劉立軍，吳 益，周雁潭

（1.浙江省水利河口研究院（浙江省海洋規(guī)劃設(shè)計研究院），浙江 杭州 310020；2.浙江省河口海岸重點試驗室，浙江 杭州 310020；3.浙江廣川工程咨詢有限公司，浙江 杭州 310020）

1 問題的提出

東苕溪歷來是杭州市主城區(qū)防洪保安的重點。歷年來，黨和政府做出巨大努力，取得顯著成效。受特殊水文、地形及水系條件限制，到目前為止，區(qū)域防洪壓力仍非常大，需要有突破性的思路求得根本性好轉(zhuǎn)。

西險大塘是杭州市苕溪防洪安全關(guān)注的重點[1]。西險大塘大致分為3段：一為老余杭至中苕溪口，以老余杭洪水位為控制重點，關(guān)注焦點是南苕溪下游的防洪安全問題，實質(zhì)上是南苕溪的洪水出路安排；二為中苕溪口至瓶窯，以瓶窯洪水位為控制重點，關(guān)注焦點是苕溪干流瓶窯段防洪安全，實質(zhì)上是南苕溪、中苕溪、北苕溪集中匯水與苕溪干流瓶窯段行洪能力不匹配，是中苕溪、北苕溪的洪水出路安排問題；三為瓶窯至德清大閘，以德清大閘洪水位為控制重點，關(guān)注焦點是這一段東苕溪干流的防洪安全，實質(zhì)為苕溪下游行洪能力不足且難以突破，是東苕溪干流洪水出路安排問題。

目前，東苕溪有南湖、北湖共2個滯洪區(qū)，總滯洪面積11 km2，總滯蓄容積4 463萬m3；七里、永建（仇山、新北塘并入永建）、潘板、澄清、張堰共5個非常滯洪區(qū)，總滯洪面積64 km2，總滯蓄容積24 551萬m3（見圖1）。目前，南湖滯洪區(qū)啟用標準約10 a一遇，北湖滯洪區(qū)啟用標準約5 a一遇，七里、永建、潘板、澄清、張堰非常滯洪區(qū)啟用標準為20～50 a一遇[2]。

圖1 東苕溪滯洪區(qū)分布圖

東苕溪洪水歷來是北入太湖、東泄運河水系。以目前的防洪格局，北入太湖能力難以突破，東泄運河水系則禍及杭嘉湖平原。來不及下泄的洪水需要在老余杭至瓶窯一帶分滯，除南湖和北湖滯洪區(qū)以外，其余5個非常滯洪區(qū)有大量人口和耕地，洪水所到之處皆成禍害。而且洪水入太湖后，必將抬高太湖和太浦河水位，反過來又影響杭嘉湖平原的洪水入湖、北排和東排，加大平原區(qū)防洪壓力。

2020年長歷時梅雨，最終導致新安江水庫歷史上第一次開9孔泄洪，水庫洪水位仍然達到歷史最高，引起社會高度關(guān)注。若該場暴雨降落在東苕溪流域，為保杭州市主城區(qū)的安全，東苕溪啟用永建、潘板非常滯洪區(qū)的可能性極大，啟用張堰、澄清非常滯洪區(qū)的可能性也不小。

因此，為東苕溪洪水尋找新的出路是必要的。浙江省水利部門曾經(jīng)研究過東苕溪洪水出路問題，提出了蓄、分、滯、排、擋等措施以緩解防洪壓力[3]。

2 東苕溪洪水新出路

南苕溪有青山水庫作為控制性防洪工程，針對常遇洪水的防洪壓力已顯著減輕。但杭州市需要抵御200 a一遇的高標準洪水，按照已有工程及其控制運用方案，青山水庫200 a一遇下泄洪水遠遠超過下游南苕溪河道的行洪能力。為保杭州市安全，南湖滯洪區(qū)和七里、永建非常滯洪區(qū)就成為必需。青山水庫200 a一遇最大24 h洪水總量約1.8億m3，水庫安全蓄洪庫容接近1.0億m3，24 h內(nèi)為保障下游安全可以下泄的洪量在0.2億m3以內(nèi)，實際調(diào)度時下泄量甚至可能會少于0.1億m3。因此，青山水庫遭遇200 a一遇洪水時，要保證水庫上下游的安全，還有至少0.6億～0.7億m3的洪水需要安排出路。即使擬實施的臨安區(qū)里畈水庫擴容工程設(shè)置0.2億m3的防洪庫容，仍有至少0.4億～0.5億m3的超量洪水。

要解決南苕溪洪水出路，分洪滯洪是首選，可以是流域內(nèi)滯洪、向流域外分洪。目前，流域內(nèi)設(shè)有南湖滯洪區(qū)和七里、永建非常滯洪區(qū)，滯洪區(qū)的滯洪水深為3～5 m，但單位面積的滯洪能力小，向流域外分洪大致可以有青山水庫向富春江分洪和干流向平原區(qū)分洪這兩種選擇。

2.1 青山水庫向富春江分洪

2.1.1 分洪需求

青山水庫向富春江分洪可以將流域內(nèi)洪水轉(zhuǎn)移出去，結(jié)合青山水庫的調(diào)控，既可顯著削峰，又能大幅減量，對減輕下游防洪壓力的作用十分巨大。為解決青山水庫調(diào)洪能力不足的問題，應考慮從青山水庫向富春江分洪。要正確分析分洪效果，一是分洪流量要適宜，二是要深入研究青山水庫分洪后的控制運用方案，三是假設(shè)的水文條件要符合實際。

青山水庫建庫以來最大的前10場洪水過程，大部分比較平緩。若將這10場洪水按洪量控制都提高到200 a一遇，經(jīng)初步分析，按照“中低水位快分快泄、中高水位盡力削峰”的原則優(yōu)化調(diào)度，分洪流量達到500 m3/s。加上南湖滯洪區(qū)，結(jié)合臨安區(qū)里畈水庫擴容，以及河道整治、堤閘提升改造、澇區(qū)強排等常規(guī)措施，除部分場次洪水外，南苕溪的安全可以保證。在七里、永建非常滯洪區(qū)大幅度縮小規(guī)模的情況下仍可以防御200 a一遇洪水，從而徹底扭轉(zhuǎn)南苕溪防洪的被動局面。針對部分場次洪水，若青山水庫蓄到100 a一遇洪水位，蓄洪量達到1.2億m3，仍可總體上保證南苕溪的安全。當然，要解決南苕溪與中苕溪匯合后的下游安全，還需要另有對策。

2.1.2 分洪流量及效果

如果有了分洪工程，青山水庫的防洪調(diào)度方案應該作相應調(diào)整。若有500 m3/s的分洪能力，24 h即可以分洪超過0.4億m3，約為青山水庫100 a一遇最大24 h洪量的1/4。即使遭遇比較惡劣的洪水過程，24 h內(nèi)的分洪時間只有18 h，也可以解決0.3億m3超量洪水，相當于青山水庫50 a一遇和20 a一遇最大24 h洪量的差值，分洪效果好。

青山水庫100 a一遇和50 a一遇最大24 h洪水總量分別約為1.6億m3和1.4億m3。若有500 m3/s的分洪能力，加上青山水庫50 a一遇洪水位以下約1.0億m3調(diào)蓄庫容、臨安區(qū)里畈水庫擴容后的0.2億m3防洪庫容和南湖滯洪區(qū)約0.2億m3滯洪庫容，南苕溪防御100 a一遇及以下標準的洪水時就可以不啟用永建非常滯洪區(qū)，永建非常滯洪區(qū)可以大幅度縮小，其啟用概率也大幅度降低。

在防洪調(diào)度過程中，攔蓄洪水是蓄得越多，風險越大，工程體系和調(diào)度決策人員的壓力也越大；分洪則相反，分得越多，風險越小，工程體系和調(diào)度決策人員的壓力也越小。這是分洪與蓄洪的最大差別。東苕溪的防洪，洪量與洪峰都是突出問題，在很難進一步顯著提高流域蓄滯能力的當下，應該積極研究分洪措施。

2.1.3 工程及綜合效益

分洪可以采取隧洞自流方式實現(xiàn)，進口在青山水庫庫區(qū)內(nèi)，出口在富陽區(qū)富春江北支，隧洞長度約28 km。經(jīng)初步估算，若分洪措施采用泄洪洞方案，水頭差以20 m計，隧洞長以28 km計，全線混凝土內(nèi)襯，則洞徑13.0 m時流量即可達到500 m3/s。類比正在實施的平陽縣南湖分洪工程，估計本工程投資約40億元。

該分洪隧洞宜經(jīng)過富陽區(qū)，并且兼顧富陽區(qū)皇天畈北渠流域的分洪需要。目前，皇天畈北渠行洪能力為5 a一遇，遇超標準洪水即需分洪入城，與城區(qū)20 a一遇的排澇要求極不適應。盡管富陽城區(qū)與東苕溪地理距離相近，同時出現(xiàn)洪水的概率相對較大，但適當兼顧仍可行，也有利于工程實施。當前，富陽區(qū)正在研究推進南北渠分洪工程，若能與青山水庫向富春江分洪的工程適當結(jié)合，則可以顯著提高投資效益。

2.2 南湖向平原區(qū)分洪

南湖向平原區(qū)分洪通道方案可以利用南湖滯洪區(qū)的調(diào)節(jié)能力，并與擬建的杭州城西南排工程結(jié)合，通過杭州城西南排工程分洪入錢塘江。從南湖分洪處至杭州城西南排工程進水口距離與通過杭州城西南排工程入錢塘江距離基本相近，均約為11 km。

南湖向平原區(qū)分洪通道方案對分洪點上游的影響比較小，只對流域防洪局面略有改善，但不能從根本上扭轉(zhuǎn)防洪形勢，且存在東苕溪與杭嘉湖東部平原洪水遭遇概率比較大的問題。

2.3 北湖向錢塘江分洪

2.3.1 分洪需求

瓶窯位于南苕溪、中苕溪、北苕溪匯合口下游，集水面積1 409 km2，其中青山水庫、水濤莊水庫和四嶺水庫控制集水面積733 km2，規(guī)劃有若干新建、擴建水庫工程，但基本沒有明顯的控制性作用。東苕溪瓶窯河段行洪能力遠小于上游來水，防洪壓力十分突出，即使青山水庫向富春江大量分洪，以目前的防洪格局，北湖滯洪區(qū)以及潘板、澄清、張堰非常滯洪區(qū)仍必不可少。

受自然和社會因素制約，在流域內(nèi)采取增加上蓄、加高堤防等常規(guī)措施難以從根本上改變瓶窯的防洪形勢。因此，在努力提高上游調(diào)蓄能力的前提下，采取分洪措施將洪水引至流域外，是應該深入研究的方向。

2.3.2 分洪流量及工程

經(jīng)初步分析，若分洪流量達到800～1 000 m3/s，結(jié)合增加上游調(diào)蓄能力等常規(guī)措施，在潘板、澄清、張堰非常滯洪區(qū)規(guī)模大幅度縮小的情況下，經(jīng)科學調(diào)度，東苕溪瓶窯上游河段仍可以防御200 a一遇洪水，從而徹底扭轉(zhuǎn)東苕溪在瓶窯上下游的防洪形勢。

北湖向錢塘江分洪通道長度約30 km。若采用雙洞，單條隧洞長以30 km計，全線鋼筋混凝土內(nèi)襯，洞徑13.0 m，進出口水頭差達到15 m時，雙洞流量即可達到860 m3/s左右。該方案新增土地征用量少，分洪對錢塘江的防洪影響也不大，不存在顛覆性的否決因素。當然，該方案投資約200億元，需要全面深入論證。

若考慮向流域外分洪，宜采取深隧強排方式實現(xiàn)。進口可以布設(shè)在北湖滯洪區(qū)以利用北湖的調(diào)控能力，出口可以布設(shè)在錢塘江九溪珊湖沙水庫擬建的杭州城西南排出口下游側(cè)，深隧長度約27 km。強排深隧線路經(jīng)過杭州市主城區(qū)的運河西片，可在沿線適當布置強排泵站，以兼顧運河西片的排洪需要，充分發(fā)揮工程效益。

2.4 瓶窯下游干流的洪水出路

東苕溪在瓶窯下游段河道的坡降極其平緩，過流能力低下。即使瓶窯上游通過大規(guī)模分洪等措施達到了防洪要求，下游河段在遭遇200 a一遇洪水時仍需要向杭嘉湖平原分洪，從而禍及東部平原區(qū)。德清大閘的分洪調(diào)度歷來是東苕溪及運河水系防汛的主要矛盾焦點。

上牽埠分洪通道方案是分洪入東塘港、古運河，再經(jīng)八堡二通道入錢塘江，洪水轉(zhuǎn)移路徑約50 km[4]。該方案對分洪點上游的影響比較小，洪水轉(zhuǎn)移線路長，對杭州市主城區(qū)防洪有比較大的影響，宜審慎決策。

在難以避免東苕溪洪水向杭嘉湖東部平原分洪的情況下，需要深入研究東苕溪分洪與杭嘉湖東部平原泄洪結(jié)合的問題，同時需進一步研究杭嘉湖東部平原的洪水新出路。

3 方案實施可行性

方案的限制因素主要有技術(shù)、政策和資金等。本文提出的青山水庫分洪為山區(qū)隧洞，技術(shù)上不存在制約因素，主要為政策和資金限制。如果該分洪隧洞兼顧富陽區(qū)皇天畈北渠流域的分洪，則可以顯著提高投資效益。在經(jīng)濟日益發(fā)展的情況下，資金的限制作用將逐漸降低。

南湖、北湖的分洪通道采用平原深隧的方式。目前，杭州、南京、武漢、長沙、濟南、蕪湖等地都已有洞徑超過14.5 m的盾構(gòu)隧道建成，因此，洞徑13.0 m的平原深隧不存在制約性的技術(shù)問題。而資金方面，杭嘉湖地區(qū)是浙江省主要的社會經(jīng)濟集中區(qū)域，區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟高度發(fā)展，資金敏感性相對較小。平原深隧工程在新加坡、日本東京和美國芝加哥等地已成功應用：東京平原分洪隧洞—首都圈外郭放水路，全長6 km，直徑10.6 m，總儲水量達到67萬m3；新加坡深隧工程為污水隧道，工程長48 km，直徑6.0 m，埋深20～55 m；芝加哥深隧工程長176 km，直徑2.5～10.0 m，埋深45～106 m[5]。

4 結(jié) 語

東苕溪防洪先天條件比較差，洪水出路歷來是個大難題。洪水新出路大致可以概括為逐級分洪、以隧代河，上下協(xié)同、綜合治理，整體謀劃、兼顧各方。

青山水庫向富春江分洪的投資相對少，效益顯著，應優(yōu)先考慮實施；干流向平原區(qū)進一步分洪的投資大，效益相對較差，應進一步研究評估；北湖向錢塘江分洪的效益顯著，但投資巨大，可以開展全面深入研究。各方案的優(yōu)點：可以顯著改善區(qū)域防洪形勢；新增占地量少，極大地避免土地要素制約；大量釋放非常滯洪區(qū)的國土空間資源，即使這些區(qū)域今后仍是鄉(xiāng)村，也可以成為城郊的優(yōu)質(zhì)鄉(xiāng)村，而不是目前在防洪緊急時可能成為滯洪區(qū)的鄉(xiāng)村。缺點：工程功能單一，除了分洪以外，很難融入其他功能，群眾的滿足感明顯不足。