太子河内涝区防洪排涝方案分析

田斯琳，付佳鹭

（1.沈阳一方正和工程技术咨询有限公司，辽宁 沈阳110000；2.辽宁苏文工程设计有限公司，辽宁 沈阳110000）

0 引言

洪水是一种危害较大的自然灾害，不但会造成当地经济损失，资源流失，也会对居民的生命财产安全产生严重的威胁［1-3］。针对洪水灾害，采用治理措施是十分必要的，如修建防洪堤、水库等水利工程［4-6］。在地势低洼的区域，一旦洪水淹没防洪堤后，该区域的居民将面对极为严重的洪涝灾害，主要原因是内涝区排水难度大，洪水多在此处滞留，洪水危害持续时间将远大于其他地区，因此，针对这部分区域选取合理的防洪排涝方案是十分重要的［7-8］。

1 工程概况

太子河干流全长413 km，流域面积13883 km2。南甸子镇沟口村地势低洼，局部地区地面高程仅为255.78 m；再加之南甸子防洪堤建成后，堵塞了山洪下泄通道，每逢汛期，堤内排水不畅，内涝严重，造成了南甸子镇沟口村近百户居民和南甸林场屡次被淹，经济损失巨大，民怨沸腾。

2 太子河流域洪水特征

太子河流域的洪水主要由暴雨产生。发生较大暴雨的天气系统主要有华北气旋、低压冷锋、江淮气旋、台风等。历史上几次形成特大洪水的的大暴雨如1888年、1923年为台风转向类，1960年、1929年、1935年为高空槽。这类天气系统暴雨一般可连续2～3日，笼罩范围较大。如1960年8月4日洪水，主要由8月1日～3日这3日暴雨产生，其笼罩面积达30000 km2～40000 km2，8月4日降雨量在100 mm以上笼罩面积（省内部分）为33210 km2，200 mm以上笼罩面积（省内部分）为15030 km2。

太子河流域的暴雨具有明显的季节性特征，相对比较集中，大多集中在汛期7月、8月两个月，约占全年降水量的50%以上。太子河流域的洪水由暴雨产生，与暴雨的年内分布一致，多集中在夏季的7月、8月，约占全年的85.0%～97.5%；在7月、8月两个月中又以7月下旬和8月上旬为最多，约占全年的42.8%～60.0%。

太子河洪水形状有单峰、双峰两种类型。根据资料统计干流各站洪水历时一般为7天左右，连续两次洪水为13天。

太子河流域洪水比较集中，如干流各站的多年平均7天洪量占13天洪量的77.5%，3天洪量占7天洪量的50.0%，大洪水的洪量更为集中。

历次设计洪水成果比较见表1。

表1 太子河各阶段设计洪峰成果比较表 单位：m3/s

3 防洪排涝方案分析

根据工程区防护范围的特点、工程地质、水文地质条件以及其他技术条件等，拟定三种方案进行比较：方案一，采用泵站强排方案。方案二，在山脚下修建截洪沟，对山洪进行截排；对地势低洼地区居民和企事业单位进行整体搬迁；同时，利用耕地区、林地区和地势低洼的居民区临时滞洪，利用原有排涝泵站在三日内进行排除。方案三，工程措施与方案二相同，不同之处在于不进行滞洪，对于截洪沟截除后的剩余山洪水，采用泵站强排。

3.1 方案一

对于保护区内的山洪水，采用泵站强排。南甸子防洪堤保护区20年一遇洪水标准时，洪峰为50.4 m3/s，考虑到原排涝泵站2 m3/s的排水能力，仍有48.4 m3/s流量需要排除，按目前辽宁地区已建相关泵站工程的造价，1 m3/s排水能力的投资造价约为350万元，该方案的投资概算约为16940万元，投资巨大。

3.2 方案二

本设计拟采取“排”“滞”结合的治理方式，在山坡上修建截洪沟，排除山洪水；对地势低洼地区居民和企事业单位进行整体搬迁（257.98 m高程以下）；同时，利用耕地区、林地区和地势低洼的居民区临时滞洪，利用原有排涝泵站在三日内进行排除，使保护区达到20年一遇洪水标准。该工程共涉及搬迁住户127户，人口410人，房屋6340.68 m2，企事业单位1家—南甸林场，房屋面积3784 m2。

在保护区山坡上修建截洪沟，截洪沟长1838.75 m，型式均采用C20F200“U”型钢筋混凝土结构，其中P0+000.00～P0+499.36段截洪沟宽2 m，高2 m，边墙顶宽0.2 m，底宽0.35 m，底板厚0.35 m；P0+518.51～P1+109.62段截洪沟宽5 m，其它同上；P1+171.32～P1+339.11段截洪沟宽6.5 m，其它同上；P1+411.11～P1+838.75段截洪沟宽6.5 m，高4.1 m，边墙顶宽0.3 m，底宽0.6 m，底板厚0.6 m，两侧均设3 m宽堤顶路；其余段位均为渐变段、八字进水口。在穿越居民区地段均设SP板覆盖，其中P0+455.76～P0+515.81段SP板长2.5 m，P0+518.51～P0+606.23段板长5 m。

工程区共设计排水涵3座，其中1#排水涵采用箱涵结构，尺寸同截洪沟，底板、边墙和顶板均厚0.5 m，长12 m；2#、3#排水涵用4850×95×2000Ⅱ级预制钢筋混凝土公路涵管，位于桩号P1+608.57、P1+742.54，分别长16 m和38 m。

对原保护区排涝泵站变电所进行维修，更换S9-M-200/10变压器1台，铺设380 V输电线路150 m。

该方案工程概算总投资为3171.02万元，其中工程部分投资932.71万元，安置补偿部分投资为2238.31万元。

3.3 方案三

工程措施与方案二相同，不同之处在于：对于截洪沟截除后的剩余山洪水，采用泵站强排。保护区达到20年一遇洪水标准时，滞洪区最大洪峰为9.8 m3/s，考虑到原保护区内有泵站一座，设计排水能力2 m3/s，需新建排水能力为7.8 m3/s的泵站一座。新建泵站尺寸17.7 m×16.8 m，设900QZ-100 G轴流潜水泵4台（3开一备），电动葫芦1台；同时更换变电器的容量从200 kVA增至800 kVA，变压器型号S9-M-800/10。

排涝泵站共分为三部分，分别为进水前池、泵站和护坦。进水前池长10 m，宽16.8 m，采用“U”型槽C20F200钢筋混凝土结构，底板厚1 m，边墙顶宽0.3 m，底宽1 m。泵站共分二层，一层前部进水室，中部为水泵间，后部为储物间；二层前部为前部为检修桥板，中部为安装间，后部为配电室和值班室。进水室设3200 mm×3000 mm拦污栅4扇、3400 mm×2000 mm铸铁闸门4扇。检修平台共设QDS-90手电两用双螺杆启闭机4台，单台起重力10 t。护坦长10 m，宽16.8 m，采用C20F200钢筋混凝土结构，厚1 m。

南甸子防洪堤保护区内涝区域位于保护区地势低洼区域，局部高程仅为255.78 m。该区域三面环山，一面临保护堤，山顶高程467 m，保护堤堤顶高程262.62 m，地下水汇聚，即使采取泵站强排，仍有部分住户易受地下水浸没影响。

该方案工程概算总投资为3749.66万元，其中工程部分投资1399.81万元，泵站运行管理费为2349.85万元。

3.4 工程方案选择

以上三个备选方案中，由于方案一投资巨大，故方案一排除。下面仅对方案二和方案三从工程投资、当地居民意愿和操作性三个方面进行比较。

a）工程投资

方案二工程概算总投资3171.02万元；方案三工程概算总投资3749.66万元。方案二低于方案三。

b）当地居民意愿

当地居民愿意接受方案二，此方案直接采取货币形式对居民进行补偿，有利于居民根据自身的实际情况及意愿，灵活进行安置。例如当地居民可投亲靠友，可就近在南甸子镇买房安置，可到县城市区买房安家等。特别是近些年，随着我国经济的迅速发展，城镇化脚步进一步加快快。对于农村来说，大多数青壮年人员选择进城务工，寻找就业机会；此外，城市教育、医疗、交通等各种设施相对完善，生活便利，吸引了农村家庭进城定居，农民子女进行学习。在本溪地区，尤其是本溪县，农民举家搬迁进城的现象十分普遍，大多农村居民希望进城改变自己的生活质量和子女的前途。因此，此种安置方案能最大满足当地居民的意愿，减少政府和群众之间的矛盾。

c）运行可靠性和运行成本

方案三工程建成后，后期需进行大量得管理和维护，运行成本高；此外，如若后期管理不善和设备运行故障，容易造成保护区再次遭受洪水灾害，运行风险大。方案二对滞洪区内的居民和企事业单位进行搬迁，利用滞洪区进行滞洪，运行风险小，后期运行成本低。从工程运行可靠性和运行成本看，宜选取方案二。

综上所述，对方案二工程投资不仅低于方案三，而且更符合当地住户的意愿，运行可靠，运行成本低，不易产生新的问题和矛盾，有利于早日解决该地区洪涝灾害问题，有利于社会和谐发展，是一项优越、可行、值得推荐的方案。

4 结论

太子河流域降水较为集中，在雨季将发生多次暴雨型洪水，在南甸子镇沟口村等地势低洼的区域内涝现象十分严重，严重影响了当地社会、经济的发展；根据当地情况，初步选择泵站强排方案、截+滞+搬迁方案、截+排方案3种方案，通过比选，方案一投资巨大、方案三后期维护成本高且风险较大，同时，方案二获得了更多的居民的支持，综合考虑选择方案二作为内涝区的治理方案，有利于促进当地社会平稳发展，效益良好。