龍崗河流域水安全現(xiàn)狀及綜合治理方案分析

劉紅巖,張 欣

（廣州珠科院工程勘察設計有限公司,廣東 廣州 510611）

1 流域概況

龍崗河流域位于深圳市東北部,是東江二級支流淡水河的上游段[1]。河流發(fā)源于梧桐山北麓,在坪山區(qū)龍?zhí)锝值赖膰樬榇甯浇M入惠州市境內(nèi)。河流在惠州市蜿蜒曲折4.9 km后,又迂回至坑梓街道沙田村的深圳市市界,成為深圳市與惠州市的界河,界河段長度為2.8 km,承接田腳水后,流入惠州境內(nèi)。田坑水河口以上的干流流域面積364.4 km2（其中深圳境內(nèi)面積297.9 km2,惠州境內(nèi)面積66.5 km2）,河長22.43 km,河床平均坡降2.7‰[2]。

龍崗河流域現(xiàn)狀已形成以龍崗河干流堤防為主體、清林徑水庫、銅鑼徑水庫、松子坑水庫等水庫調(diào)蓄的流域防洪體系。流域內(nèi)深圳市境內(nèi)共存在水庫34 座,總集水面積67.33 km2,總庫容28041 萬m3。

現(xiàn)狀龍崗河干流堤防防洪標準為100年一遇,堤防等級為1 級。經(jīng)過多年的整治,龍崗河流域已形成了以龍崗河干流堤防為主,堤庫結合的防洪工程體系。

2 存在問題分析

2.1 現(xiàn)狀防洪能力分析

龍崗河干流已于2012年按照100年一遇防洪標準完成綜合整治（見圖1）,根據(jù)2021年河道實測地形分析結果,相較河道設計斷面,龍崗河干流淤積嚴重,致使河道斷面過水能力降低,100年一遇設計洪水時,龍崗河干流龍西河口上游1 km 至嚇陂段兩岸發(fā)生漫溢,局部不滿足20年一遇[3-4]。

圖1 龍崗河干流水面線與岸頂對比圖（龍淡河河道不整治）

2.2 存在問題分析

2.2.1 下游卡口頂托

龍崗河干流下游惠州段現(xiàn)狀防洪標準為20年一遇,規(guī)劃標準為50年一遇,與上游深圳段100年一遇防洪標準不匹配,且淡水河中下游河段目前仍未進行整治,過水斷面狹窄,造成龍崗河下游部分區(qū)域存在洪水頂托現(xiàn)象。

2.2.2 河道淤積嚴重

龍崗河干流相較河道設計斷面總淤積量達到171.02 萬m3,其中,大康河與梧桐山河匯合口至吉祥南路橋段平均淤積厚度為0.6 m；吉祥南路橋至盛平橋河段平均淤積厚度為0.8 m；盛平橋至南約河匯入口下游段平均淤積厚度為2.0 m；南約河匯入口下游至嚇陂路橋段平均淤積厚度為3.0 m。龍崗河干流淤積嚴重,大大減小河道過流能力（見圖2）。

圖2 龍崗河河道水域面積2012年～2021年變化示意圖

3 防洪達標策略研究

統(tǒng)籌考慮深圳市與下游惠州市的防洪提標訴求,研究在現(xiàn)狀堤庫結合的防洪體系基礎上,通過非供水水庫挖潛、河道清淤整治,構建“上蓄、下排”的流域防洪布局,綜合防御流域200年一遇洪水。上蓄：是指將洪水盡可能消納在深圳市境內(nèi),削減龍崗河及下游洪峰,通過水庫挖潛、水閘重建等措施提高龍崗河流域洪澇防御韌性,減輕下游惠陽城區(qū)的防洪壓力。下排：結合碧道建設,退堤拓寬龍崗河干流河道行洪斷面,開展河道清淤,局部加高擋墻。

3.1 完善“上蓄”措施

3.1.1 非供水水庫挖潛

優(yōu)化深圳市龍崗河流域非供水水庫中的15 座的防洪起調(diào)水位,由現(xiàn)狀正常蓄水位起調(diào)調(diào)整為由死水位起調(diào),200年一遇洪水工況下,各水庫挖潛效果較好,特別是炳坑水庫、三棵松水庫黃竹坑水庫、三坑水庫等可實現(xiàn)零下泄。

各非供水水庫挖潛后的出庫流量過程演進至龍崗河干流相應斷面,與干流區(qū)間洪水過程（不考慮水庫集水面積）疊加,即得到水庫挖潛后的龍崗河干流洪水過程。這里考慮3 m/s的洪水平均流速,計算得到水庫出庫洪水自水庫壩址至干流斷面的傳播時間T,偏于安全不考慮水庫出庫洪水過程坦化錯峰疊加干流洪水過程,得到龍崗河干流洪水過程（見表1）。

表1 非供水水庫200年一遇設計洪水調(diào)洪演算成果表

水庫挖潛調(diào)洪后,對干流洪水有一定削峰作用,不影響峰現(xiàn)時間,龍崗河深惠交界斷面消減流量168 m3/s,嚇陂斷面消減流量175 m3/s,丁山河河口斷面消減洪峰202 m3/s。

3.1.2 杶梓河水閘重建

黃沙河為龍崗河一級支流,杶梓河水閘上游集雨面積24.3 km2,占黃沙河流域面積（41.95 km2）57.9%,為盡可能地上蓄洪水,達到龍崗河200年一遇防洪的目標,考慮重建杶梓河水閘。

原閘址重建杶梓河水閘,并考慮與杶梓河碧道工程相銜接。水閘設計總寬度27 m,凈寬21 m；設7 孔,每孔寬3 m；設計閘頂高程41.7 m（200年一遇水位41.16 m+超高0.5 m）,堰頂高程36.4 m。水閘第7 孔設為放空閘,閘底高程35.10 m,與上游河道齊平（見圖3）。

圖3 重建杶梓河水閘布局圖

分別對杶梓河水閘敞泄和控泄（控制下泄流量不超過50年一遇洪峰流量）工況進行調(diào)洪計算,遭遇200年一遇洪水時,敞泄、控泄工況閘上最高水位分別為40.83 m、41.58 m?？匦构r削峰75.7 m3/s,相應閘上水位增加0.75 m。水閘控泄可使龍崗河干流黃沙河河口斷面、嚇陂斷面200年一遇洪峰流量削減約64.6 m3/s。

3.2 增加“下排”能力

3.2.1 減淤促淤清淤

針對河道淤積問題,研究提出減淤、促淤及清淤三個解決方案。

1）減淤

在城市更新、開發(fā)建設過程中,要根據(jù)水土流失防治分區(qū),針對工程建設過程中可能引發(fā)水土流失的特點和造成的危害程度,采取有效的水土流失防治措施,建立完整有效的水土保持防護體系,合理確定水土保持的總體布局,形成完整、科學的水土保持防治體系,大幅降低河道來沙量。

2）促淤

在上游堤防超高富余段保留河漫灘地及河心沙洲,結合碧道在嶂背段、龍城段新建汀步,使河道內(nèi)水流輸沙經(jīng)過灘地、汀步區(qū)域,將泥沙攔截在上游,減少下游淤積。

3）清淤

針對目前淤積嚴重問題,結合碧道建設對龍崗河干流進行精準清淤,龍崗河干流全段總清淤量為125.43 萬m3。其中,嶂背段上游段清淤量5.11 萬m3；龍城段清淤量為7.23 萬m3；龍園段清淤量為19.35 萬m3；坪地段清淤量為93.73 萬m3（見表2）。

表2 河道清淤工程量匯總表 單位：m3

3.2.2 河道整治

200年一遇洪水條件下,龍崗河干流左岸需加高2.3 km,右岸需加高2.75 km。其中,黃沙河河口以下左岸堤防需加高約1.1 km,加高高度為0.13 m～0.79 m,右岸堤防需加高約1.25 km,加高高度為0.39 m～1.0 m；黃沙河河口至丁山河河口右岸局部不滿足安全超高,需加高防洪墻；南約河河口至龍西河河口左岸堤防需加高約1.2 km,加高高度為0.21 m～0.71 m,右岸堤防需加高約1.0 km,加高高度為0.22 m～0.98 m。

4 研究策略效果分析

在優(yōu)化非供水水庫調(diào)度規(guī)程基礎上,開展杶梓河水閘重建及龍崗河干流綜合整治工程,可有效降低龍崗河干流沿線水面線,減輕河道沿程排水口排水壓力,降低河道兩岸城市內(nèi)澇風險（見表3）。

表3 龍崗河干流200年一遇洪水水面線成果

5 結論及建議

（1）龍崗河干流已按照100年一遇防洪標準完成整治,受下游惠州河段過流斷面束窄及干流淤積影響,100年一遇設計洪水時,龍崗河干流龍西河口上游1 km 至嚇陂段兩岸發(fā)生漫溢,局部不滿足20年一遇。

（2）龍崗河干流在2012年～2021年期間總淤積量達到171.02 萬m3,淤積最為嚴重河段位于南約河匯入口下游至嚇陂路橋段,長度約6.9 km,淤積量高達108.24 萬m3,平均淤積厚度為3.0 m。

（3）通過對非供水水庫挖潛調(diào)洪,對干流洪水有一定削峰作用,不影響峰現(xiàn)時間,龍崗河深惠交界斷面消減流量168 m3/s,嚇陂斷面消減流量175 m3/s,丁山河河口斷面消減洪峰202 m3/s。

（4）為解決河道淤積問題,需結合碧道建設對龍崗河干流進行精準清淤,總清淤量125.43 萬m3。

（5）在優(yōu)化非供水水庫調(diào)度規(guī)程基礎上,開展杶梓河水閘重建及龍崗河干流綜合整治工程,可有效降低龍崗河干流沿線水面線,減輕河道沿程排水口排水壓力,降低河道兩岸城市內(nèi)澇風險。