◎ 金釗 謝慶躍 安徽環(huán)滁水利勘測設(shè)計(jì)咨詢有限公司

1.概述

全椒縣規(guī)劃城區(qū)面積約100km，2020年常住人口24.5萬，城市人均GDP指數(shù)約為0.87，近、遠(yuǎn)期水平年當(dāng)量經(jīng)濟(jì)規(guī)模約37.4萬人、41.6萬人，城市重要性：比較重要。城區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)采用50年一遇、治澇標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇。

花園水庫位于安徽省全椒縣城東部，屬長江流域滁河水系，發(fā)源于十字鎮(zhèn)中東部丘陵區(qū)，泄水經(jīng)土橋西河入襄河，壩址控制面積11.9km，總庫容350萬m，是一座以防洪為主，兼有灌溉等綜合利用的?。?）型水庫，樞紐工程由主壩、副壩、溢洪道、放水涵洞等組成。水庫下游保護(hù)人口0.2萬人，耕地1.5萬畝，對下游襄河、土橋西河及沿岸保護(hù)對象起到滯洪削峰作用。水庫設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)20年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)100年一遇，正常蓄水位11.20m，相應(yīng)庫容55.0萬m；設(shè)計(jì)洪水位12.49m，校核洪水位13.02m，相應(yīng)庫容350.0萬m，調(diào)度運(yùn)用方式為：水位超過11.20m時(shí)溢洪道自行泄洪。2009～2010年，花園水庫除險(xiǎn)加固工程實(shí)施完成并竣工驗(yàn)收。

圖1 花園水庫流域水系示意圖

近年來，隨著城市建設(shè)，花園水庫控制流域內(nèi)約3.0k m變?yōu)榻ǔ蓞^(qū)，水庫逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槌菂^(qū)水系；而襄河、土橋西河防洪工程建設(shè)一定程度上提高了河道防洪標(biāo)準(zhǔn)，改變了河道防洪水位。根據(jù)分析花園水庫洪水下泄受襄河、土橋西河治理標(biāo)準(zhǔn)提高后的洪水位頂托影響；上游受城市建設(shè)影響，水面面積及庫容曲線發(fā)生變化，水庫洪水位的抬高將威脅建城區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施防洪安全和水庫大壩樞紐工程自身防洪安全。

綜上，花園水庫的功能定位、防洪運(yùn)用條件、對城市發(fā)展建設(shè)的影響和作用均已發(fā)生了深刻變化。

2.水庫工程防洪方案分析

2.1 洪水遭遇分析

受頂托影響的河段，應(yīng)分析干支流洪水遭遇特性?；▓@水庫上游洪水下泄后經(jīng)過土橋西河入襄河，常受襄河洪水頂托。洪水遭遇情況采用襄河口閘閘上水位、全椒水文站降雨、花園水庫入庫洪峰進(jìn)行分析。襄河流域洪澇災(zāi)害頻繁，較典型的有1991.7、2003.7、2008.8、2020.7，本次對流域近幾次大洪水進(jìn)行分析見表1。

由表1可以看出，本片區(qū)降雨與襄河高洪水位遭遇明顯，花園水庫下泄洪水受襄河高水位頂托幾率較高，偏安全起見，將水庫下泄洪峰與襄河高洪水位按同時(shí)段遭遇考慮。

表1 歷次洪水遭遇分析統(tǒng)計(jì)表

表2 花園水庫水位～面積～庫容曲線

2.2 現(xiàn)狀條件下水庫調(diào)洪分析

根據(jù)區(qū)域測量圖，結(jié)合城市總規(guī)道路布置要求，對花園水庫庫容進(jìn)行重新量算，得到水庫水位～面積～庫容曲線。

水庫下游水位-出庫流量在天然狀態(tài)下具有明顯規(guī)律性，但是當(dāng)下游有較大支流匯入時(shí)，會(huì)對水庫下游水位產(chǎn)生頂托影響，使斷面水位流量關(guān)系變得較為復(fù)雜?？紤]頂托影響（襄河10年一遇洪水位14.09m，20年一遇洪水位14.33m），水庫溢洪道泄流曲線將隨下游水位發(fā)生變化。為簡化計(jì)算，分別對水庫在襄河10年、20年一遇洪水位條件下泄流曲線進(jìn)行重新擬定，并作為20年一遇以下及20年一遇以上頻率下水庫泄流曲線，成果見表3、表4。

表3 花園水庫20年一遇及以下頻率泄流曲線成果表

表4 花園水庫20年一遇以上頻率泄流曲線成果表

依據(jù)水量平衡方程對花園水庫重新進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)演算，成果見表5。

表5 花園水庫調(diào)洪演算成果表

經(jīng)上述分析計(jì)算，在現(xiàn)有條件下，水庫50年一遇洪水位難以滿足上游建成區(qū)防洪排澇要求，而現(xiàn)狀壩頂高程（15.50m）也難以滿足100年一遇校核洪水位條件下自身防洪要求。

2.3 規(guī)劃邊界條件確定

根據(jù)《城市防洪規(guī)劃規(guī)范》（GB51079-2016），城市應(yīng)充分利用上游水庫進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)，調(diào)洪庫容及調(diào)度應(yīng)滿足城市防洪保護(hù)目標(biāo)要求。

依據(jù)水庫上游已建經(jīng)三路、高莊路、石潭路等道路豎向高程（最低點(diǎn)14.00m），以及已入駐企業(yè)用地標(biāo)高（最低點(diǎn)14.00m），確定水庫50年一遇洪水位不宜超過13.50m。

圖2 全椒縣城市總體規(guī)劃-城區(qū)用地規(guī)劃圖

依據(jù)水庫現(xiàn)狀壩頂高程（15.50m），確定水庫100年一遇校核洪水位不宜超過14.50m（校核工況下壩頂超高采用1.00m）。

2.4 方案比選

為妥善處理水庫上游高洪水位對已建城區(qū)防洪排澇影響、下游受襄河水位頂托洪水下泄困難以及水庫自身樞紐工程防洪能力不足等問題，規(guī)劃根據(jù)擬定的邊界條件，對水庫入庫洪水的調(diào)節(jié)、下泄途徑進(jìn)行比選，并提出較合理的解決方案。

（1）方案擬定。

方案一：在現(xiàn)狀水面及水庫運(yùn)用條件下，新建防洪閘及排洪泵站，當(dāng)花園水庫泄洪受阻至水位超控制最高洪水位時(shí)，關(guān)閘防洪并利用泵站抽排洪水，在抵拒襄河洪水倒灌的同時(shí)，加大水庫洪水排泄出路，以滿足防洪安全要求。

方案二：對花園水庫實(shí)施擴(kuò)湖增容，增加水面面積及洪水滯蓄容量，并在此基礎(chǔ)上，按方案一防洪排洪，以減小排洪泵站規(guī)模，減輕下游河道泄洪壓力。

方案一、二子方案：采用預(yù)降、設(shè)定起排水位等非工程措施，合理減小排洪泵站規(guī)模及擴(kuò)湖增容工程體量（為簡化比選、最大限度的減小工程規(guī)模，起排水位采用同預(yù)降水位一致）。

方案三：改變洪水路徑，將水庫下泄洪水直接泄入圩區(qū)，經(jīng)土橋河直排入滁河。

（2）方案分析。

方案一：按照現(xiàn)狀復(fù)核后庫容曲線，分別采用11.20m（水庫正常蓄水位）和10.50m（預(yù)降水位），以控制最高洪水位為邊界條件，對水庫50年一遇、100年一遇來水過程進(jìn)行水量平衡計(jì)算，反推試算排洪泵站工程規(guī)模。經(jīng)計(jì)算，當(dāng)起排水位為水庫正常蓄水位11.20m時(shí)，新建泵站規(guī)模為75.8m/s；當(dāng)起排水位為預(yù)降水位10.50m時(shí)，新建泵站規(guī)模為70.5m/s。

方案二：考慮花園水庫擴(kuò)容增蓄，分別擬定100畝、200畝、400畝水面擴(kuò)大方案，量定庫容曲線，并采用11.20m（水庫正常蓄水位）和10.50m（預(yù)降水位），以控制最高洪水位為邊界條件，對水庫50年一遇、100年一遇來水過程進(jìn)行水量平衡計(jì)算，反推試算排洪泵站工程規(guī)模。經(jīng)計(jì)算，水庫水面擴(kuò)大100畝條件下：當(dāng)起排水位為水庫正常蓄水位11.20m時(shí)，新建泵站規(guī)模為45.0m/s；當(dāng)起排水位為預(yù)降水位10.50m時(shí)，新建泵站規(guī)模為43.3m/s。水庫水面擴(kuò)大200畝條件下：當(dāng)起排水位為水庫正常蓄水位11.20m時(shí)，新建泵站規(guī)模為39.0m/s；當(dāng)起排水位為預(yù)降水位10.50m時(shí)，新建泵站規(guī)模為35.6m/s。

方案三：按原規(guī)模拆除重建水庫溢洪道，開挖河道連通土橋河，并擴(kuò)建河口防洪排澇閘。

（3）方案比選。

經(jīng)分析計(jì)算，方案一較方案二工程投資大，后期年運(yùn)行成本較高，但涉及額外永久占地較少。從工程經(jīng)濟(jì)角度考慮，占地投資和工程投資為一次性投入，但運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用將為長期持續(xù)投入，按一次性、持續(xù)性投資體量對比，方案二具有較大優(yōu)勢；從占地角度考慮，目前花園水庫沿岸規(guī)劃用地類型為防護(hù)綠地和農(nóng)林用地，具備征用條件，但不排除遠(yuǎn)期劃定為建設(shè)用地的可能；從城市景觀風(fēng)貌角度考慮，水面的擴(kuò)大對城市品味和競爭力提升有重大意義，花園水庫湖面拓展后，將成為襄河風(fēng)光帶和麒麟湖（土橋水庫）生態(tài)濕地之間的核心水景觀資源和銜接紐帶。方案三工程投資及運(yùn)行管理成本均最小，永久占地相對大但均位于農(nóng)圩，雖為洪水入圩情形，但多為短歷時(shí)低標(biāo)準(zhǔn)洪水，總體來看相對較優(yōu)。

3.結(jié)語

城市水庫工程往往在城市供水、防洪、環(huán)境優(yōu)化等方面都有著至關(guān)重要的作用，管理好、利用好、保護(hù)好水庫是城市發(fā)展的迫切需要。

規(guī)劃邊界條件變化下的城市水庫工程防洪方案的選定涉及到永久占地、工程規(guī)模與投資、運(yùn)行管理、城市景觀風(fēng)貌等多個(gè)方面，規(guī)劃方案應(yīng)當(dāng)權(quán)衡土地未來利用價(jià)值、防洪排澇安全及節(jié)約工程投資之間的關(guān)系，綜合考慮比選確定。