湘潭市城区超标准洪水防洪风险分析

陈 佳

（湘潭水文水资源勘测中心，湖南 湘潭 411100）

1 湘潭市情况介绍

湘潭，湖南省辖地级市，简称潭，因盛产湘莲而别称“莲城”，又称“潭城”，位于湖南省的中部偏东地区，湘江下游，地跨东经111°58′～113°05′，北纬27°21′～28°05′。湘潭市东西最大横距108 km，南北最大纵距81 km；北连宁乡县、望城县、长沙县，南与衡东县、衡山县、株洲县交界，东接株洲市区、株洲县，西与双峰县、涟源县接壤。全市总面积5 006 km2，下辖湘潭县、韶山市、湘乡市、雨湖区、岳塘区5个县（市）区。

湘潭市总的地貌轮廓是北、西、南地势高，中部、东部地势低平，但地势起伏较为平缓，反差强度不大，近80%的面积在海拔150 m以下（见图1）。地貌类型多样，山地、丘陵、岗地、平原、水面俱备。湘潭市域内为典型的低山－丘陵地貌，属沩山、衡山、涓水盆地相间的盆岭山系，地貌轮廓是北、西、南地势较高，有韶峰、褒忠山、昌山、晓霞山四山为主体的中低山环绕；中、东部地势低平，有湘江和涟、涓两水为主体的水系分布。全市以“四山一江两水”为骨架组成了向东北开口的山丘盆地地势。

图1 湘潭市高程分布图

市区坐落于盆地开口处湘江下游的河谷平原上，最高点位于西部的褒忠山，海拔793 m，最低点在昭山脚下的金马洲，海拔30.7 m，大致可以分为构造侵蚀低山－丘陵地貌、构造侵蚀剥蚀中低丘陵地貌、侵蚀堆积河谷平原地貌三种地貌类型。

本次湘潭市城区超标洪水防洪风险分析涉及范围主要为雨湖区、岳塘区、湘潭县范围的湘江两岸部分，总面积1 069 km2。

2 城区超标准洪水防洪风险分析

2.1 湘潭市城区历史典型洪涝灾害情况

湘潭市洪涝灾害频繁，新中国成立以来，出现多次洪涝灾害，其中以1954年、1969年、1994年、1995年、1998年、2010年，2016年、2017年、2019年洪涝灾害比较典型。现将2017年和2019年洪涝灾害进行简单介绍。

1）2017年洪涝灾害情况（见图2）。6月全市平均降雨442 mm，降水总量、强度均为有气象记录以来的极值，其中湘潭城区降雨472.5 mm，较历年偏多一倍。7月2日6时30分，涟水湘乡站洪峰水位达49.54 m，超历史最高水位0.01m（1969年）。

图2 2017年湘潭市窑湾、杨梅洲被淹情况

7月2日1时，水府庙水库水位达94.89 m，超历史最高水位0.49 m（1991年）。受上游来水、本地降雨和下游顶托影响，湘江湘潭段7月3日4时出现41.23 m的洪峰水位，超过保证水位1.73 m，排实测历史记录第3位。湘江湘潭站自6月27日2时起，超保证水位运行时间近150 h，超历史记录。湘潭市共发生各类险情322处，其中山洪地质灾害165处、水库出险4处、堤防管涌9处、城市内涝20处、机埠涵闸出险20处，超历史记录。全市8个县市区（园区）68个乡（镇、街道）受灾，受灾人口60.069万人，转移61 727人，因灾意外死亡6人，倒塌房屋4 988间，农作物受灾54.648 1万亩，直接经济总损失30.750 1亿元。其中全市损坏堤防1 865处，9.38 km，损坏护岸793处，水闸320座，冲毁塘坝6 151处，损坏灌溉设施5 356处，水文测站20个，机电井56眼，机电泵站278座，水电站2座，造成水利设施直接经济损失8.522 8亿元。

2）2019年洪涝灾害情况。7月上中旬，湘江中上游出现大暴雨至特大暴雨天气，受此次暴雨影响，湘江湘潭站发生洪峰流量26 300 m3/s，超过历史实测最大流量（20 800 m3/s，超过200年一遇），水位排历史第2的特大洪水，涓水射埠站发生了超保证水位的洪水，涟水湘乡站发生了接近警戒水位的洪水。其中湘江湘潭站年最高水位41.42 m，距历史最高水位仅0.53m；涟水湘乡站年最高水位46.79m（警戒水位47.00 m）；涓水射埠站年最高水位48.92 m（保证水位48.0 m）。2019年汛期，湘潭市“一江两水”未发生重大险情，但中小险情较多。7月9—14日，全市水利系统成功处置了河东大堤、争光堤、建设堤、十万垄大堤等水利工程险情59处，其中闸门渗水险情6处，穿堤涵管渗水险情5处，堤段管涌、散浸等险情23处，滑坡险情11处，泵站险情3处，其他内涝等险情11处。据统计，全市3个县市区28个乡镇受灾，水利设施受损1 317处，其中损坏堤防48处0.71 km，损坏护岸250处，水闸56座，冲毁塘坝233处，损坏灌溉设施713处，水文测站2个，机电井2眼，机电泵站13座，造成水利设施直接经济损失6 370万元。

2.2 洪涝灾害成因分析

湘潭市市区洪涝灾害频繁且严重，其原因主要有：

1）市区坐落在湘江、涟水、涓水等河流汇合口的冲积平原和1～4级阶地上，多面临水，地势低洼，沿河地面高程一般较低，易受洪水威胁和侵袭。

2）市区内共有包括一江两水、大小河流近10条通过，干支流水位相互影响、顶托，当湘江发大水，支流倒灌，如干支流洪水遭遇组合，则抬高支流下游水位且可延伸甚远，若湘江干流受洞庭湖洪水位顶托，则持续较长的高洪水位，给城市防洪造成极大的威胁。

3）缺乏足够的防洪库容，湘江流域内已建的以防洪为主要开发目标的大型水库很少,除已建的洮水水库、涔天河水库扩建工程外,其余已建的东江、双牌、欧阳海、水府庙、官庄等大型水库中,原设计大部分考虑以发电或灌溉为主,防洪库容仅6.7亿m3。这些已建大中型水库对所在支流一般洪水能起一定的拦蓄作用,对湘江干流的防洪作用甚微。受自然条件和社会经济发展等影响,湘潭市境内无条件兴修防洪控制性骨干工程,涟水涓水、靳江等支流上已建水库基本没有规划防洪库容,使得区域的防洪能力较弱。

4）治涝设施抗灾能力低，排涝标准偏低，电排站容量不足，加之外河水位抬高，外排扬程增加，以及设备老化、效率低、雨水收集管网及垸内排渠不畅通、加之部分泵站水电层高程偏低等种种原因，内部渍水不能及时排出，往往形成涝灾，如遭遇雨洪，则涝灾更为严重。

5）蓄涝面积减少，部分区域径流量增加。由于外河水位逐年抬高，自排、撇洪、机排及调蓄能力逐年减少，随着城市规模扩张，城市郊区部分耕地消失，山塘河坝被填平，原有蓄涝内湖被围垦，排水沟渠淤积堵塞，甚至被侵占，致使规划区内湖、排水沟渠的蓄涝水面减少，调蓄能力降低，排涝水量增加，加之汛期有大量“客水”汇入规划区内，常因超过其蓄排能力排涝不及时而致涝成灾。调蓄能力下降，暴雨发生的几率增加，雨量增大，而地面汇流条件改变。

2.3 湘潭城区防洪优势与劣势分析

1）优势分析。湘潭城区位于湘江流域中下游河段，整体防洪能力100年一遇，大于湘江流域30年一遇的标准，因此30年一遇以下（不含湘江支流），基本上无漫堤风险。

湘潭城区洪水可由湘江流域进行调度，下游洞庭湖蓄滞洪必要时可以启动蓄滞洪垸，只要下游顶托减小，湘江水位就会迅速下降，长沙城区超高水位维持时一般在2～3天，从而大大降低了湘江支流发生组合洪水的几率，也提高了抢险成功率。

2）劣势分析。湘潭城市防洪面临如下三个方面的压力：湘江上游近9万km2来水威胁，即“南水”；洞庭湖高洪水位的顶托，即“北水”；境内小河流的洪水，即“山洪”。

一旦湘江维持100年一遇高水位，则主要支流100年一遇防洪标准将大打折扣。因支流洪水水面线是一种组合洪水外包线，在湘江100年一遇洪水情况下就只存在支流10年一遇洪水与湘江100年一遇水位这样一种100年一遇的堤防标准，也就是说支流过流能力由100年一遇降至10年一遇，因此一旦湘江出现100年一遇洪水位，就必须控制支流上游来水量，需要充分发挥上游防洪水库的作用，实行错峰泄水。

近年来,在政策法规制定、洪水预报预警、河道堤防管理及应急预案等方面已得到加强,城区内防汛信息的采集、传输和处理等的技术手段已得到了明显改善，但由于缺乏统一系统的规划,加上建设资金不足和维护经费短缺等原因,总体上水平还较低。城区尚未建设防洪、治涝指挥系统,对洪水、暴雨缺乏科学的预测预报及调度方案,每到汛期只能依靠临时抢险，尚未形成能为防汛抗旱指挥和各个工作环节提供技术决策支持的信息系统。