江苏滨海平原河网地区排涝整治方案研究——以东台堤东垦区为例

张 翼，朱大伟，金 星，方晨蕾，陈 俣

（1.江苏省水利勘测设计研究院有限公司，江苏 扬州 225217；2.高邮市水利局，江苏 扬州 225600；3.兴化市文化旅游发展有限公司，江苏 泰州 225300）

江苏沿海地区包括连云港、盐城、南通3个市所辖全部行政区域，陆域面积3.59万km2，海域面积3.75万km2，2020年常住人口1 903.6万［1］。沿海地区人口众多、经济发达、地势平坦、水网密布，是典型的滨海平原河网区，河道比较短、水动力条件弱，内部河网水位易受外海潮位顶托影响。由于沿海地处北亚热带向暖温带气候过渡地带，气候复杂多变，加之内部地势低洼，区域洪涝灾害频发，是沿海经济社会安全与发展的制约因素之一。在江苏沿海高质量发展背景下，面临着愈发频繁极端天气，沿海平原河网地区防洪排涝治理的任务更加艰巨和迫切。

本文以江苏典型滨海平原河网区东台市堤东垦区为例，构建一维河网水动力模型，分析区域现状排涝能力，提出多种整治方案，并通过与现状河网水位变化情况的对比，分析不同整治方案排涝效果，以期为滨海平原河网地区的防洪排涝整治提供借鉴参考。

1 研究区域概况

东台市位于江苏东部沿海平原地区，盐城市最南端，淮河流域尾闾。堤东垦区为东台市达标海堤以西、海安市境以北、通榆河以东、东台大丰交界以南的区域，面积1 655 km2。区域地形整体呈南高北低、东高西低，地面高程3.1～5.5 m，比西部里下河平原洼地平均高出2 m左右。堤东垦区属淮河流域里下河水系，以东台河为界，南部的东南片区为垦区水系，主要依靠沿海川水港闸、梁垛河闸、梁垛河南闸、方塘河闸共4座挡潮排涝闸排水入海；北部的川东港地区属里下河水系，由川东港经川东港闸排涝入海，见图1。区域地处淤涨型海岸带，又紧邻南黄海辐射沙脊辐聚中心区，近岸海岸滩涂广阔、潮沟冲淤动荡频繁，大量泥沙通过潮沟向近岸输送，使该岸段成为苏北海岸淤长最快的岸段之一［2］。据现场勘查，现状川水港、梁垛河、方塘河等主要排水河道闸下港道淤积严重，严重影响了区域排涝安全。

2 河网模型构建

MIKE11软件是由丹麦水力研究所（DHI）开发的，用于模拟河流、河口、河网系统的水流、水质过程的一维模型，经过大量工程实践验证，适用于包括复杂平原河网在内的一维非恒定流计［3］。本文采用MIKE11软件对研究区域河网水位、流量等进行计算分析。

2.1 河网概化

综合考虑研究区域地形地势、集水范围、水系结构、排涝格局等因素，确定本次计算范围为堤东垦区东台河以南部分，面积约1 583 km2。1954年淮河流域大水后，堤东垦区东台河以南片区按“改变历史流向，单独排水入海”思路，与里下河腹部地区分开排泄涝水进行治理，已基本形成“西引东排、南北调度”的独立排水格局。对区域内东台河、梁垛河、三仓河、安弶河、方塘河等主要引排及调度河道进行了概化，共概化河道28条，总长度54.8 km；概化河道断面约1 800个，断面平均间距约300 m；川水港闸、梁垛河闸、梁垛河南闸、方塘河闸等主要排涝闸门均采用MIKE11中的可控水工建筑物概化，见图2。

2.2 边界条件

研究区域为相对独立的排水区，河道水位主要受区域暴雨、沿海潮位等因素影响。平原区降雨产流过程采用MIKE模型的NAM模块计算，并以侧向入流的形式进入河道。对于外海潮位边界，模型验证过程中采用实测潮位过程；整治方案研究过程中，参考已有研究成果［4］，采用2年一遇设计排涝潮型。

2.3 模型验证

本次模型验证资料采用堤东垦区2007年汛期6月26日至7月12日资料，资料分为2个时间段，6月26日至7月7日通榆河沿线泵站未开机，堤东垦区涝水自排入海；7月8—12日通榆河沿线泵站开启代排里下河地区涝水。模型验证资料包含了灌区自排、代里下河排涝两种工况与现状工程运行管理基本吻合，可以作为设计工况进行验证，验证结果见图1。由图1可见，计算结果与实测值基本吻合，水位误差在±10 cm以内，表明本次概化模型方法及参数选定基本合理，可用于现状及整治方案的计算分析。

图1 模型验证结果

3 现状排涝能力分析

对研究区域遭遇5年一遇暴雨时河网水位进行了计算，典型代表点位置及水位计算结果见图2、表1。计算可得，河网水位总体呈西南高、东北低，三仓河及其北部主要节点水位为3.23～3.49 m（废黄河高程，下同），低于3.5 m的控制水位，现状排涝能力基本满足5年一遇标准；三仓河以南区域水位为3.49～3.72 m，大部分高于3.5 m，不足5年一遇标准。受现状闸下港道淤积等因素影响，闸门外排能力降低，现状东堤垦区排涝能力不能全部满足5年一遇标准。

表1 现状5年一遇水位计算成果

4 排涝整治方案研究

4.1 方案设计

以提高区域防洪排涝能力为目标，针对闸下港道淤积等问题，根据相关规划工程布局及规模，结合沿海岸滩演变特征，提出排涝整治方案（图2）。

图2 典型代表点位置

（1）三仓河闸下移（方案1）。老三仓河闸是建国后东台在沿海兴建的第一座中型挡潮排涝闸，于1955年完工，因入海港槽淤死而失去排水作用，目前已废弃。本次考虑将三仓河闸下移至条子泥围垦海堤处，恢复三仓河排涝入海的功能；同时对老方塘河、三仓河局部段进行疏浚，调整方塘河排区涝水经三仓河新闸入海。闸门规模根据相关规划成果确定［5］，闸门净宽为50 m、闸底板高程为-2 m。

（2）梁垛河南、北闸合并下移（方案2）。将梁垛河南北闸合并下移，并对新东河、南干河进行拓浚，扩大闸上配套河道排涝能力；同时疏浚老方塘河及三仓河局部河段，调整东南片区涝水经梁垛河新闸入海。闸门规模根据相关规划成果确定［5］，闸门净宽为75 m、闸底板高程为-2 m。

（3）新建方塘河排涝泵站（方案3）。在原方塘河闸北侧新建方塘河排涝泵站，通过泵站抽排方塘河区域涝水，增加区域强排能力，泵站规模初定为

100 m3/s。

（4）闸泵联排（方案4）。一方面下移新建三仓河挡潮闸，东延三仓河至新闸址，同时对老方塘河、三仓河局部段进行疏浚，新辟排涝口门；另一方面在方塘河闸北侧新建方塘河泵站，当外海出现高潮位，闸门自排受限时，通过泵站强排，进一步提高区域排涝能力。方案4为方案1和方案3的合并方案，工程布局及规模同方案1及方案3。

4.2 方案模拟结果分析

对各方案实施后的河网水位过程进行计算，并与现状河网水位进行对比，分析各方案整治效果，具体计算结果见表2。

表2 各整治方案5年一遇水位计算成果

（1）方案1的实施，可增加区域排涝口门，堤东垦区南部涝水通过新建方塘河闸直接东排入海，减轻了区域排涝压力。遇5年一遇暴雨时，堤东垦区整体水位为3.12～3.65 m，基本满足5年一遇标准。新建方塘河闸可增加排涝流量约145 m3/s（日均，下同），区域最高水位相比现状可降低0.07～0.31 m；尤其对三仓河区域排涝效果改善较明显，方塘河水位降低幅度均在0.15 m以上。

（2）方案2的实施，可改善现状梁垛河南、北闸闸下港道淤积情况，提升闸门外排能力。遇5年一遇暴雨时，堤东垦区整体水位为2.96～3.68 m，基本满足5年一遇标准。方案2可增加外排流量约130 m3/s，区域最高水位相比现状降低了0.04～0.37 m，但排涝效果好仅局限于梁垛河周边区域，对堤东垦区南部方塘河片区水位降低幅度较小。

（3）方案3的实施，可扩大区域强排能力，增加南部区域涝水出路。遇5年一遇暴雨时，堤东垦区整体水位为3.05～3.58 m，方案3可增加外排流量100 m3/s，区域最高水位相比现状降低了0.04～0.49 m，水位降低主要集中在工程局部区域，北部片区水位降低幅度较小。

（4）方案4的实施，既增加了区域排涝口门，又扩大了区域强排能力，有效提升了区域防洪排涝标准。遇5年一遇暴雨时，堤东垦区整体水位为2.91～3.49 m，全区可达5年一遇标准。新建方塘河闸可增加排涝流量约210 m3/s（日均，下同），区域最高水位相比现状可降低0.13～0.63 m，尤其对南部三仓河、方塘河片区排涝效果改善明显，方案4排涝效果好于方案1～3。

综上所述，各排涝整治方案中闸泵联排（方案4）水位较低幅度最大，排涝效果最好，可有效降低区域水位，提升堤东垦区防洪排涝能力至5年一遇。应当指出，工程区地处淤积型海岸，且靠近条子泥二分水，闸门排涝效果受外海岸滩演变影响较大；在条子泥二分水滩脊南移、西大港长期频繁摆动的背景下，下移新建排涝闸门的闸址选择仍需要进一步研究。

5 结论

本文以东台市堤东垦区为例，通过河网模型的建立和计算，分析了区域现状排涝能力和不同整治方案排涝效果，得到以下结论：

（1）采用MIKE11建立了东台市堤东垦区一维河网模型，并对模型进行了验证，验证结果表明该模型能较好地模拟研究区域的洪水过程，并用于排涝整治方案的研究。

（2）采用建立的模型对堤东垦区现状排涝能力进行计算，受排涝闸门闸下港道淤积等因素影响，区域现状排涝能力不能满足5年一遇标准。

（3）分析了不同整治方案排涝效果，结果表明采用下移排涝闸门、新建排涝泵站的闸泵联排模式（方案4），结合相关河道清淤等整治措施，可有效提升滨海平原河网区的排涝能力。