(qū)域內(nèi)地勢起伏，使滯洪區(qū)滯洪時波及范圍較廣；④汾陽市東南部陽城河及文峪河天然滯洪區(qū)域內(nèi)，滯洪面積較小，并且無法完全接納汾陽市南部虢義河洪水。

針對天然滯洪區(qū)的缺點，采取以下措施：

（1）結(jié)合汾陽市發(fā)展規(guī)劃，對于現(xiàn)狀存在的3處滯洪區(qū)僅作適當(dāng)移動及調(diào)整，并在羅城位置處設(shè)置一處新的滯洪區(qū)，設(shè)置該滯洪區(qū)的目的是減小洪水對307國道的影響，減少寺頭河在滿足行洪能力時河道治理的工程量。

（2）針對新設(shè)的羅城滯洪區(qū)無村莊淹沒及移民的問題，杏花地區(qū)將在除害渠附近興建生態(tài)公園，適當(dāng)將目前的杏花滯洪區(qū)北移至除害渠兩側(cè)，用于接納小相河及安上河洪水，并可利用現(xiàn)有的除害渠進行泄洪，在滯洪區(qū)規(guī)模確定時，從安全角度考慮由滯洪區(qū)接納全部洪水。

（3）汾陽市東部現(xiàn)狀滯洪區(qū)進行土地平整后，將滯洪區(qū)域控制在三匯河、禹門河、文峪河及汾平公路所圍成的區(qū)域內(nèi)，可減小滯洪區(qū)占地范圍。

（4）將汾陽市東南部滯洪區(qū)調(diào)整至向陽河及虢義河之間地勢較低的地方，一方面可直接接納向陽河及虢義河洪水，另一方面可減小滯洪范圍。

經(jīng)過以上調(diào)整，確定設(shè)置4處滯洪區(qū)域，分別是杏花滯洪區(qū)、羅城滯洪區(qū)、潴城滯洪區(qū)和節(jié)義滯洪區(qū)。

2.2 風(fēng)險計算

依據(jù)GB50773—2012《蓄滯洪區(qū)設(shè)計規(guī)范》進行蓄滯洪區(qū)的風(fēng)險度計算。

2.2.1 杏花滯洪區(qū)與羅城滯洪區(qū)

杏花滯洪區(qū)、羅城滯洪區(qū)均與市政規(guī)劃的景觀湖綜合考慮，區(qū)內(nèi)沒有永久居民和重要建筑物，風(fēng)險等級評價為輕度風(fēng)險等級，區(qū)內(nèi)不建設(shè)安全臺、安全樓等安全建筑物。

2.2.2 潴城滯洪區(qū)和節(jié)義滯洪區(qū)

潴城滯洪區(qū)和節(jié)義滯洪區(qū)規(guī)劃風(fēng)險等級按以下公式計算：

R=10×φ×H／N

式中 R為風(fēng)險度；φ為淹沒歷時修正系數(shù)，取1.0～1.3；H為蓄滯洪區(qū)內(nèi)不同風(fēng)險分區(qū)蓄滯洪淹沒平均水深（m）；N為運行標(biāo)準（重現(xiàn)期，a）。

潴城滯洪區(qū)中φ值取1.1，H取1.53m，N取值50，帶入公式得R值為0.3366，查GB50773—2012《蓄滯洪區(qū)設(shè)計規(guī)范》表3.1.3當(dāng)R≤0.5時為輕度風(fēng)險等級。

潴城滯洪區(qū)內(nèi)有永久居民，方案1內(nèi)涉及1個村莊，方案2內(nèi)涉及3個村莊。潴城滯洪區(qū)安全建筑物結(jié)合地形、地貌及新建高速公路以轉(zhuǎn)移道路為主，并在臨村地勢較高處建設(shè)安全臺，其中永久安置人口人均占用面積標(biāo)準不低于50m2，臨時避洪安全臺，臺頂面積不低于5m2/人。

節(jié)義滯洪區(qū)φ值取1.1，H取1.6m，N取值20，帶入公式得R值為0.88，查表3.1.3當(dāng)0.5≤R≤1.5為中度風(fēng)險等級。

節(jié)義滯洪區(qū)內(nèi)有永久居民，方案1涉及3個村莊，方案2涉及4個村莊，需要建設(shè)安全區(qū)、安全臺、安全樓、轉(zhuǎn)移道路等安全建筑物。節(jié)義滯洪區(qū)需結(jié)合地形、地貌劃分安全區(qū)，修建安全臺。安全區(qū)永久安置人口人均占用面積不低于120m2，安全臺永久安置人口人均占用面積標(biāo)準不低于60m2，臨時避洪的安全臺，臺頂面積不低于6m2/人，并修建配套轉(zhuǎn)移道路。

2.3 滯洪區(qū)設(shè)計

依據(jù)GB50773—2012 《蓄滯洪區(qū)設(shè)計規(guī)范》，滯洪區(qū)庫容設(shè)置是按照最不利條件進行設(shè)計的，即文峪河發(fā)生滿槽洪水時，汾陽市同時發(fā)生設(shè)計洪水，其中杏花滯洪區(qū)、羅城滯洪區(qū)及潴城滯洪區(qū)按照50年一遇洪量控制，節(jié)義滯洪區(qū)按照20年一遇洪量控制。

下面以新建羅城滯洪區(qū)和改建潴城滯洪區(qū)為例介紹滯洪區(qū)相關(guān)設(shè)計參數(shù)。

2.3.1 羅城滯洪區(qū)

羅城滯洪區(qū)位于003鄉(xiāng)道西側(cè)，在003鄉(xiāng)道西側(cè)布置矩形區(qū)域作為滯洪區(qū)。滯洪區(qū)共設(shè)置兩個方案，分別為開挖1.5m和開挖2m。

（1）方案1開挖1.5m時，當(dāng)該地區(qū)遭遇20年一遇洪水時，滯洪區(qū)水位736.50m，滯洪面積1.11km2；當(dāng)汾陽市遭遇50年一遇洪水時，滯洪區(qū)水位737m，滯洪面積1.11km2。

（2）方案2開挖2m時，當(dāng)杏花地區(qū)遭遇20年一遇洪水時，滯洪區(qū)水位736.33m，滯洪面積0.83km2；當(dāng)汾陽市遭遇50年一遇洪水時，滯洪區(qū)水位737m，滯洪面積0.83km2。發(fā)生20年一遇洪水滯洪量109萬m3，發(fā)生50年一遇洪水的滯洪量156萬m3。

2.3.2 潴城滯洪區(qū)

潴城滯洪區(qū)設(shè)置兩個比選方案。

（1）方案1滯洪區(qū)選定區(qū)域為由禹門河、三匯河、文峪河及汾平公路圍成的區(qū)域，當(dāng)汾陽市遭遇20年一遇洪水時，滯洪區(qū)水位736.08m，滯洪面積6.03km2；當(dāng)汾陽市遭遇50年一遇洪水時，滯洪區(qū)水位736.33m，滯洪面積6.03km2。

（2）方案2滯洪區(qū)域內(nèi)大致范圍由禹門河、三匯河、文峪河及實際地形控制，當(dāng)汾陽市遭遇20年一遇洪水時，滯洪區(qū)水位735.94m，滯洪面積6.94km2；當(dāng)汾陽市遭遇50年一遇洪水時，滯洪區(qū)水位736.16m，滯洪面積7.9km2。潴城滯洪區(qū)發(fā)生20年一遇洪水滯洪量651萬m3，發(fā)生50年一遇洪水的滯洪量923萬m3。

3 設(shè)計方案比選

滯洪區(qū)設(shè)計方案比選是對設(shè)計方案中諸多設(shè)計因素進行綜合分析過程，一般以安全為最主要因素，其次是經(jīng)濟投資、移民、環(huán)境影響、運行管理等，如涉及因素眾多且復(fù)雜，可采用打分法，對各個因素確定權(quán)重然后綜合打分以選取合理設(shè)計方案。本例滯洪區(qū)涉及因素較少，采用定性分析和專家意見法進行分析。

3.1 羅城滯洪區(qū)

主要考慮地形、防洪要求，施工方式為開挖或半挖半填，滯洪區(qū)內(nèi)需設(shè)置排澇泵站1座及配套排水設(shè)施與東側(cè)除害渠連接。考慮占地、投資、開挖土方利用等因素選取方案2。

3.2 潴城滯洪區(qū)

（1）方案1優(yōu)點為滯洪區(qū)占地面積小，僅涉及1個村莊的移民問題，因潴城村距離新建高速公路較近，滯洪區(qū)運行時村民撤離較為方便，建議采用臨時移民方案，修建安全區(qū)、安全臺、轉(zhuǎn)移道路等設(shè)施。但在最不利洪水條件下，滯洪區(qū)域內(nèi)水位較高，需對禹門河、三匯河、文峪河現(xiàn)有堤防進行加高、培厚，對汾平公路進行加高。按照分洪與排澇綜合考慮原則，滯洪區(qū)周邊河道設(shè)置5座閘門。

（2）方案2占地面積較大，共涉及3個村莊的臨時移民問題，需建安全區(qū)、安全臺、等設(shè)施，但由于占地面積較大，故滯洪區(qū)域內(nèi)水位較低。滯洪區(qū)周邊河道設(shè)置5座閘門，北部設(shè)置1座排澇泵站。

考慮汾孝高速、汾平高速修建等因素，推薦方案1。

4 結(jié)語

滯洪區(qū)設(shè)計時應(yīng)先從大局出發(fā)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦?、地貌、地下水位及?dāng)?shù)刎斄唾Y金來源等因素綜合考慮總體布局，然后依據(jù)水文、地質(zhì)、測量及相關(guān)規(guī)范計算風(fēng)險度、滯洪量、滯洪面積并根據(jù)計算結(jié)果細化相關(guān)設(shè)計參數(shù)，如遇不確定因素時合理設(shè)置多個方案并進行方案比選分析。

［1］GB50201—94，防洪標(biāo)準［S］.

［2］GB/T50805—2012，城市防洪工程設(shè)計規(guī)范［S］.

［3］GB50773—2012，蓄滯洪區(qū)設(shè)計規(guī)范［S］.

［4］李英明，潘俊峰.山西河流［M］.北京:科學(xué)出版社,2004.

［5］山西省防洪規(guī)劃報告［R］.1999.