北溪引水左干渠角美区域内涝成因分析与治理

2020-03-16

湖南水利水电 2020年6期

（福建省九龙江北溪水资源调配中心，福建漳州 363107）

1 左干渠角美段工程概况

左干渠是九龙江北溪引水工程的重要组成部分，向厦门市及漳州角美镇输送工农业及城市用水，全长51.5 km，角美境内15.17 km，1980 年5 月建成通水。随着厦门、角美经济迅速发展，左干渠不能满足日益增长的供水需求，对全线进行了改造，其中角美段分二期实施，一期工程由田边暗涵出口至厦门段交界处，长5.872 km，田边暗涵出口下游1.8 km 长为高边坡段，箱涵布置于原渠道中间，箱涵顶为排洪通道，其余为低边坡段，箱涵布置于原渠道左侧，右侧为排洪通道，2002年12 月改造工程完工。二期工程采用新挖双孔自流隧道自江东取水口至田边暗涵进口处，2012 年11 月完工通水，原左干渠江东进水口至田边暗涵进口段渠道目前承担排洪、灌溉和生态补水等任务。

2 左干渠角美段的内涝问题

据左干渠等水位观测资料，历年主要内涝情况为：1990 年8 月5 日内涝最高水位4.05 m（黄海高程），1991 年6 月15 日内涝水位4.07 m，1993 年6 月9 日内涝水位3.90 m，1994 年8 月5 日内涝水位3.80 m，1995 年8 月4 日内涝水位4.50 m，1996 年8 月2 日内涝水位5.70 m，1997 年5 月5 日内涝水位5.45 m，1997年8 月30 日受14 号台风影响内涝水位5.0 m，2008 年6 月12 日内涝水位5.35 m。历次内涝发生时角美自来水厂均受淹停水、国道324 线角美镇区段均中断通行。

1996 年8 月的洪灾，是左干渠建成后内涝最严重的一次。受8 号台风的影响，8 月1 日8 时至2 日12时，台风过程雨量307.10 mm，最大24 h 降雨量281 mm。2 日6 时，左干渠水位达3.41 m 后洪水漫出渠岸开始发生内涝，并以平均每小时38.20 cm 的速度上涨，12 时达到峰值5.70 m；8 时洪岱闸下游的排洪港水位超过3.30 m，两侧农田发生内涝，最高内涝水位4.23 m。受左干渠内涝影响，国道中断通车11 小时，角美农贸市场停止营业，角美开发区供水水厂一级泵房受淹停止供水2 天、影响正常供水4 天，角美自来水厂也受淹停止供水2 天。内涝造成角美全区自来水停供、工厂停产、半停产，居民生活、企业生产受到严重影响。

3 内涝成因分析

3.1 气候、地理条件

本地区属南亚热带海洋性季风湿润气候，区域雨量充沛，4—6 月的梅雨及7—9 月的台风雨是造成洪涝灾害的主要原因，由太平洋台风入侵所挟带的暴雨强度大，雨量集中，引起的洪涝灾害更为严重。左干渠北侧良才山最高海拨达485.60 m，东侧文圃山海拔422.20 m，南侧沿江一带海拔标高仅为2.50 m 左右，山地小流域的暴雨，汇流3小时内就到达左干渠。左干渠角美镇区段北侧4 个小流域中，龙屿流域面积最大，但其河床长度仅7.60 km，平均坡降1.70%，其它小流域平均坡降均大于1.44%，详见表1。由于河床短，坡降大、汇流历时短，因此各小流域洪峰在左干渠相遇，内涝水位上升速度快。如1996年8 月2 日7—10 时，降雨量135.10 mm，至12 时，左干渠龙屿闸水位由3.67 m 上升到最高点5.70 m，平均每小时提高40.60 mm。

表1 左干渠角美镇区北侧小流域各项指标

3.2 工程防洪排涝标准低

3.2.1 左干渠

左干渠由西向东横穿角美镇区域，集雨面积69.55 km2，左干渠设有排洪闸7 座，详见表2。左干渠汇流及排洪情况为：江东进水口至吴宅隧洞前汇集的洪水通过普西分水闸、坂美排洪闸排洪，洪水进入低干渠；吴宅隧洞出口至田边暗涵进口前汇集的洪水，由林美排洪闸排洪，洪水进入林美渠；田边暗涵出口后的苍坂、洪岱、龙屿、埔头等小流域的洪水，由洪岱、下仕、角美、社头闸排洪，洪水汇集至排洪港。低干渠、林美渠、排洪港汇集的洪水由角美镇沿江的排涝闸排至九龙江北溪北港，左干渠排洪能力受角美镇管辖的低干渠、林美渠、排洪港及沿江排涝闸等水利工程的排涝能力制约。

表2 左干渠排洪闸整治前后尺寸、孔数

左干渠原断面型式为土渠，渠底宽6.30 m，水深3 m，边坡坡度1∶2，渠底纵坡1∶20 000，渠道易产生淤积。左干渠排洪闸下游的排洪港、林美渠等排洪渠道，20 世纪90 年代因自然淤积严重，造成排洪不畅，影响排洪；1992年角美镇在修建侨兴路时拆除角美排洪闸，改用浆砌石堰挡水。自然和人为因素造成左干渠排洪能力下降。

3.2.2 角美区域防洪排涝工程

角美水系如图1 示，角美镇区涝片上游有5 座水库，其中苍板溪上游3 座分别为大坑水库、狮岩水库、天成水库，龙屿港上游2 座分别为鬼仔坑水库、水磨水库，总集水面积7.16 km2，总库容445 万m3，正常库容330.50 万m3，限蓄库容232.70 万m3。镇区涝片主要排洪通道为排洪港，长度5 880 m，宽度35～40 m，北面承接北引左干渠洪水，往南通过壶屿港水闸排入九龙江，东接社头港、侨兴港、下仕港洪水，西连后坂溪，两侧港汊密布，形成河网。低干渠为江东涝片排洪主通道，宽度8～16 m，偏窄；林美渠为吴宅涝片区排洪主通道，宽度8～12 m，偏窄。当发生10 年一遇洪水时，主要排洪渠道控制断面水位均会漫过渠顶，发生内涝。江堤上原有壶屿等12 座排涝闸，总净宽57.60 m。

图1 角美水系图

存在的主要问题：单个水库控制流域面积小，库容不大，水库防洪调度难度大；部分渠道规模偏小，局部河段由于城市开发改为暗涵，渠道淤积较严重，排洪及调蓄洪水能力下降；渠道上桥涵较多，阻水严重；旧城区局部地势较低，易发生内涝；沿江水闸规模偏小，排水能力不足；目前未建立完善的流域洪水预警系统，不能适时进行雨量、水位、水量信息收集。

3.3 内涝受九龙江潮水位影响

九龙江北溪下游为感潮河段，在九龙江高潮位时，内涝洪水受潮水顶托，不能及时外排，特别是当内涝洪水与九龙江洪水、外海天文大潮形成三碰头时，涝、洪、潮三方面的自然因素共同作用会造成十分严重的洪涝灾害。由图2 可以看出，1996 年8 月2 日15 时、3 日3时左右，外江潮水位接近或高于排洪港水位，为防止江水倒灌，排涝闸须关闭。高潮位时段水闸排涝量减少甚至停止排涝，延长了内涝时间。

图2 内涝水位过程线

3.4 防洪排涝系统建设落后于城镇发展

角美1991 年设立角美工业开发区，2012 年设立漳州台商投资区，随着城镇化的发展，区域用地功能发生了较大变化，原来的农田、水塘变成了城镇，流域下垫面发生变化，使得流域产汇流加快，而蓄水能力却下降，调蓄能力差。主干排洪渠道左干渠、低干渠、林美渠、排洪港等目前防洪排涝标准不足10 年一遇，现状沿岸堤防未达到标准，随着城市的开发建设，径流系数成倍提高，原有的防洪排涝设施不能适应城镇发展的要求。

4 内涝治理

4.1 近期整治措施及治理效果

1）左干渠一期改造时，对明渠同时进行治理，主要措施为：一期改造段暗涵右侧明渠及未改造段渠道全线清淤，拆除原角美排洪闸前及下仕港挡水堰，复建角美排洪闸，恢复渠道排洪能力；一期改造完成后，明渠输水改为箱涵输水，洪岱、社头排洪闸免去了挡水功能，闸门可处于全开状态，左干渠角美镇区段可做到预泄调洪。

2）由于镇区段排洪渠道再次严重淤积，局部断面狭窄、边坡陡，渠中杂草丛生，已无法满足渠道正常运行。为净化环境，提高行洪能力，2010 年对该段渠道围堰清淤，同时对渠底、渠坡硬化处理，渠顶设安全围护。本次处理渠道总长5 630 m，清除淤泥约3.20 万m3，采用干砌块石护底、600 mm×600 mm×60 mm C20 六边形混凝土预制块护坡，护砌坡顶高程高出箱涵顶50 cm。

3）2013 年对左干渠江东进水口至田边暗涵进口段渠道进行整治，具体项目为：江东进水闸改建、普西低干渠分水闸改建、林美排洪闸改建。水闸排洪标准提高到20 年一遇，整治后排洪闸尺寸及孔数见表2。

4）角美镇管理的排洪港、壶屿闸、林美渠已按2013 年的规划标准进行整治，由于324 国道江东段改道、角美段拓宽及角海路拓宽，板美闸2、洪岱闸、社头闸已拆除，待生态补水工程项目实施时，将按规划择址新建。

得益于上述工程改造措施，左干渠角美区域2010年至今未发生严重内涝，治理取得较好效果，满足近期规划要求。

4.2 远期治理规划

左干渠角美区域当地政府编制了《漳州台商投资区防洪排涝专项规划》（2013 年）并实施，随着城市化进程及新城区的开发建设不断加快，上述规划已不能满足开发建设的需求，较多规划工程已无法实施。为了配合漳州台商投资区的规划建设，确保防洪排涝安全，2019 年对防洪排涝体系进行调整，编制了《漳州台商投资区防洪排涝规划修编报告》，规划包含左干渠，左干渠防洪排涝治理是其规划的重要组成部分。

4.2.1 规划标准

防山区洪水标准采用20 年一遇，排涝标准由原规划10 年一遇调整为20 年一遇。现有旧城区河道拓宽难度大，近期按照10 年一遇排涝标准，远期结合旧城改造提高至20 年一遇排涝标准。防九龙江北溪洪水标准近期按50 年一遇、远期100 年一遇设防，河口海堤防潮标准近期按50 年一遇、远期100 年一遇设防。

4.2.2 规划治理措施

左干渠20 年一遇设计洪水水面线部分成果见表3，从表中可以看出，普西闸、吴宅隧洞进口、侨兴港、龙屿港等处现状岸顶高程未达20 年一遇防涝标准，规划采用以下措施提高防涝标准。