苗 磊

(陜西水環(huán)境工程勘測設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安 710018)

1 概況

1.1 社會經(jīng)濟(jì)

華陰市位于關(guān)中平原東部，秦晉豫三省結(jié)合地帶，東起潼關(guān)，西鄰華縣，南依秦嶺，北臨渭水?？偯娣e817 km2，總?cè)丝?6萬，是國家級風(fēng)景名勝區(qū)西岳華山所在地。1990年12月經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)撤縣設(shè)市，1993年被陜西省政府命名為歷史文化名城，1996年被國家科技部等28個部委聯(lián)合命名為西北地區(qū)首家國家可持續(xù)發(fā)展綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)。

華陰自古有“三秦要道、八省通衢”之稱，是中原通往西北的必經(jīng)之地。鄭西高速鐵路、隴海鐵路、西潼高速公路、310國道、老西潼公路橫貫東西，南同蒲鐵路、202省道、擬建的沿黃公路縱橫南北。

境內(nèi)人文景觀和自然景觀交相輝映，共同構(gòu)成獨(dú)特豐富的旅游資源。有雄居五岳之尊，被譽(yù)為“奇險天下第一山”的西岳華山，有在道教文化發(fā)展史上起著深遠(yuǎn)影響的玉泉院，有被譽(yù)為“陜西故宮”的帝王行宮西岳廟，還有比萬里長城早建百余年的魏長城遺址，西漢京師糧倉、橫陣遺址、西關(guān)村遺址等旅游景點(diǎn)。其中華山景區(qū)是全國風(fēng)景名勝40佳，全國文明旅游景區(qū)示范點(diǎn)和國家 AAAAA級風(fēng)景名勝區(qū)，2002年被評為“中華十大名山”之一，2006年被評為“最值得外國人旅游的50個景點(diǎn)”之一;被國家建設(shè)部列入申報世界自然和文化遺產(chǎn)預(yù)備名單。華陰文化藝術(shù)形式眾多，華陰老腔、華陰迷胡、華陰皮影、剪紙等文化遺產(chǎn)悠遠(yuǎn)流傳，其中華陰老腔、華陰迷胡被列為國家級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄。

1.2 河流水系

華陰市南山支流有6條，自西而東為:方山河、蔥峪河、羅敷河、柳葉河、長澗河和白龍澗，其中直接注入渭河的有4條，為方山河、羅敷河、柳葉河、長澗河，注入二華排水干溝的有2條，為蔥峪河和白龍澗。這些南山支流皆發(fā)源于秦嶺北麓，坡陡，流短，源頭高程多在2 000～2 640 m(黃海高程，下同)左右，出峪口后降至500～600 m，然后穿越山前洪積扇裙，高程再度降低到340～350 m，此后匯入渭河。

方山河是華陰市與華縣的界河，出峪后流經(jīng)夫水、華西鎮(zhèn)二鄉(xiāng)鎮(zhèn)，在華西鎮(zhèn)馮東村西約2 km處注入渭河，主河道長9.9 km，流域面積11.9 km2，老西潼公路至入渭口河道長4.2 km，平均縱坡 0.2‰。

羅敷河位于在華陰市西部，是華陰市境內(nèi)最大的一條支流。出峪后流經(jīng)夫水、桃下、華西等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，于華西鎮(zhèn)五合村西北匯入渭河，主河道長47.2 km，流域面積140 km2。羅敷河老西潼公路至入渭口道長10.86 km，平均縱坡為0.78‰。

柳葉河主流仙峪河發(fā)源于秦嶺北麓，出峪后，流經(jīng)五方鄉(xiāng)，北至華西鎮(zhèn)灘子村西北匯入渭河，主河道長30.6 km，流域面積90.5 km2，平均比降58‰。支流甕峪于老西潼公路以北的南營村附近自左匯入，以仙峪河長計(jì)算，老西潼公路至入渭口段長 7.96 km，平均縱坡 0.72‰。

長澗河主流黃蒲峪發(fā)源于華山之東的秦嶺北麓，出峪后流經(jīng)玉泉街道辦事處、市區(qū)西部、岳廟街辦、華西鎮(zhèn)、北社鄉(xiāng)，在五合村東北匯入渭河，工程以上河長29.4 km，流域面積76.8 km2。左岸支流華山峪，右岸支流杜峪在老西潼公路以南先后匯入，老西潼公路至入渭口段河長7.43 km，平均縱坡0.56‰。

華陰市羅敷河上設(shè)有羅夫堡水文站，該站1955年1月建成測流，控制流域面積122 km2，距羅敷河入渭口約16.0 km，有1955～2010年共56年的實(shí)測水文資料。根據(jù)羅敷堡站56年徑流系列，進(jìn)行頻率分析計(jì)算。經(jīng)分析計(jì)算，羅敷堡站多年平均徑流量為3 525萬 m3，多年平均徑流深為 288.9 mm。羅敷堡站控制流域面積位于秦嶺北麓，其地形、地貌及氣候條件和華陰市長澗河的地形、地貌及氣候條件基本一致，因此長澗河設(shè)計(jì)徑流量采用羅敷堡站資料進(jìn)行水文比擬計(jì)算。經(jīng)計(jì)算，長澗河蓄洪建湖工程區(qū)不同頻率年徑流量成果見表1。

2 華陰市蓄洪建湖工程初步方案

根據(jù)對華陰市長澗河河道現(xiàn)狀及現(xiàn)有工程進(jìn)行查勘，長澗河峪口至華陰市污水處理廠河段河道為地下河，河道狹窄、比降陡，且河段兩岸分別為華山風(fēng)景名勝區(qū)即華陰市城市規(guī)劃區(qū)范圍，不具備設(shè)置蓄洪建湖區(qū)的地形條件。華陰市污水處理廠以下進(jìn)入335 m高程以上三門峽庫區(qū)，河道為地上河，河道背水側(cè)地勢低洼，具備蓄洪建湖條件。

初擬蓄洪建湖區(qū)結(jié)合已批復(fù)的華陰長澗河應(yīng)急分洪區(qū)進(jìn)行規(guī)劃，位于二華排水干溝兩側(cè)。因現(xiàn)狀長澗河以東朝華路以西，二華排水干溝以南為華陰市管轄區(qū)域、干溝北岸為部隊(duì)農(nóng)場地界，現(xiàn)狀土地主要為魚池和農(nóng)耕地，考慮到占地遷移居民等要求，規(guī)劃共形成蓄洪建湖1萬畝。

平面布置:蓄洪建湖區(qū)在二華排水干溝兩側(cè)修建蓄洪區(qū)。以隔堤為界分為南北兩區(qū)。其中隔堤以南水域面積307萬 m2(4 600畝)，隔堤以北水面面積360萬 m2(5 400畝)。整個湖區(qū)平面形態(tài)為倒“凹”型。

分洪閘:布置在長澗河右堤上，位于長澗河與二華干溝交匯處的彎道頂點(diǎn)的上游。分洪閘順?biāo)鬏S線盡量與長澗河河道垂直。

退水閘:因蓄洪區(qū)兼作景觀水面，退水口的布設(shè)不僅要考慮蓄洪期間退洪問題，還要考慮景觀水面流動要求，所以退水口位于蓄洪區(qū)末端排水干溝上，可使退水通過下游的二華干溝進(jìn)行排水，使蓄洪區(qū)洪水順利排至渭河。

表1 長澗河蓄洪建湖區(qū)不同頻率年徑流量計(jì)算成果表 萬 m3

3 華陰市長澗河蓄洪建湖工程規(guī)劃條件

3.1 《晉陜豫黃河金三角區(qū)域合作規(guī)劃》

2014年3月31日，國務(wù)院以國函[2014]40號文對該規(guī)劃進(jìn)行了批復(fù)?！包S河金三角”位于山西、陜西、河南三省交界地帶的黃河沿岸，包括運(yùn)城市、臨汾市、渭南市和三門峽市，面積5.78萬 km2。規(guī)劃的編制旨在進(jìn)一步深化黃河金三角區(qū)域合作、推動?xùn)|中西部地區(qū)良性互動、促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。規(guī)劃期為2014至2025年。規(guī)劃目標(biāo):至 2025年，區(qū)域融合發(fā)展格局基本形成，建成空間布局合理、基礎(chǔ)設(shè)施互通、產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)動、生態(tài)環(huán)境優(yōu)美、基本公共服務(wù)均等、人民生活幸福，在國內(nèi)有影響力的經(jīng)濟(jì)區(qū)，為全國區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展發(fā)揮典型示范作用。

規(guī)劃在“水利建設(shè)重點(diǎn)工程”專欄中提出:渭河綜合治理工程，應(yīng)加快渭河下游防洪保安減淤體系和南山支流蓄滯洪區(qū)建設(shè)，在華陰、華縣夾槽地帶實(shí)施蓄洪建湖工程，加寬加高堤防、灘區(qū)清障，使渭南城市段防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到百年一遇，農(nóng)防段堤防標(biāo)準(zhǔn)提高到20年一遇，減少河水倒灌災(zāi)害。

3.2 《渭南市南山支流防洪工程規(guī)劃報告》

2010年10月渭南市水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院編制完成了該規(guī)劃。規(guī)劃針對渭南市南山支流特別是二華夾槽地帶，支流洪澇災(zāi)害嚴(yán)重，提出針對性治理思想:結(jié)合各支流所在區(qū)域流域洪水特點(diǎn)分區(qū)、分類治理。①非三門峽水庫滯洪區(qū)的華縣、臨渭段，支流治理采取疏滯相結(jié)合，為防止渭河洪水倒灌，采取入渭口設(shè)置防倒灌工程，減少洪水對支流防洪體系的影響。②三門峽水庫滯洪區(qū)的華陰河段，支流治理通過上游水庫攔洪、中游增設(shè)分洪區(qū)，減少漫堤決口造成的災(zāi)害，利用蓄滯洪水為當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)提供水資源，建設(shè)適當(dāng)?shù)乃鏉竦?，配合?dāng)?shù)芈糜钨Y源優(yōu)勢，改善區(qū)域小氣候。③通過完成二華夾槽的排水系統(tǒng)改造，恢復(fù)形成原排水框架，以根除區(qū)內(nèi)澇漬災(zāi)害。

3.3 《華陰南山支流應(yīng)急分洪利用工程可行性研究報告》

(2011年7月)

2011年7月陜西省水利廳以陜水規(guī)計(jì)函【2011】63號文下發(fā)了該可研的審查意見。主要審查意見如下:為了確保華陰市南山支流堤防安全，在現(xiàn)狀防洪體系框架內(nèi)利用華陰夾槽區(qū)低洼地形，修建南山支流應(yīng)急分洪利用工程，能有效減輕南山支流堤防抗洪風(fēng)險，并利用分蓄滯水面改善夾槽區(qū)人居環(huán)境。因此，建設(shè)華陰南山支流應(yīng)急分洪利用工程師必要和可行的。同意各支流分洪工程建設(shè)總面積按1 366萬 m2(羅夫河369萬m2，柳葉河397萬 m2，長澗河600萬 m2，)控制，分洪蓄水面積按1 176萬 m2(羅夫河 296萬 m2，柳葉河 360萬 m2，520萬m2，)控制，各分洪區(qū)基本水深不小于0.67 m。

3.4 《華陰市長澗河應(yīng)急分洪利用工程初步設(shè)計(jì)報告》

(2012年12月)

2013年1月渭南市發(fā)展改革委員會以渭發(fā)改發(fā)【2013】58號文對該初步設(shè)計(jì)進(jìn)行了批復(fù)。同意工程標(biāo)準(zhǔn)選定為將長澗河平堤洪水消減為10年一遇堤防設(shè)計(jì)洪水。工程的主要建設(shè)規(guī)模為:分滯洪區(qū)面積400萬 m2，分蓄滯水域面積282萬 m2。同意工程平面布置為(1)分蓄洪區(qū)平面以“溝池結(jié)合”方式較優(yōu)，既有利于對上游干溝洪水進(jìn)行調(diào)蓄，緩解下游抽排壓力，又不影響干溝排洪體系安全;(2)分滯洪區(qū)北邊界至軍隊(duì)訓(xùn)練落彈線，南邊界至南側(cè)村莊邊，西邊界距長澗河?xùn)|堤150 m，東邊界不越過朝華公路。

4 長澗河蓄洪建湖水量保證分析

4.1 蓄滯洪水要求

長澗河分洪口所處河段已按南山支流10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行治理。本次蓄洪建湖區(qū)建設(shè)是在不提高已批復(fù)堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)的前提下，按照合理承擔(dān)風(fēng)險的原則，設(shè)計(jì)分洪河道流量按照把平堤洪水(比現(xiàn)狀堤頂?shù)?5 cm的洪水)削減到10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。即將長澗河240 m3/s(相當(dāng)于50年一遇洪水)通過分洪閘引洪后，消減至123 m3/s，引洪流量及設(shè)計(jì)分洪量見表2。

表2 長澗河分洪閘引洪量及設(shè)計(jì)分洪流量統(tǒng)計(jì)表

調(diào)洪計(jì)算選取長澗河平堤洪水1日洪水過程進(jìn)行計(jì)算。依據(jù)確定的長澗河河道水位～流量關(guān)系曲線、分洪閘泄流能力曲線以及平堤洪水過程線進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算。經(jīng)過計(jì)算，長澗河平堤洪水1日洪水總量為559萬 m3，長澗河分洪閘設(shè)計(jì)流量為 117 m3/s。

4.2 生態(tài)景觀需水要求

一般來說，湖區(qū)水深不是一個定值，根據(jù)功能片區(qū)的劃分，不同位置采用不同值。濱水景觀區(qū)水深0.2～0.6 m，濕地區(qū)水深 0.2 ～1.0 m，垂釣區(qū)水深 0.8 ～1.5 m，碼頭及通航區(qū)水深應(yīng)大于1.5 m，水生動物活動適宜水深一般在0.8～1.0 m?？紤]華陰蓄洪建湖區(qū)地形地質(zhì)條件、景觀效果、水生態(tài)、工程量、湖面行船及觀光等因素，湖區(qū)平均枯水水深按0.6 m控制。經(jīng)過計(jì)算，當(dāng)長澗河蓄洪建湖區(qū)形成水面面積1萬畝時，枯水位以下生態(tài)景觀蓄水容積應(yīng)為400萬 m3。

4.3 蒸發(fā)滲漏耗水要求

按照蒸發(fā)增損計(jì)算，長澗河蓄洪建湖區(qū)多年平均水面蒸發(fā)量分別為274.4萬 m3。

依據(jù)地質(zhì)報告分析，蓄洪建湖區(qū)二華夾槽地帶地下水埋深2.0～3.5 m。在蓄洪情況下地表水位高于地下水位1.8～3.3 m，必將引起區(qū)內(nèi)湖水向外兩側(cè)階地補(bǔ)給，可能導(dǎo)致蓄洪區(qū)周邊地下水位的抬升，并出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。擬建工程位于一級階地，地表土層為黃土狀壤土及粉質(zhì)粘土，屬弱透水性，厚度較大，且分布穩(wěn)定，在蓄洪區(qū)底部形成天然的水平防滲措施，蓄洪初期，由于地下水位的平衡，將會產(chǎn)生少量的滲漏。依據(jù)地質(zhì)資料，本次滲漏量僅考慮擋水堤防滲流產(chǎn)生的滲漏量。經(jīng)計(jì)算，長澗河蓄洪建湖區(qū)堤防滲流量為0.06 m3/dm，滲漏量總量為35.9萬 m3。

4.4 泥沙淤積要求

根據(jù)羅敷河羅敷堡站泥沙實(shí)測資料，采用輸沙模數(shù)法推求得長澗河多年平均輸沙量為1.77萬 m3，考慮70%輸沙量引入蓄洪區(qū)，則進(jìn)入蓄洪區(qū)的年輸沙量為1.24萬 m3，泥沙淤積年限按照50年考慮，泥沙淤積量為47萬 m3。由上述分析可知，長澗河蓄洪建湖區(qū)總?cè)莘e應(yīng)為898萬 m3。

4.5 水量保障分析

本次在長澗河多年平均、75%及95%頻率三種典型年的來水量前提下進(jìn)行余缺分析。華陰市南山支流三種典型年徑流年內(nèi)分配見表3。

表3 長澗河不同頻率年徑流年內(nèi)分配表

依據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，華陰市城區(qū)文化廣場和杜峪河公園每年從長澗河引水332萬 m3，再考慮其他零星用水戶，長澗河蓄洪建湖區(qū)上游用水戶每年按400萬 m3計(jì)算，汛期洪水下泄量按20%計(jì)，蓄洪建湖區(qū)年蒸發(fā)滲漏損失為310萬 m3，剩余水量進(jìn)入蓄洪建湖區(qū)。不同來水頻率下水量余缺計(jì)算詳見表4。

表4 長澗河蓄洪建湖區(qū)不同頻率來水量條件下水量余缺計(jì)算表 萬m3

通過表4，可以看出，長澗河蓄洪建湖區(qū)在多年平均來水情況下，全年徑流量和洪水期徑流量可滿足各方案湖區(qū)需水要求;在75%頻率來水情況下，洪水期徑流量可滿足1萬畝的湖區(qū)需水要求;在95%頻率(嚴(yán)重干旱年)來水情況下，汛期可引水量仍可滿足湖區(qū)的蒸發(fā)滲漏耗水損失。本次為滿足湖區(qū)需水水質(zhì)要求，主要利用洪水期徑流量補(bǔ)給湖區(qū)用水量。規(guī)劃后期對羅敷河、柳葉河應(yīng)急分洪區(qū)與本工程聯(lián)合運(yùn)用，設(shè)計(jì)羅敷河、柳葉河應(yīng)急分洪區(qū)的退水統(tǒng)一進(jìn)入長澗河蓄洪建湖區(qū)后退入渭河，可增加發(fā)生干旱年(來水頻率＞75%)時，華陰蓄洪建湖區(qū)的水量保證程度。

4.6 蓄洪建湖區(qū)水體自凈

封閉的水體會因?yàn)榈?、磷等無機(jī)營養(yǎng)物的增加引起藻類和其他水生植物大量繁殖，導(dǎo)致水體溶解氧下降、水質(zhì)惡化、其他水生生物的大量死亡等。為防止湖區(qū)水質(zhì)惡化，本次規(guī)劃蓄洪建湖區(qū)景觀水面水體年更新兩次，更新水體所需的水量為800萬 m3。蓄洪建湖區(qū)水體自凈水源包括以下4個方面:

(1)在蓄洪建湖區(qū)首次蓄水達(dá)到湖區(qū)生態(tài)景觀要求后，可將后期的長澗河中小洪水通過分洪閘引入蓄洪建湖區(qū)，補(bǔ)給湖區(qū)水體自凈用水和蒸發(fā)滲漏用水，實(shí)現(xiàn)洪水資源化;(2)長澗河流域多年平均降水量為591 mm，汛期降雨占全年的60%，汛期補(bǔ)給水量為236萬 m3;(3)根據(jù)《華陰市城區(qū)文化廣場、杜峪河公園景觀水面供水工程初步設(shè)計(jì)報告》，華陰市城區(qū)文化廣場和杜峪河公園每年從長澗河引水332萬m3，考慮華陰市中水工程實(shí)施后，處理中水能力為1.6萬 m3/d，該中水可用于補(bǔ)給華陰市城區(qū)文化廣場和杜峪河公園用水，置換從長澗河的引水，原來的引水332萬 m3可作為蓄洪建湖區(qū)水體自凈補(bǔ)水;(4)羅敷河和柳葉河蓄洪區(qū)汛期的退水通過二華排水干溝排入長澗河蓄洪區(qū)，也可作為水體自凈補(bǔ)水水源。

經(jīng)分析，上述水量可滿足其水體自凈所需水量。

5 結(jié)語

華陰市南山支流長澗河蓄洪建湖工程可利用長澗河來水滿足湖區(qū)需水要求，工程的實(shí)施將極大地改善區(qū)域的環(huán)境水平，削弱了長澗河洪水對華陰人民生命財(cái)產(chǎn)的威脅，使該地區(qū)綠地、水體面積大幅增加，生態(tài)環(huán)境、地表水與地下水水質(zhì)得到改善，為當(dāng)?shù)厝嗣裉峁┝艘粋€新的度假休閑場所，同時帶動周邊旅游、農(nóng)業(yè)觀光、養(yǎng)殖等產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，投資環(huán)境將大為改觀。規(guī)劃項(xiàng)目建成后對該地區(qū)的自然環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境、社會環(huán)境都會產(chǎn)生明顯的有利影響，本規(guī)劃方案是一項(xiàng)有利于防洪安全和生態(tài)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的系統(tǒng)工程，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益、廣泛的社會效益和巨大的生態(tài)效益。

[1]陜西省水利廳.渭河流域重點(diǎn)治理規(guī)劃[R].西安;2005.

[2]陜西水環(huán)境工程勘測設(shè)計(jì)研究院.華陰南山支流應(yīng)急分洪利用工程可行性研究報告[R].西安;2011.

[3]渭南市水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院.渭南市南山支流防洪工程規(guī)劃[R].西安;2010.