山西省文水县蓄洪排涝现状及对策

乔吉强

（1.山西万水水利勘测设计咨询有限公司，太原 030024；2.北京中水利德科技发展有限公司太原分公司，太原 030024）

1 概况

1.1 自然概况

文水县位于山西省中部，隶属于山西省吕梁市，东隔汾河与祁县、平遥县相望，南与汾阳市接壤，西与离石区交界， 北与交城县、 清徐县相邻。 东西长72km，南北宽30km，总面积1068.57km2。

境内具有基岩中山区、 土石低山区、 黄土丘陵区、山前倾斜平原区、冲积平原区5种地貌类型。其中冲积平原区面积502.23km2，占全县总面积的47%，基岩中山区面积416.74 km2，占全县总面积的39%。

文水县属温带大陆性气候，降水量450～700 mm，平均降雨量457mm，平均日照时间2252h，平均日照率58%，气温界于4～11℃之间，平均气温10.1℃。

文水县辖7镇5乡，158个行政村，总人口45万，其中农业人口34.26万。第七次全国人口普查数据显示，文水县常住人口为372580人［1］。 2020年，全县地区生产总值（GDP）79.25亿元。

1.2 洪涝灾害

文水县洪涝灾害主要来自大雨、 暴雨形成的山洪暴发。

2021年10月2日20：00至7日8：00，山西出现大范围强降水，此次强降雨共致全省11个市76个县（市、区）175.71万人受灾，直接经济损失50.29亿元。 分析本次降雨导致受灾区域，平原地区乡镇、村庄的受灾原因主要为洪涝不能及时排出。2021年10月2日早8：00到10月6日早8：00，文水县经历了40年不遇的暴雨降水过程， 全县最大降雨量发生在南武乡， 降雨量278.7mm， 最小雨量发生在南安镇西韩村， 降雨量209.5mm。 全县80%的村庄内涝，没有收获的大秋作物、梨果等受灾严重。 据县防汛指挥部统计，全县受灾人口9.7万人，农作物受灾面积15201.14hm2，倒塌房屋1603间，受损1598间，共撤离、转移人口560人，直接经济损失1.89亿元［3］。

1.3 现状蓄洪排涝体系

文水县各村庄中心大都建有蓄洪池， 随着村庄规模的不断扩大，汇水面积增加，洪量变大，原有的蓄洪池容积不能满足实际需要。 加之近年来村民排涝意识淡薄，蓄洪池内垃圾倾倒、非法侵占等问题时有发生，导致发生涝灾时蓄洪量不足，加剧了灾害。

排涝系统由骨干排水河道、排洪沟道、田间及村内排水渠系等组成， 现状排洪沟道主要由文峪河灌区退水渠、汾河灌区退水渠、其他退水渠及蓄洪池等组成。

田间及村内排水渠系大部分为自然形成和村民自发开挖的沟道，标准较低，加之运行年代较长、人工垃圾填埋造成排水不畅。

2 蓄洪排涝工程现状及存在问题

文水县平原地区村镇和农田相互交错， 村镇雨水、农用排涝共用一个系统。随着村镇建设规模不断扩大，地面硬化率提高，雨水径流量增大，区域内主要排水骨架河渠没能按照规划进行很好的治理，导致淤积严重，河（渠）床逐年抬高，洪水顶托倒灌现象时有发生，大量雨水不能及时排除，每逢暴雨季节，积水十分严重。 现有蓄洪排涝系统主要存在以下问题：

2.1 地形地貌特征造成排水不畅，积水严重

文水县平原地区汾河阶地地势平坦低洼， 地面坡降小，雨水自然排入汾河十分困难；现有的排水通道文峪河、磁窑河都是利用与汾河的坡差，经过长距离高程找坡才能排入汾河，雨水无法就近分散排除，造成整个雨水系统运行安全性降低。

2.2 主要排水河渠断面小，标准低，淤积严重

区域内雨水和农用排涝共用一个排水系统，这些河渠多数是当年为农用退水而修建的，断面小、标准低，且大多数为土渠，近年来由于垃圾倾倒淤积现象严重，未能得到有效整治和拓宽，造成排水不畅，遇强降雨时易形成灾害。

2.3 排水终端系统出水条件差，洪水顶托现象严重

区域内现有的排水河渠终端都是自流进入文峪河和磁窑河。 由于高程制约，只能进入河道主河槽，当降雨量较大时，河道内洪水漫上滩地后，就对这些河渠产生顶托，造成渠内排水不畅。

2.4 河渠高悬地面，雨水排入困难

区域内许多河渠高出地面或渠底与地面相平，导致雨水难以通过地面径流排入其内。

2.5 现状蓄洪池污染严重，环境恶劣

受污水系统建设滞后及雨污合流的影响，区域内现有的蓄洪池成为主要的纳污渠道，大量未经任何处理的污水废水直接排入蓄洪池内，使蓄洪池周边环境恶劣。

2.6 雨洪量级增大，原有系统难以适应

随着城镇化建设进程的加快及用地性质的改变，区域内产汇流条件发生较大变化，导致村镇内径流系数增大，雨洪量级增高，水量增多，原有的排水系统无法满足排涝要求。

3 涝区治理总体布局

3.1 排涝区划

充分考虑水系和地域的完整性，本次排涝规划以文峪河两岸为界，分为I区和II区两个区域，I区涝水汇入文峪河，II区涝水主要汇入磁窑河。

I区为文峪河右岸至规划区边界，II区为文峪河左岸与汾河右岸之间。 I区文峪河右岸涝水通过退水渠排入文峪河，主要退水渠为烂水渠。 II区文峪河左岸与磁窑河右岸间涝水通过退水渠排入磁窑河，主要退水渠有7条：避害渠、五丰退水渠、中退水渠、东退水渠、西退水渠、友谊退水渠、红旗退水渠；磁窑河左岸与汾河西干渠以西间涝水主要通过退水渠排入磁窑河，以东涝水排入汾河。

3.2 洪涝水出路安排

根据蓄泄兼筹、 洪涝并治的原则协调蓄洪排涝关系，统筹安排洪涝水出路，制定涝水处置方案。

本次规划区域内主要的排涝骨干河道为文峪河和磁窑河，是规划区主要的两条涝水排泄通道，即为规划区的排涝干渠。

磁窑河和文峪河两岸布置有退水渠，退水渠与河道呈非字型布置，这些渠道构成规划区的排涝支渠。 在支渠入河口处为防止河水倒灌需设置节制闸。

排涝支渠沿途多条排涝斗渠接入支渠， 斗渠又有田间农渠和村内的排水渠接入。 这样就形成了比较完备的排涝渠系。

充分利用各村镇现有的蓄洪池， 通过清淤整修构成蓄洪设施。

4 蓄洪排涝措施规划

4.1 排涝标准

本次排涝规划涉及的涝区内保护对象为农田、乡镇和村庄，根据SL723—2016《治涝标准》，农田的设计暴雨重现期应根据涝区耕地面积和作物种类确定，乡镇、村庄的设计暴雨重现期应根据其政治经济地位的重要性和常住人口规模确定［4］。

本规划涉及的耕地面积约3.02万hm2， 属旱作区+经济作物区，故设计暴雨重现期取10年；本规划涉及的乡镇、村庄常住人口均小于20万人，其政治经济地位的重要性均为一般，故设计暴雨重现期取10年。

综上，本次规划设计暴雨重现期确定为10年。

4.2 排涝水文

4.2.1 计算方法

根据SL723—2016《治涝标准》，目前治涝水文计算方法主要有平均排除法、排模公式法、单位线法、水量平衡法、 河网水力模型法。 根据山西省实际情况，结合《山西省水文计算手册》（以下简称《手册》）中的水文计算方法， 确定排涝模数和流量的确定思路如下：首先，设计暴雨分析计算，通过查阅《手册》暴雨等值线图获取相应参数后分析计算；其次，设计净雨分析计算，参照《手册》中方法计算；最后，采用平均排除法确定排涝模数。

4.2.2 设计暴雨分析计算

本次规划区域属于无资料地区， 暴雨计算采用《手册》相关图表和方法进行计算。

根据《手册》水文分区划分成果，规划区属于“中区”，由于流域面积为486.67km2，因此选择4个定点暴雨。 规划区流域下垫面类型为耕种平地和变质岩灌丛山地两种，考虑到规划区西侧为文水县县城，产流地类中变质岩灌丛山地所占比例大， 对暴雨计算结果影响较大，故在计算暴雨时分区域进行计算。 I区流域面积53.76km2，选择1个定点暴雨；II区流域面积432.91km2，选择3个定点暴雨。

经计算，I 区10%设计暴雨所产生的净雨深16.18mm，II 区10% 设 计 暴 雨 所 产 生 的 净 雨 深10.72mm。

4.2.3 排涝模数分析计算

排涝模数和流量按照24h暴雨一日排除采用平均排除法进行计算。

式中 Mh为旱地设计排涝模数 ［m3/（s·km2）］；Rh为设计暴雨所产生的净雨深 （mm）；T为涝水排除时间（d）；Q为设计排涝流量（m3/s）；F为排涝面积（km2）。

经计算，I区排涝模数为0.187m3/（s·km2），II区排涝模数为0.124m3/（s·km2）。

I区汇入文峪河流量10.05m3/s，II区要汇入磁窑河流量53.68m3/s。

4.3 工程措施

4.3.1 主要工程措施

规划区内现状排涝能力远远不足， 治涝标准偏低。 本次规划在对现有排涝工程设施清淤疏浚整治或除险加固的基础上，规划新增部分沟渠、涵闸。 根据调查与分析，本次规划主要工程措施有：

（1）考虑在原有支退水渠、斗退水渠的基础上进行清淤、拓宽或硬化防渗处理。

（2）新开挖一部分渠道，与其他渠道连成排涝网络。

（3）各支退水渠进入磁窑河或文峪河口处设置节制闸，防止河道水倒灌。

（4）对村内现有缓洪池进行清淤、边坡采用浆砌石砌筑、周围加设围栏；对地势较低无法自流至排涝渠的缓洪池增设抽水泵， 汛期将涝水抽排至村外渠道；新建一部分缓洪池，用于存蓄村内涝水。

（5）选取47处面积超过0.67hm2的缓洪池兼做应急抗旱使用，汛期存蓄一部分雨水，待干旱期来临时可采用这部分水进行经济作物的灌溉。

（6）为实现泵和闸门的自动启闭，规划还考虑自动监控系统的设计， 主要监控内容为缓洪池水位监控、低洼地水位监控、主河道闸门处水位监控等。

4.3.2 典型设计

本次规划选取II区的南安镇、南庄镇作为典型进行设计。

南安镇的排涝支渠为二支退，各村庄间共8条退水斗渠，南庄镇的排涝支渠为三支退，各村庄间共8条退水斗渠。

4.3.2.1 渠道结构设计

经计算，二支退、三支退均采用梯型断面，底宽4m，渠深2m，边坡系数1∶1.5；斗渠采用浆砌石渠或U型渠， 其中浆砌石渠采用梯型断面， 底宽2m， 渠深1.5m，边坡系数1∶1.0；U型渠采用D100型断面。

4.3.2.2 渠系建筑物设计

渠道交叉建筑物主要包括西干退、西二支退、西三支上的新建公路桥、 原有旧桥的维修及斗退上的新建过路涵、新建渡槽、新建控制闸和原有涵洞的维修改造。

4.3.2.3 缓洪池设计

为增加村内现有缓洪池的蓄洪能力， 对所有缓洪池进行清淤作业，并在南安镇选取4座（其中新建1座）、南庄镇选取7座（其中新建1座）面积超过0.67 hm2的蓄洪池作为应急抗旱蓄水池。 根据地势高低不同，缓洪池内洪水能够自流至斗渠的，本次规划拟采用埋设涵管的方式实现缓洪池与斗渠的联通； 对于无法自流至斗渠的，拟采用泵抽的方式排涝，在缓洪池周边增设泵房，并铺设钢管。

4.4 非工程措施

4.4.1 信息采集

针对文水县涝区涝水的具体特点， 补充有关站点和监测项目，建立涝水信息采集系统，包括水雨情自动测报系统、闸泵等工程监控系统、视频监控系统和通讯网络建设等。

4.4.2 预警预报

建立排涝预报警报系统，及时预报，争取时间，减小涝灾损失；采取相应的预警措施，及时发布暴雨公告，减少人员外出；及时封闭交通道路，减轻涝灾损失等。

4.4.3 指挥调度

根据降雨和涝水预报， 按照除涝预案的安排，科学合理地研究各种除涝方案，统筹考虑各方面的因素，高效地发挥排涝系统的整体效益，把涝灾的损失减到最小， 经综合分析比较确定除涝方案，进行除涝调度。

4.4.4 立法管理

完善除涝立法， 如《治涝法》《治涝工程管理条例》《治涝工程经费管理办法》等，依法除涝和救灾。根据《防洪法》《河道管理条例》等法律法规的要求和规定，严禁占用河道、填沟造地、堵塞河床，严禁向河道任意倾倒垃圾，及时做好超标雨洪水的防范措施，保证排水顺畅。 加强治涝工作的领导， 广泛宣传以《防洪法》为主的水利政策法规，加强排水设施、观测设备等管理，增强群众治涝减灾意识，充分调动全社会对治涝工作的积极性［5］。

5 结语

规划涝区治理工程项目实施后， 可明显改善全县涝区的排涝条件，提升涝区的排水能力，增强涝区抗御自然灾害的能力，优化村镇居住环境，改善农业生产条件， 为促进地区经济社会发展、 国民经济增长、 生态环境改善和居民生活水平提高提供有力支撑，亦为我省治涝工作积累经验。