东苕溪中上游防洪治理新思路探讨

陈竽舟，黄宇峰，朱晓莹

(浙江省水利水电勘测设计院, 浙江 杭州 310002)

东苕溪防洪工程的建设和运行调度，关系着杭州市主城区和杭嘉湖东部平原的安全，历来受到多方关注。东苕溪水系历经几十年防洪治理，尤其是近年来上游水库除险加固、右岸西险大塘及导流东大堤加高加固、中游滞洪区综合整治、中上游河道局部疏浚和退堤、下游河道拓浚等工程的建成运行，干流防洪能力得到较大提升。但受限于特殊的地形地貌、多变的气候环境、不利的边界条件、有限的调控手段等因素，东苕溪中上游洪水仍是杭州市及东部平原的心腹之患。本文从分析东苕溪防洪能力现状着手，对今后东苕溪中上游的防洪治理作了梳理与研究，为进一步完善流域防洪体系提供新思路。

1 区域基本概况

苕溪水系是浙江省八大水系之一，位于浙江省北部，杭嘉湖平原西侧，属太湖流域。东苕溪是苕溪水系的两大源流之一，是典型的山溪性河道，域内地势南高北低，上游为构造——剥蚀低山丘陵区，山峰海拔一般在500 m以上，山势相对峻峭，面积占比约88%，中下游为剥蚀——堆积丘陵平原区，地形平坦，地面高程0.2～4.2 m，面积占比约12%[1]。

东苕溪主流南苕溪发源于天目山脉南麓的水竹坞，经溪口、桥东、临安城区入青山水库，出水库东流至余杭街道，以下称东苕溪，向北流至何家陡门有中苕溪汇入，至瓶窑有北苕溪汇入，至德清乾元接导流港，以下有余英溪、阜溪、埭溪等汇入，流经湖州城西大桥纳西苕溪分支龙溪港，在白雀塘桥与西苕溪主流旄儿港汇合，由小梅港、长兜港注入太湖。

东苕溪在白雀塘桥以上河长151 km，集水面积2 265 km2，全河平均比降5.1‰，其中临安至余杭河道比降为1‰；余杭至德清河道比降约为0.1‰；德清至湖州河道比降小于0.01‰。中上游区域基本位于杭州市境内，涉及余杭、临安两区，集水面积约1 433 km2。

2 东苕溪防洪能力现状

2.1 防洪能力现状分析

遵循“上蓄、中滞、下泄”的总体布局，东苕溪防洪现状体系为：上游建有里畈、青山、水涛庄、四岭、对河口、老虎潭6座大中型水库，控制源头洪水，有序错峰下泄；中游自上而下依次布置有上南湖、南湖、永建、潘板、张堰、北湖、澄清7处滞洪区，其中南湖、北湖建有分洪闸，可以控制洪水蓄泄，为正常滞洪区，上南湖、永建、潘板、张堰、澄清需采取破堤方式分洪，其启用水位较南湖、北湖高，为非常滞洪区，通过上述滞洪区的适时启用，削减干流洪峰；下游开辟导流港，导引洪水北泄太湖，控制洪水东侵，减少东部平原排涝压力；干流两岸保护区为抵御洪水侵袭，分别建有相应设防标准的防洪堤。

在现有防洪工程体系基础上，依据现行流域洪水调度方案，采用一维河网非恒定流方法，对东苕溪干流现状防洪能力进行了计算分析。从计算结果看，随着近年来防洪工程建设的持续推进，东苕溪干流整体防洪能力有了明显提升，其中保护右岸杭州市主城区的西险大塘，以及保护杭嘉湖东部平原的导流东大堤防洪能力已达到100年一遇，保护沿线城镇及农田的防洪堤也基本达到了10～20年一遇防洪要求。由于东苕溪中上游洪水量大峰高，上游来水在利用河道下泄的同时，还需要通过左右两岸滞洪区的适时启用，滞蓄部分无法及时下泄的洪水，其中，在遭遇5年一遇洪水时，北湖需开闸滞洪；在遭遇10年一遇以上洪水时，南湖需开闸滞洪，同时北苕溪上的潘板需紧急分洪；在遭遇20～50年一遇洪水时，上南湖、澄清、张堰需视水情紧急分洪；若干流洪水位仍持续上涨，永建也将紧急分洪[2]。

2.2 防洪短板分析

虽然东苕溪防洪能力不断提升，但其中上游的防洪体系仍不尽完善。

(1)源头洪水控制能力仍显不足

东苕溪水系的山区占比高达88%，具备典型山溪性河流的主要特征。东苕溪主流南苕溪在通济桥以上的集水面积约720 km2，已建青山水库控制了约83%的集水区，对上游来水起到了有效调控，但受制于库尾临安城区防洪需要，水库对50年一遇及以上频率洪水的拦蓄作用有所减弱。临安城区以上在南苕溪干流建有里畈水库，控制集水面积83 km2，占临安以上集水区的28%，每平方公里的防洪库容仅2.7 万m3，现状拦蓄能力十分有限。除主流南苕溪外，东苕溪中上游在余杭境内有中、北苕溪两条主要支流汇入，集水面积分别为254 km2、325 km2，两溪上游建有水涛庄、四岭两座拦蓄工程，但控制集水面积均只占22%左右，且每平方公里的防洪库容只有6.1 万m3和4.5 万m3。中、北苕溪洪水的汇入，使干流瓶窑段并不宽裕的河道过流更是相形见绌，是目前东苕溪防洪压力最大的河段。综上所述，东苕溪中上游虽已建有多座拦洪工程，但总体来看，源头洪水的控制能力仍显不足。

(2)西险大塘尚未达到设防标准

为保护杭州市及杭嘉湖东部平原防洪安全，东苕溪干流右岸自余杭石门桥至德清大闸筑有西险大塘。西险大塘始建于东汉，经历代陆续修筑连接而成，建国后又组织实施过三次加固工程，最近一次加固工程于2001年完工。西险大塘的修筑过程，使其沿线堤身填土组成非常复杂，在堤防渗流、沉降、稳定等方面存在一定隐患。为确保西险大塘的安全运行，流域防洪规划在其对岸布设了五处非常滞洪区，在遭遇特大洪水时，通过紧急分洪来满足“有条件”的100年一遇防洪能力。随着杭州市经济的快速发展，其主城区2017年的常住人口达到了437万人，至2035年规划常住人口将达到705万人，当量人口规模约1 552万人，依据《防洪标准》(GB 50201—2014)，杭州市主城区的防洪标准应达到200年一遇或以上。[3]因此，西险大塘现有防洪能力已无法满足杭州城市发展需要。

(3)洪水调控手段单一

现状情况下，东苕溪中上游主要依靠蓄、泄、滞实现对洪水的整体调控，多年来的防洪治理使各项措施的调控能力有了显著提升，但也存在一定局限。河道整治工程的逐年推进，打通了多处行洪瓶颈，但受城镇发展制约，部分河段的过流能力仍未达到流域防洪规划要求；南、北湖滞洪区的综合整治，提升和完善了分滞洪功能，但启用几率相对较低的永建等非常滞洪区内，仍分布着各类社会经济要素，一定程度上限制了遭遇特大洪水时的调度决策，也面临着较大的淹没风险；中上游洪水的唯一排泄通道为东苕溪干流，百年一遇接近5.5 亿m3(3日)的洪量大部分要通过东苕溪、太湖、太浦河、黄浦江，由吴淞口入海，总排水路径长达284 km，且沿线受制因素众多。因此，总体来看现阶段东苕溪中上游的洪水调控手段仍显单一，防洪体系有待进一步完善。

3 防洪治理思路

东苕溪中上游防洪治理核心任务是确保杭州市主城区的防洪安全，并以此为带动，提升全流域的防洪能力。本文以目前的防洪短板为切入点，在遵循统筹规划、系统治理，保障重点、协调发展的基础上，通过优化布局、多措并举，来实现对流域洪水的科学管控，进而提升流域整体防洪减灾能力，具体来说有以下四方面治理思路。[4-5]东苕溪中上游防洪治理思路示意图(见图1)。

图1 东苕溪中上游防洪治理思路示意图

3.1 扩上蓄

(1)对现有水库的扩容

东苕溪目前有6座大中型水库，4座位于中上游。其中，南苕溪上游的里畈水库坝址集水面积83 km2，多年平均径流量8 020万m3，水库目前正常库容1 646 万m3，防洪库容789 万m3，库容系数仅0.18。水库下游的临安城区目前防洪能力尚未达标，水资源保障程度也有欠缺，因此对扩容有着强烈需求。加之水库所在区块的地质构造较好，政策处理问题较少，其扩容条件十分理想。此外，东苕溪流域暴雨中心位于里畈水库库区，水库防洪库容扩增亦可对流域防洪创造有力条件。

(2)挖潜现有水库的防洪能力

青山水库位于里畈水库下游，防洪库容1.25亿m3。水库基于库区内临安城防及下游各保护对象需求，设有多级控泄方式。随着下游河道整治工程的陆续完成，东苕溪干流的设计过流能力已达到600～800 m3/s，而受制于水库现有泄洪建筑物能力，在涨水前期(汛限水位起涨2 m区间)的泄量仅有100～500 m3/s。因此，通过对泄流设施的改扩建，可等同于洪峰期增加了520～760 万m3的有效防洪库容，进一步提升了水库削峰能力。此外，中苕溪上游的水涛庄水库和北苕溪上游的四岭水库亦可通过汛限水位动态控制的方式，结合气象预报及洪水预报，适时预降起调水位，挖掘水库防洪潜力。[6]

(3)积极探索新建水库的可能性

针对中、北苕溪源头洪水控制能力较弱问题，可结合区域发展规划，探索寻求适宜的库址。从地形条件看，中苕溪上游的高山头，北苕溪上游的芝坞里，仍有建库条件，控制集水面积及库容也较为客观。可将其列入远期储备类项目，并对坝址及库区做好一定的管控，为今后流域防洪能力的提升预留空间。

3.2 固大堤

西险大塘的历史遗留问题一直是杭州城市防洪的心腹之患，而确保大堤不倒也是东苕溪防洪的终极目标。解决该问题可分两步走。(1)在现阶段继续保留左岸非常滞洪区，维持现行洪水调度方案。在此基础上，考虑到非常滞洪区紧急分洪可能存在的隐患，可利用西险大塘沿线5座节制闸，实现在紧急情况下的应急分洪，从而削弱干流与保护区内的水位差，确保大堤不发生溃决。(2)积极组织西险大塘达标加固工程的前期论证工作，尽快制定实施计划，采用堤身防渗培厚、堤顶加宽加高等方式，使其达到200年一遇或以上的防洪标准，真正实现固若金汤的杭州西线防洪。

3.3 优中滞

东苕溪设有南、北湖2处正常滞洪区，均建有分洪闸，启用水位分别为8.4 m(余杭站)、6.5 m(瓶窑站)，滞洪能力分别有2 413 万m3、2 050 万m3。随着近年来河道整治工程不断推进，干流行洪能力提升明显。因此在洪水前期可尽量利用河道排泄，延迟滞洪区的启用，使有限的滞洪容积用于刀刃上。数模计算分析结果同样也佐证了该结论，通过适当抬高滞洪区的分洪水位，在大洪水演进过程中，能更好削减洪峰，降低干流洪水位。

除南、北湖外，为确保西险大塘的安全运行，流域内还布设了五处非常滞洪区，在紧急情况下通过人工溃堤的方式实现削峰滞洪[7]。非常滞洪区应对的洪水相对稀缺，因此启用几率也较低。而随着社会经济快速发展，这些非常滞洪区内部的社会经济要素逐年集聚，致使现行分洪方式已较难付诸于实施。因此，在西险大塘尚未完成达标加固前，非常滞洪区的保留仍十分必要，但也应作合理的优化调整。首先，应明确各非常滞洪区的启用次序及启用方式，综合考虑所处位置、滞洪容积、淹没损失等因素，南苕溪侧应先启用上南湖，后启用永建；中、北苕溪侧应先启用潘板，后启用澄清及张堰。启用方式建议结合自身条件，逐步由目前的人工溃堤向分洪闸转变，从而实现有序、可控的分洪。其次，类似永建等滞洪面积较大、内部情况复杂的，建议结合自身条件，进行合理划分、分级启用，从而更好的发挥滞洪效益，并减少淹没损失[8]。最后，应加快完善各项非工程措施，包括制定紧急分洪人员撤离方案，建立信息监控系统，增强通信预警能力，完善灾后补偿机制，探索洪水保险方式等。

3.4 增外排

东苕溪中上游与钱塘江的直线距离不到30 km，且在控制雨型上存在差异，因此，可探索研究东苕溪洪水南排钱塘江的可能性，根据分洪位置有以下3个方案。

方案1 青山水库直排钱塘江通道

青山水库汛限水位23.16 m，钱塘江富阳站多年平均最高潮位为7.82 m，通过开挖一条30 km分洪隧洞，即可实现青山水库直排钱塘江，从而增加青山水库的蓄泄能力，为水库下游防洪创造更为有利的条件。同时，分洪隧洞亦可借鉴吉隆坡SMART隧洞的分层设计，实现洪时可排，旱时可引，平时通车的功能，发挥其综合利用效益。

方案2 南湖滞洪区排钱塘江通道

杭州市目前正在组织开展扩大杭嘉湖南排后续西部通道工程前期论证工作，该工程自杭州城西五常港起，开挖11 km排涝隧洞至钱塘江九溪一带，并在出口处新建1座强排泵站。本方案可结合该工程，自起点五常港起，向西继续延伸分洪隧洞至南湖滞洪区，长度约12 km，同时扩建南湖分洪闸，以南湖滞洪区作为调蓄前池，形成东苕溪中上游洪水向钱塘江的分洪。同时，延伸的隧洞在小洪水时还可以兼顾杭州城西片的排涝，进一步缓减杭州城西排涝问题，释放工程排涝范围及效益。

方案3 东苕溪干流排钱塘江通道

杭州市目前正在谋划新一轮的城市防洪规划，基于目前城市防洪格局，拟在北面构筑防洪闭合圈(简称“北控线”)，从而形成有效的城防包围系统。本方案可结合杭州城市防洪包围圈，通过扩建上牵埠闸[9]，节制北控线沿线河道，形成一条由东苕溪干流上牵埠闸起，经东塘港、京杭古运河、京杭运河二通道，至钱塘江的排水通道，在东苕溪中上游防汛形势严峻时，实现应急分洪，保障西险大塘安全运行。

4 结语

东苕溪中上游来水集中，洪水暴涨暴落，是流域防洪的重中之重。多年来，在全社会的共同努力下，防洪治理工作开展顺利，取得了较为显著的效益，但随着区域社会经济的进一步发展，也出现了一些新的问题。水利规划工作应结合新时期发展需求及治水思路，积极调整优化布局，做好以下五方面的探索研究工作：(1)进一步加强源头洪水的控制能力；(2)加快两岸防洪堤的达标建设；(3)优化滞洪区布局及调度方案；(4)适时探索新辟外排通道的可能性；(5)在防洪体系进一步完善的同时，开展工程联合调度研究，最大程度的发挥各项工程效益，为区域经济发展保驾护航。