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汾阳市城市防洪规划布局分析

2014-02-28成丽婷

水科学与工程技术 2014年3期
关键词:汾阳市滞洪区洪峰流量

成丽婷

(山西省水利水电勘测设计研究院,太原 030024)

汾阳市城市防洪规划布局分析

成丽婷

(山西省水利水电勘测设计研究院,太原 030024)

介绍汾阳市概况,分析现状防洪能力,指出了现状防洪存在的问题,提出通过治理河道堤防岸线、布设蓄滞洪区、修建闸坝、对水库进行除险加固的城市防洪布局思路。

城市防洪;滞洪区;规划

1 概况

汾阳市隶属于山西省吕梁市,位于山西省腹地偏西,吕梁山东麓,太原盆地西缘。东顺磁窑河流向与平遥县、介休市接壤,南逾虢义河、昔页颉岭与孝义市交界,西依吕梁山脉与中阳县、离石区相连,北沿石桦崖、墙板山、龙洞梁走向与文水县相邻,全市总面积1178km2。

汾阳市境内主要河流有文峪河、头道川河、东老河、安上河、小相河、寺头河、峪道河、向阳河、禹门河、董寺河、阳城河和虢义河。其中文峪河是汾河的一级支流,自东北向西南流经汾阳;头道川河、阳城河和虢义河是文峪河的一级支流;东老河为文峪河故道,在汾阳市境内先后接纳安上河、小相河、寺头河后入文峪河,现状河槽基本不复存在,自安上河汇入口以下被改造为除害渠;峪道河、向阳河、禹门河及董寺河汇集为三汇河之后汇入文峪河。

2 规划范围及标准

2.1 规划范围

涉及汾阳市区主要9条河流,自北向南分别是东老河及其支流安上河、小相河、寺头河,禹门河及其支流峪道河、向阳河、董寺河、阳城河、虢义河,总规划面积923.5km2。

2.2 规划标准

汾阳市2011年城镇人口15.9万人,属一般城镇,属IV等防洪标准,防洪标准[1]50~20年。汾阳市非城镇人口26.0万人,属III等防洪标准,防洪标准30~20年。

本次在规划中根据《山西省防洪规划报告》,结合城镇总体规划建城区建设标准,汾阳市防洪按50年一遇要求设防,规划区内非建城区仍按20年一遇洪水设防,此外由于杏花地区有较为重要的中汾酒业,因此该处设防标准亦采用50年一遇。

根据“《山西省防洪规划报告》(1999年11月)”规划成果,汾阳市董寺河规划防洪标准为50年一遇。

3 现状防洪能力

3.1 提防工程

汾阳市现建有堤防工程包括:安上河部分建有石堤,一般堤高3m,警戒流量120m3/s;小相河部分建有小段土堤,一般堤高3.5m,警戒流量50m3/s;峪道河部分建有土、石堤约1.5km,一般堤高1.8m,警戒流量80km3/s;禹门河城区段已治理河道长度为1.9km,下游入建有土堤3km,一般堤高3m,警戒流量150km3/s。其余河道堤防均为沿河土堤,并未进行治理。

3.2 水库

汾阳市现有水库3座,均为小型水库,分别是禹门河流域的安家庄水库,向阳河流域的禇家沟水库及虢义河流域的南马庄水库。安家庄水库和褚家沟水库已完成了除险加固,分别达到了200年和300年的校核洪水标准,提高了防洪能力。

4 洪水

4.1 山区支流洪水计算

汾阳市防洪规划涉及的河流为汾阳市西9条河流,其中向阳河上建有褚家沟水库,禹门河上建有安家庄水库,虢义河上建有南马庄水库和新规划的北榆苑水库。向阳河和虢义河的设计洪水由上游水库的下泄与区间洪水组合[3]而得,禹门河上的安家庄水库控制流域面积仅占禹门河流域面积的14%,且泥沙淤积严重,不考虑水库的调节作用。设计洪水计算结果如表1,各条河流的设计洪水均大于现状防洪能力。

表1 山区支流洪水计算结果

4.2 滞洪区洪水计算

由表1可知,受到文峪河干流最大泄量150m3/s的限制,汾阳市将洪水直接排除存在困难。拟定布设4个滞洪区,分别为杏花滞洪区,接纳安上河、小相河和林业沟洪水;罗城滞洪区,接纳寺头河洪水;潴城滞洪区,接纳峪道河、向阳河、禹门河干流和董寺河洪水;节义滞洪区,接纳阳城河和虢义河洪水。

杏花滞洪区和潴城滞洪区以上分别包括10km2和20km2的城区。经计算,杏花滞洪区以上城区20年一遇24h洪量为42万m3,50年一遇24h洪量为57万m3;潴城滞洪区以上城区20年一遇24h洪量为82万m3,50年一遇24h洪量为111万m3。

滞洪区的设计洪水为山区支流的设计洪水和滞洪区以上城区设计洪水之和,计算结果如表2。

表2 滞洪区设计洪水成果

4.3 洪水合理性分析

根据《山西省历史洪水调查成果》[4],汾阳市在多个断面上有过洪水调查,采用历史调查洪水对本次设计洪水的进行合理性分析。

安上河,历史调查洪水控制流域面积18.9km2,1988年洪峰流量121m3/s,重现约为25年一遇;本次计算控制流域面积28.5km2,20年一遇洪水的洪峰流量为160m3/s。

寺头河流域的汾阳市水泥厂上游200m处断面于1988年发生洪水,控制流域面积15.0km2,洪水重现约为25年一遇,洪峰流量为193m3/s;本次计算的寺头河控制流域面积45.2km2,洪峰流量20年一遇的洪水为243m3/s。

向阳河流域的褚家沟水库以上断面于1988年发生洪水,控制流域面积43km2,重现约为25年一遇,洪峰流量为26.2m3/s;本次计算的褚家沟水库以上控制流域面积50.6km2,洪峰流量20年一遇的洪水为48m3/s。

禹门河流域的汾阳市富民桥上游约300m处断面于1988年发生洪水,控制流域面积68.3km2,重现期25年一遇,洪峰流量272m3/s;本次计算的禹门河控制流域面积93.1km2,洪峰流量20年一遇的洪水为388m3/s。

虢义河流域的汾阳市三泉镇张多村西北处断面于1988年发生洪水,控制流域面积274km2,重现期25年一遇,洪峰流量456m3/s;本次计算的禹门河控制流域面积319km2,洪峰流量20年一遇的洪水为427m3/s。

从控制流域面积、洪峰流量数值和重现期来看,本次设计洪水与历史调查洪水成果相近,故本次设计洪水是合理的。

5 防洪工程布局

5.1 防洪方案设置

汾阳市防洪规划首先考虑在边山河流上游建库蓄洪,其次是考虑将河道洪水直接排入文峪河,最后是在河流出山后合适的位置划定滞洪区。

目前汾阳市现有水库淤积严重,调节库容萎缩,基本失去了蓄洪能力,不能承担蓄洪任务。此外各河流上游未找到合适蓄洪坝址,并且即使上游找到蓄洪坝址,水库清淤亦难以解决,汾阳市平原区亦需寻找滞洪区域,故未考虑上游蓄洪。而随着汾阳市区的扩大,汾阳市设防标准提高至50年一遇,洪峰增大,由于受到文峪河干流最大泄量150m3/s的限制,将洪水直接排除亦存在困难。故最终采用划定滞洪区的方式来解决汾阳的防洪问题,在汾阳市发生洪水时首先采用滞洪区缓洪,而后通过文峪河干流泄洪,从而确保汾阳市安全。

本次规划防洪方案设置:①对汾阳市境内主要河流进行河道整治,使河道达到50年一遇设计洪水标准;②在汾阳市东部设置4个滞洪区,并考虑滞洪区在最不利条件下,完全容纳汾阳市50年一遇洪量,确保汾阳市防洪安全;③在最不利情况下,将汾阳市杏花地区安上河、小相河及周边洪水导入杏花滞洪区,将寺头河及周边支沟洪水导入罗城滞洪区,将禹门河及董寺河洪水导入潴城滞洪区,将阳城河及虢义河洪水导入节义滞洪区;④洪水进入滞洪区后,杏花滞洪区和罗城滞洪区区域内洪水由除害渠下泄至文峪河,潴城滞洪区内洪水由三汇河段汇入文峪河,节义滞洪区内洪水仍然由阳城河及虢义河泄入文峪河。

设计最不利条件是汾阳市发生50年一遇洪水时,文峪河主河道亦处于满槽行洪状态,此时汾阳市洪水不能泄入文峪河主河道,为避免文峪河洪水行洪时顶托支流洪水,故本次设计在三汇河、除害渠、阳城河、虢义河汇入文峪河处增设防洪闸[5]。

5.2 河道堤防岸线规划

将汾阳市分为3部分进行防洪治理:①汾阳市区,市区周边共涉及4条河流,分别是峪道河、向阳河、禹门河及董寺河,本次规划拟定将此4条河流河道进行整治,使其行洪能力达到50年一遇设计标准,并通过三汇河与文峪河连通;②汾阳市北部杏花镇附近3条河流,分别是寺头河、小相河和安上河,3条河流中小相河和安上河全部汇入除害渠,寺头河尚未汇入,拟定将寺头河与除害渠连通,当汾阳市发生50年一遇洪水时,寺头河洪水可沿河道泄走;③阳城河及虢义河区域,将阳城河及虢义河进行河道治理,并使其行洪能力达到20年一遇设计标准。

5.3 蓄滞洪区规划

沿文峪河干流右岸自上游向下游拟定设置4个滞洪区:

北部规划杏花滞洪区,蓄滞除害渠超量洪水(包括安上河、小相河及边山沟渠洪水),有效蓄滞库容273万m3。

汾阳市建成区东北方位小罗城村、罗城村东部规划罗城蓄滞洪区,蓄滞寺头河及附近边山沟渠超量洪水,有效蓄滞库容156万m3。

汾阳市建成区西南方向潴城村三汇河规划潴城村滞洪区,蓄滞三汇河上游禹门河、董寺河超量洪水,有效滞洪库容1070万m3。

虢义河下游节义村附近规划节义滞洪区,蓄滞虢义河及周边沟渠超量洪水,有效滞洪库容1292万m3。

5.4 闸坝规划

汾阳市河流入文峪河共4处:除害渠入文峪河汇入口、三汇河入文峪河汇入口、阳城河入文峪河汇入口、虢义河入文峪河汇入口。现状条件下虢义河入汾河口已修建节制闸,其余3个入河口尚未修建节制闸,拟定在除害渠、三汇河及阳城河入文峪河口兴建节制闸,节制闸只需与文峪河堤防等高,限制文峪河水量倒灌即可。并在禹门河及董寺河交汇处,分别设置节制闸,防止其中一条河发生洪水时,倒灌另一条河。

5.5 水库规划

汾阳市现有的3座小型水库中褚家沟水库和安家庄水库均已完成除险加固,需对南马庄水库进行除险加固,提高其防洪能力。

6 结语

随着城市的发展,汾阳市防洪标准提高到50年一遇,现有的城市防洪布局无法抵御设计洪水,本文提出治理河道堤防岸线、布设蓄滞洪区、修建闸坝、对水库进行除险加固的城市防洪布局,可以解决汾阳市的城市防洪问题。

[1]GB50201—94,防洪标准[S].

[2]李英明,潘俊峰.山西河流[M].北京:科学出版社,2004.

[3]梁忠民,钟平安,华家鹏.水文水利计算[M].北京:中国水利水电出版社,2006.

[4]山西省水利厅.山西省历史洪水调查成果·第五分册汾河水系[M].郑州:黄河水利出版社,2011.

[5]GB/T 50805—2012,城市防洪工程设计规范[S].

Studies on Plan layout of Urban Flood Control in Fenyang

CHENG Li-ting
(Shanxi Hydroelectric Investigation&Design Institute Ministry of Water Resources,Taiyuan 030024,China)

Based on situations of Fengyang,flood control ability is analyzed and then flood control problems are pointed out at present.At last,the thinking of urban flood control layout is put forward that considers synthetically river dike regulation、detention basin layout、gate dam construction and danger control and reinforcement of reservoirs.

urban flood control;detention basin;plan

TV212

B

1672-9900(2014)03-0020-04

2014-03-28

成丽婷(1984-),女(汉族),山西文水人,助理工程师,主要从事水文规划工作,(Tel)18235109558。

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