大蔣河排水區(qū)排洪方案設(shè)計(jì)探析

林 怡 錢海濤

（1江蘇緯信工程咨詢有限公司，江蘇 南京 212110；2江蘇省交通技師學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212028）

連云港是連接?xùn)|西南北的紐帶，在我國區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展中具有重要戰(zhàn)略地位。連云港自身陸域狹窄，現(xiàn)有設(shè)施還不能滿足未來吞吐量的1/4，港外也無大型的面向陸橋區(qū)域的綜合型物流園區(qū)。吞吐量增長(zhǎng)及功能升級(jí)的雙重壓力，都要求在臨近港口的區(qū)位建設(shè)區(qū)域性國際物流園區(qū)，因此連云港規(guī)劃在中云臺(tái)山兩側(cè)、燒香河兩側(cè)、疏港東通道兩側(cè)選址建設(shè)中云臺(tái)國際物流中心。目前大蔣河排水片區(qū)主要有3條排洪河道，即大蔣南河、中河、北河，防洪安全是保證工程正常生產(chǎn)運(yùn)營的必備條件之一，既要保證區(qū)域設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下洪澇能順利排出，又要協(xié)調(diào)好排洪設(shè)施與國際物流園區(qū)建設(shè)與生產(chǎn)之間的矛盾，保證國際物流園區(qū)高效生產(chǎn)。為保證云臺(tái)國際物流中心的順利建設(shè)和區(qū)域內(nèi)排洪的需求，需要對(duì)大蔣河排水片區(qū)的水網(wǎng)進(jìn)行調(diào)查，分析現(xiàn)狀需求，對(duì)原規(guī)劃進(jìn)行修改和調(diào)整。

1 大蔣河排水區(qū)基本情況

圖1 大蔣河排水區(qū)匯水區(qū)域及排水規(guī)劃河道情況圖

大蔣河排水區(qū)南至前云臺(tái)山分水嶺，北至中云臺(tái)山分水嶺，東至燒香河，西至焦莊居委會(huì)、公安局開發(fā)區(qū)分局、華蓋山一線，其中勝利水庫截洪溝截去部分山丘區(qū)面積，劃歸勝利水庫區(qū)域，由排淡河排水。大蔣河排水區(qū)總排水面積為27.86km2，其中山丘區(qū)面積12.21km2，平原區(qū)面積15.65km2。根據(jù)《連云港市東部城區(qū)排水規(guī)劃》，大蔣河排水區(qū)規(guī)劃5條河及大蔣南河、大蔣中河、大蔣北河，同時(shí)規(guī)劃大蔣西河和大蔣東河兩條橫向河道，見圖1。

大蔣南河位于雁江路南側(cè)，雁江路與徐連高速之間，主要為前云臺(tái)山截洪溝，洪水流量大，現(xiàn)已按照排水規(guī)劃由茅山路開挖至羽山路南側(cè)，其間沒有橋梁與涵洞，開挖長(zhǎng)度2.26km，開挖底寬約5m～10m，羽山路至燒香河長(zhǎng)約2.73km尚未開挖，羽山路以上地面高程較高。大蔣中河位于錢江路北側(cè)，按照排水規(guī)劃由茅山路至羽山路西側(cè)河道已基本成型，河道過路處留有6個(gè)涵洞，寬4～6m，主要為兩山之間的平原地塊的排水河道，為開發(fā)區(qū)的主要區(qū)域，地面高程較低，羽山路東側(cè)至燒香河長(zhǎng)約2.94km尚未開挖。大蔣北河位于麗江路北側(cè)，主要為中云臺(tái)山截洪溝，但山體狹長(zhǎng)，山丘區(qū)面積較小，洪水流量不大，由茅山路至東疏港路東側(cè)河道已基本成型，河道過路處留有5個(gè)涵洞，寬5～12m，地面高程較低。東疏港路南側(cè)至燒香河長(zhǎng)約2.10km尚未開挖。大蔣西河位于仙霞山路東側(cè)，溝通南、中、北河，現(xiàn)已基本成型。大蔣東河位于經(jīng)24路西側(cè)（排水規(guī)劃中為經(jīng)23路），溝通南、中、北河，河道尚未開挖。羽山路以下河道基本維持原有河道現(xiàn)狀，現(xiàn)狀南河與規(guī)劃河道不在同一位置，主要有4條小溝向燒香河排水。

按連云港市東部城區(qū)排水規(guī)劃河道劃分區(qū)域排水面積，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)調(diào)查和CAD圖量算[1]-[2]，大蔣河匯水區(qū)南、中、北河排水面積情況見表1。大蔣西河、東河起溝通南、中、北河作用，降水不均勻時(shí)互相調(diào)度水量，不具體承擔(dān)區(qū)域排水。

表1 大蔣河排水區(qū)排水規(guī)劃總匯水面積統(tǒng)計(jì)表（km2）

2 原有防洪、排水規(guī)劃及現(xiàn)狀需求

2.1 大蔣河排水片區(qū)的防洪規(guī)劃

原連云港市東部城區(qū)防洪規(guī)劃大蔣河排水區(qū)規(guī)劃為兩條河，鳳凰河（大蔣南河）和公路河（大蔣北河），設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇。

連云港市東部城區(qū)防洪規(guī)劃按當(dāng)時(shí)所采用的“84圖集”設(shè)計(jì)暴雨，按蘇北山丘平原混合區(qū)，用瞬時(shí)單位線法計(jì)算設(shè)計(jì)洪水過程[3]-[4]。鳳凰河（大蔣南河）和公路河（大蔣北河）合計(jì)排水面積23.32km2（其中不含直排燒香河的面積），其中山丘區(qū)面積7.38 km2，平原區(qū)面積15.94 km2，由于當(dāng)時(shí)的量取面積手段落后，采用5萬分之一紙質(zhì)地形圖用方格法量取，同時(shí)流域邊界相對(duì)不清，山丘區(qū)只量算至等高線密集區(qū)，誤差相對(duì)較大。

鳳凰河（大蔣南河）20年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量165.2 m3/s，設(shè)計(jì)平頭流量99.1m3/s，設(shè)計(jì)河底高程-1.5～-0.5m，河底寬 1 5～5m，邊坡 1 ：3，設(shè)計(jì)水位2.10～2.98m。

公路河（大蔣北河）20年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量121.9 m3/s，設(shè)計(jì)平頭流量73.1m3/s，設(shè)計(jì)河底高程-1.5～-0.5m，河底寬 8 ～5m，邊坡 1 ：3，設(shè)計(jì)水位2.08～2.90m。

由于連云港市東部城區(qū)防洪規(guī)劃編制較早，排水區(qū)域按農(nóng)田設(shè)計(jì)，現(xiàn)排水區(qū)域已規(guī)劃為開發(fā)區(qū)，所以連云港市東部城區(qū)防洪規(guī)劃已不適用于大蔣河排水片。

表2 大蔣河排水片區(qū)河道的排水規(guī)劃

2.2 大蔣河排水片區(qū)的排水規(guī)劃

連云港市東部城區(qū)排水規(guī)劃大蔣河排水片規(guī)劃為5條河，大蔣南河、大蔣中河、大蔣北河，同時(shí)規(guī)劃兩條橫向河道，大蔣西河和大蔣東河，大蔣西河位于仙霞山路東側(cè)，溝通南、中、北河，大蔣東河位于經(jīng)24路西側(cè)，溝通南、中、北河。

大蔣南河主要排泄前云臺(tái)山洪水，大蔣中河主要排泄前、中云臺(tái)山之間開發(fā)區(qū)洪水，大蔣北河主要排泄中云臺(tái)洪水，大蔣河排水片區(qū)河道的排水規(guī)劃見表2。

2.3 現(xiàn)狀需求

由于連云港中云臺(tái)國際物流園區(qū)的建設(shè)，按照原排水規(guī)劃，大蔣南河、大蔣中河需要穿越物流園區(qū)。

碼頭及物流園區(qū)生產(chǎn)對(duì)于交通有特殊要求，交通流量極大，交通運(yùn)輸距離占有生產(chǎn)成本的相當(dāng)比例，如河道穿越物流園區(qū)，則給生產(chǎn)和建設(shè)帶來諸多不變，運(yùn)輸距離增大，生產(chǎn)運(yùn)營成本提高。如以涵洞型式穿越物流園區(qū)，由于地面高程的限制，園區(qū)內(nèi)均為載重車輛，涵洞蓋板很厚，難以滿足排水要求，建設(shè)成本較大，同時(shí)涵洞清淤不便，管理和維護(hù)運(yùn)營成本較高。

燒香河岸線為黃金岸線，如河道穿越碼頭區(qū)域，則占用部分不能作為碼頭使用，占用黃金岸線較長(zhǎng)，同時(shí)將碼頭區(qū)域隔開，碼頭運(yùn)營困難。

連云港內(nèi)河港中云臺(tái)作業(yè)區(qū)二期沙石料輸出碼頭工程防洪影響評(píng)價(jià)已由江蘇省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司編制完成并獲得行政審批。設(shè)計(jì)中未考慮大蔣南河排水。

為了便于連云港中云臺(tái)國際物流園區(qū)的建設(shè)，計(jì)劃將大蔣南河、大蔣中河沿排水規(guī)劃中大蔣東河改道大蔣北河入燒香河。

根據(jù)排水的一般原則和城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范，在不抬高上游水位，不增加區(qū)域防洪風(fēng)險(xiǎn)情況下，考慮工程投資與經(jīng)濟(jì)效益，改河方案是可行的。

連云港市東部城區(qū)排水規(guī)劃東河（經(jīng)24路西側(cè)）以上總體布局不變，以下南河、中河改道東河向北至北河，沿原北河流入燒香河，擴(kuò)建東河及北河?xùn)|河至燒香河段。

3 大蔣河排水片區(qū)的水文分析與排洪設(shè)計(jì)

3.1 排水區(qū)域劃分

根據(jù)《連云港內(nèi)河港中云臺(tái)作業(yè)區(qū)二期工程初步設(shè)計(jì)》報(bào)告，經(jīng)25路東側(cè)臨河區(qū)域由港區(qū)排水系統(tǒng)直排燒香河，經(jīng)25路西側(cè)洪水排入東河，大蔣河排水區(qū)排水面積減少1.94km2。調(diào)整后大蔣河排水區(qū)排水面積統(tǒng)計(jì)見表3。

表3 調(diào)整后大蔣河排水區(qū)排水面積統(tǒng)計(jì)表（km2）

3.2 排水區(qū)域水文計(jì)算分析

根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-94）、《連云港市城市防洪規(guī)劃（2008-2030）》，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇[5]。

根據(jù)《05圖集》，查“圖集”圖十三～十七，查得該計(jì)算區(qū)域中心60分鐘，6、24小時(shí)的暴雨參數(shù)H、Cv、Kp,計(jì)算得不同頻率的點(diǎn)雨量，根據(jù)匯水區(qū)面積查點(diǎn)面折算系數(shù)K，計(jì)算得不同頻率的面雨量[6]。按蘇北山丘平原混合區(qū)設(shè)計(jì)產(chǎn)匯流，按瞬時(shí)單位線法設(shè)計(jì)洪水過程。

根據(jù)大蔣河排水區(qū)地形條件控制區(qū)域設(shè)計(jì)水位，設(shè)計(jì)河道斷面采用試算法，按天然河道水面曲線計(jì)算公式計(jì)算，因流速水頭的變化較小，不計(jì)流速水頭，河道糙率取0.0225，可以計(jì)算確定河道斷面情況。

當(dāng)燒香河流域遇20年一遇設(shè)計(jì)洪水，下游海潮頂托，根據(jù)《連云港港疏港航道水文及梯級(jí)設(shè)置研究》報(bào)告，本段燒香河20年一遇最高設(shè)計(jì)洪水位為2.96m，以此推算大蔣河排水區(qū)20年一遇最高設(shè)計(jì)洪水位。

當(dāng)燒香河流域遇20年一遇設(shè)計(jì)洪水，下游海潮頂托的極端情況，根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，本區(qū)域地面高程按不低于3.6m控制，達(dá)到20年一遇最大24小時(shí)暴雨不成災(zāi)的要求。

大蔣南河主要排泄前云臺(tái)山洪水，大蔣中河主要排泄前、中云臺(tái)山之間開發(fā)區(qū)洪水，大蔣北河主要排泄中云臺(tái)洪水。大蔣南河山丘區(qū)面積較大，同時(shí)地面高程較高，為相對(duì)高水河道，而大蔣中河主要排泄前、中云臺(tái)山之間開發(fā)區(qū)平原區(qū)洪水，為相對(duì)低水河道，在燒香河流域遇20年一遇設(shè)計(jì)洪水，下游海潮頂托的極端情況，有可能短時(shí)間出現(xiàn)南河洪水對(duì)中河澇水產(chǎn)生頂托，建議在中河入南河口以上建一小型節(jié)制閘，根據(jù)設(shè)計(jì)洪水，建議采用10m閘寬，閘底高程-0.5m，防止南河洪水對(duì)中河排澇產(chǎn)生不利影響。

3.3 改河方案效益分析

按大蔣河改河方案，與原排水規(guī)劃相比，南河增加流程2280m，中河增加流程960m，北河不增加流程。按南、中、北河?xùn)|河口斷面延伸至燒香河估算，地面高程平均按2.8m估算，估算改河方案新增土方約26萬m3，按每方土26元計(jì)算，河道工程新增投資約676萬元。占地面積大河（原排水規(guī)劃南河、改河后東河及干河）按每邊留10m緩沖帶，中小河按每邊留8m緩沖帶估算，改河前后占地面積相當(dāng)。改河前共需橋涵11座，改河后共需橋梁7座，但改河后橋梁規(guī)模增大，橋梁按18m寬、0.35萬元/m2進(jìn)行造價(jià)估算，橋梁部分共需增加投資約406萬元。因此，估算改河方案新增投資約1082萬元。

4 結(jié) 語

為了便于連云港中云臺(tái)國際物流園區(qū)的建設(shè)，計(jì)劃將大蔣南河、大蔣中河沿排水規(guī)劃中大蔣東河改道大蔣北河入燒香河。改河后排水不如原規(guī)劃順暢，但通過擴(kuò)大河道，可以擬補(bǔ)改河帶來的水頭損失，不影響大蔣河排水片區(qū)排洪，估算改河方案新增投資約1082萬元。由于大蔣南河為相對(duì)高水河道，原排水規(guī)劃大蔣西河與大蔣南河連接處應(yīng)設(shè)置小型節(jié)制閘，既可在中小水時(shí)引南河水改善區(qū)域水質(zhì)，又可在大水時(shí)防止南河高水進(jìn)入平原區(qū)域。為了防止南河洪水對(duì)中河排澇產(chǎn)生不利影響，建議在中河入南河口以上建一小型節(jié)制閘，并將改河方案先期實(shí)施，減少工程建設(shè)期間對(duì)大蔣河排水產(chǎn)生不利影響。

[1]鄧倩,陳秀梅,文相容,等.達(dá)州市河道排洪最大流量設(shè)計(jì)預(yù)案[J].科技展望,2017,27(01):87-88.

[2]賈波.城區(qū)排洪河道設(shè)計(jì)流量計(jì)算方法分析[J].科技與創(chuàng)新,2016(22):83-86.

[3]嵇東方.北京城區(qū)河道泄洪分析及防汛啟示[J].北京水務(wù),2016(06):50-54.

[4]尹曉靜,夏涼,吳書源.青島某依山面海片區(qū)防洪規(guī)劃設(shè)計(jì)[J].城市道橋與防洪,2016(01):84-86

[5]王春華.城市排水防澇流域治理分析與工程實(shí)踐[J].中國給水排水,2016,32(01):86-89.

[6]李鵬,尤林賢,黃志興,等.太湖流域北部地區(qū)防汛抗洪存在問題及對(duì)策[J].中國防汛抗旱,2016,26(01):68-70.