福州地区大学新校区防洪排涝体系综合运用分析

陆 青

（福建省水利规划设计院，350001，福州）

一、区域概况

福州地区大学新校区规划总面积约60 km2，人口规模40万人，其中师生20万人，属中等城市。目前福州大学、福建师范大学、福建医科大学、福建中医学院、闽江学院、福州技术学院等已进驻。

该区域外洪主要来自闽江，内洪主要来自溪源溪，溪源溪流域面积约208 km2，是福建省暴雨中心区。台风、暴雨期间，溪源溪易发生大洪水，但此时闽江水位较低，内涝多可闸排；梅雨期溪源溪洪水较小，闽江洪水位较高，内涝需由泵站抽排。

闽江下游河道受径流和潮流两个方面的影响，一般马尾以上受径流控制，马尾以下受潮汐控制，闽清梅溪口以下为感潮区。闽江洪水主要有梅雨型和台风雨型两种，梅雨型洪水一般出现在4～7月上旬（梅雨期），台风雨型洪水多出现在7月中旬～10月（台风雨期）。

溪源溪为山区性河流，溪源水库坝址以上流域山脉险峻，河道坡降陡，洪水暴涨暴落，洪水一般为单峰，洪水历时1～2天。

2000年以前该区域为农地，防洪排涝设施薄弱，抵御闽江洪水的新洲防洪堤防洪标准为50年一遇，溪源溪水流基本只有一条通道——溪源江，全流域洪水完全由总净宽34.2 m的葛岐九孔闸排入南港，农田几乎年年受淹，2003年增设了抽排流量55 m3/s的葛岐排涝泵站强排区内涝水，涝灾状况有所减轻，2005年10月的“龙王”台风、2007年8月的“圣帕”台风均给该区域造成严重影响。

二、防洪排涝体系概况

为保障科教强省战略决策的顺利实施，省委、省政府高度重视福州地区大学新校区防洪治涝体系建设，规划总投资约15亿元，根据该区域所处流域的地形地貌和水文特性，采取蓄、泄、排、挡等工程措施，做到高水高排，低水低排。防洪排涝体系由“一堤一库二洞，三河三站四闸”组成,此外拟开挖的旗山湖除了作为景观湖外还可用于新校区防洪排涝。整个工程体系可分为四个子系统：

①防御闽江洪水子系统。“一堤”即闽江防洪堤，将大学新校区防御闽江洪水的标准从50年一遇提高到100年一遇。

②溪源子系统。“一库二洞”分别由溪源水库、溪源泄洪洞和大清坑引洪洞（以下简称“二洞”）组成，将溪源水库和大清坑坝址以上流域面积104 km2的50年一遇以下（含50年一遇）山洪就近排入闽江，实现高水高排。

③侯官子系统。“一站一河二闸”分别由侯官排涝站、邱阳河、侯官水闸和榕桥节制闸等组成，排除溪源溪榕桥水闸以上（大清坑、溪源水库坝址～榕桥水闸）区间42.19 km2和邱阳河榕桥水闸～侯官水闸区间8.5 km2的涝水，排涝标准为10年一遇。

④葛岐子系统。“二站二河二闸”分别由厚庭排涝站和葛岐排涝站，轮船港和溪源江，葛岐水闸和厚庭水闸等组成，排除溪源溪榕桥水闸下至葛岐水闸区间53.7km2涝水，排涝标准为10年一遇。

旗山湖连接溪源江和轮船港河道，水域面积约30hm2，其功能以城市景观为主，兼顾防洪排涝。为了加快内涝水外排，旗山湖中设置了分洪道，将溪源江涝水分流至轮船港，旗山湖分洪道从溪源江至轮船港长度1200 m，底高程 3.10～2.78 m，宽度大于55m。

三、防洪排涝体系综合运用

目前除“二洞”外，其余工程均已完成前期设计工作并在实施中，各工程陆续竣工投入运行。

1.防洪排涝运用

（1）溪源子系统的运行方式

溪源水库控制流域面积83.57km2，防洪高水位104.6m，正常蓄水位97.0 m，主汛期汛限水位85.2m，后汛期汛限水位88 m。总库容2 428万m3，防洪库容1323万m3。溪源水库防洪库容大，洪峰来临时，水库水位多处于防洪高水位以下，可以根据洪水预报信息，提前加大泄量。

溪源水库分以下两种情况进行调度：

①“二洞”实施后

当库水位低于或等于102.6 m时，由溪源泄流洞泄洪。

当库水位高于102.6 m时，a.入库最大流量小于等于1970m3/s（P=1%），库水位不大于104.1m，由溪源泄洪洞泄洪；库水位大于104.1 m，由溪源放水洞和溪源泄流洞下泄。b.若入库最大流量大于1970 m3/s（P=1%）或库水位超过105.6m，溪源水库所有泄洪洞和闸门敞开泄洪。

②“二洞”实施前

由于“二洞”安排在远期实施，近期溪源水库和大清坑坝址以上流域面积104 km2的山洪将进入下游大学新校区，为了减轻下游防洪压力，溪源水库的调度在保证大坝自身安全的前提下，应根据下游水文情势和排涝设施的运行情况采取错峰调度，同时降低水库汛限水位，增加防洪库容，将次汛期汛限水位降低至同主汛期一致。

若库水位低于防洪高水位104.6m，且入库最大流量小于1 970 m3/s，控制水库下泄流量，尽量使榕桥处水位不高于7.4m。若库水位高于防洪高水位104.6 m，且入库最大流量大于1 970 m3/s，或库水位超过 104.6 m，以保坝安全进行调度，水库泄流洞和闸门敞开泄洪。

（2）侯官子系统运行方式

①榕桥节制闸

榕桥节制闸地处三个子系统的交界口，可控制溪源溪进入大学新校区的水量。其闸下水位受葛岐子系统区间来水及其排涝设施运行的影响，当闸上水位不高于闸下水位时，闸关闭，此时上游不分流至溪源江；当闸上水位高于闸下水位时，闸开启,控制下泄部分流量入溪源江。

当侯官水闸外（指闽江,下同）水位不高于6.1 m时，关闭榕桥水闸，使溪源溪中上游洪水完全由侯官水闸自排入外江；当侯官水闸外水位高于6.1 m，侯官水闸泵站联合运行，当下游新校区来水不超过设计洪水时（以榕桥闸下水位不高于7.0 m为控制），分流部分流量至溪源江；当下游新校区来水超过设计洪水时，榕桥闸关闭,尽量不分流至溪源江。

②侯官闸站

当侯官闸内水位不高于外水位时，闸关闭；当侯官闸内水位高于外水位时，闸开启泄水。在排涝过程中，根据外江水位涨落情况控制闸内水位,最低至闸底高程。

梅雨期，闽江持续高水位时间较长，侯官泵站设计内涝水位为6.3 m。当溪源溪发生洪水且侯官水闸外水位高于内水位时，启用侯官排涝站抽排，侯官泵站的起排水位为4m。

台风雨期，外水位均较低，多年平均水位为6.1m，一般情况邱阳河洪水可由侯官水闸自排入闽江。

③邱阳河

邱阳河不仅是排水通道，还可为侯官片区蓄涝。当预报有较大暴雨时，提前开启侯官闸泵排水，“腾河蓄涝”将邱阳河出口处水位降至汛期限制水位4.0 m以下。邱阳河汛限水位至设计水位之间具有55万m3的调蓄库容。

通过本系统排涝工程联合运行后，邱阳河从侯官水闸～榕桥水闸的设计洪水位为6.3～7.34 m，满足邱阳河榕桥以下的竖向标高要求；此外，邱阳河两岸地势较高，可作为新校区高水高排的应急通道。

（3）葛岐子系统运行方式

①葛岐闸站

当葛岐闸闸内水位不高于外水位时，闸关闭；当内水位高于外水位时，闸开启泄水。在排涝过程中根据外江水位涨落情况，闸内水位最低可降至闸底高程。

葛岐泵站设计内涝水位为5.41 m。当溪源江发生洪水且葛岐水闸闸外水位高于内水位时，启用葛岐排涝站抽排，葛岐泵站的起排水位为3.5m。

②厚庭闸站

厚庭闸站运行方式同葛岐闸站。厚庭闸站设计内涝水位为5.7m。

③溪源江、轮船港、旗山湖

溪源江、轮船港不仅是排水通道，还为葛岐片区蓄涝。当预报有较大暴雨时，提前开启葛岐、厚庭闸泵排水，将溪源江、轮船港出口处内水位降至汛限水位3.5 m以下，溪源江、轮船港和旗山湖水域从汛限水位至设计水位之间约有330万m3的调蓄库容可供“腾河蓄涝”。

通过本系统排涝工程联合运行后，溪源江从葛岐水闸～榕桥水闸的设计涝水位为5.41～7.26 m，轮船港从厚庭水闸～岐头（溪源江蔗洲分流口）设计涝水位为5.70～6.18m。满足河流沿线的竖向标高要求。

2.生态景观运用

新校区防洪排涝体系的建成，使其内河不仅可排水、蓄洪,而且兼具生态、景观等多重功能,提升新校区品位。通过防洪排涝体系的调度运用,不仅使区内内河水体相互连通，而且可利用闽江的潮涨潮落,使内河水体得以充分流动并交换，从而大大改善内河水质。

葛岐子系统内河生态景观水位控制在4.0～5.0 m，侯官子系统生态景观水位控制在4.5～6.0m。当溪源江来水较多时，内河生态景观水源主要为溪源江；当溪源江来水较少时，内河生态景观水源主要为闽江。具体运行如下：

（1）生态景观水源为溪源江时

丰水期（4～9月），旗山湖平均流量约9.55m3/s，若新校区水域水位从3 m起补水，通过补水后若使水位达5 m，须补水量为412万m3，蓄水时段约需5日；若使水位达4m，须补水量为268万m3，蓄水时段约需3.25日。可根据需要利用上游溪源水库放水补充。

（2）生态景观水源为闽江时

新校区地处闽江下游感潮河段，可利用感潮河流的水动力特性进行水资源调度，将闽江水引入内河，增加内河水量，美化水景观，提高内河水环境承载能力。

闽江侯官处水位高于厚庭、葛岐。闽江中枯水时，侯官至葛岐的潮水位见表1。

①闽江非枯水期时

由表1可知，闽江非枯水期时，水位较高，可利用侯官水闸纳潮，控制邱阳河水位不超过6.0m，通过榕桥水闸控制以保持邱阳河较高的水位，使榕桥至葛岐形成一定的水力坡度，然后由榕桥水闸放水入下游河道，再由厚庭和葛岐水闸排入闽江，区内内河水体流向自上而下，与闽江水流方向一致，有利于内河水环境。

经分析，闽江中水小潮时利用侯官水闸纳引闽江水，邱阳河纳潮初始水位为4.0 m，一个潮周期可引水量359万m3，新校区内河水位可达4.9m。

②闽江枯水期时

从表1可以看出，闽江枯水时期，闽江潮水位较低，潮差较大，新校区闽江沿岸水闸均须进行纳潮。水闸纳潮运行如下：

当外水位高于内水位时开闸纳潮，否则关闸，使水位满足景观要求。

表1 闽江中枯水时潮水位

控制侯官水闸内水位不低于4.0 m，当外水位低于4.0 m时关闸；控制厚庭水闸和葛岐水闸内水位不低于3.0m，当外水位低于3.0m时关闸。

经分析，当枯水小潮时，邱阳河利用侯官水闸纳引闽江水，纳潮初始水位为4.0m，纳潮后其水位将达4.5 m；轮船港、溪源江和旗山湖利用厚庭水闸和葛岐水闸纳引闽江水，轮船港和溪源江纳潮初始水位为3.0 m，纳潮后轮船港、溪源江和旗山湖水位将达4.0m。

由于闽江枯水小潮时水量少、闽江侯官～葛岐河段的高潮水位为4.59～4.02m，水位较低，不利于内河纳潮，同时考虑近年闽江河床下切，水位下降等因素，该水位的保证率约90%，通过新校区水闸的运行，可保证邱阳河内河水位为4.5m，葛岐片内河水位为4.0m，满足生态景观水位要求。

四、结论及建议

福州地区大学新校区建立了比较完善的防洪排涝工程体系，通过综合运用，不仅能保证防洪排涝安全，而且可改善水环境，美化水景观，提升城市品质。为了新校区防洪排涝系统更加科学合理的运用，建议如下：

①尽快建设溪源溪流域水情测报系统，监测设备重点分布于溪源水库、排涝水闸、内河汊口等关键控制点。

②建立新校区城市洪涝与溪源溪流域汛情风险预警评估系统。成立溪源溪流域水利管理机构，负责流域内的水利设施统一运行管理。

③新校区地处闽江感潮河道，流域内拥有水库、水闸、泵站等水流控制工程较多，内河水系纵横交错，流态复杂，内河及湖泊属宽浅型，水流缓慢，容易淤积，应建立水动力模型和水质模型，通过模型优化工程体系调度。