浦阳江流域蓄滞工程布局调整治理思路研究

郦于杰，张晓波，郑雄伟，刘俊威，陈鑫涛

(1.浙江省水利水电勘测设计院有限责任公司，浙江 杭州 310002；2.浙江省水利发展规划研究中心，浙江 杭州 310012)

0 引言

长期以来，浙江省降水时空分布较不均匀，范围广、强度大、暴雨频繁、极端性高，是我国洪涝灾害较为严重的省份之一。洪水的季节性强、来势凶猛、峰高量大，而中下游河道泄流能力常常相对不足，在安排修建上蓄水库、中游建设堤防和整治河道的同时，利用蓄滞洪体系有计划主动分蓄流域超额洪水，是流域防洪减灾的重要手段之一，尤其在防御超标准洪水中具有不可替代的作用[1-4]。

随着社会经济发展和人类活动加剧，湖泊等低洼地带被逐渐侵占，洪水的自然调蓄能力大为降低，“非汛期人走水路、汛期水走人路”的人水争地矛盾日益加剧，社会经济发展与防洪安全的矛盾日趋尖锐。防洪减灾的理论与实践表明，一方面，既不能大量修建水库拦蓄上游洪水，也不能无限制加高河道堤防，必须充分发挥水库、堤防、蓄滞洪区等防洪工程的综合效益；另一方面，需根据流域洪水出路的现实情况，实现由控制洪水向洪水管理转变，积极推进蓄滞洪区布局优化调整和建设，确保关键时刻“分得进、蓄得住、退得出”[1-3，5]。

如何在浙江高质量发展建设共同富裕示范区的创新实践中充分发挥水利作用，完善防洪工程体系，筑牢防洪安全屏障，统筹协调洪水蓄滞空间和社会发展空间的关系，是亟需研究的课题。本文以浙江省浦阳江流域为例，研究提出防洪蓄滞工程布局优化调整方案，以期对进一步完善防洪体系提供新思路。

1 浦阳江防洪能力现状

1.1 流域基本概况

浦阳江是浙江省母亲河钱塘江的重要支流，干流经金华浦江县、绍兴诸暨市、杭州萧山区，支流涉及金华义乌市和东阳市、绍兴柯桥区、杭州富阳区等地，干流全长150km，流域面积3455km2。遵循“上蓄、中分、下泄”的防洪总体格局，浦阳江已初步形成以通济桥、安华、陈蔡、石壁、永宁等大中型水库与高湖蓄滞洪区为防洪骨干控制性工程，辅以中小型水库、干支流堤防、沿江闸泵站的防洪排涝体系。浦阳江目前已建成12座大中型水库，总库容约5.3亿m3，总防洪库容约1.4亿m3；已建成高湖蓄滞洪区，滞洪库容约0.58亿m3；干流通济桥水库以下已全线建堤闭合，堤防长度约306km；已建成排涝泵站81座，总设计流量约700m3/s[6-7]。

1.2 成灾原因分析

(1)气候条件。6月中旬—7月中旬，由于西太平洋副热带高压的季节性北跳与东亚季风的向北移动，浦阳江梅汛期持续时间长、降水集中且强度较大。7月下旬—9月下旬，受台风活动影响，浦阳江台汛期极端降水频发，防御难度极大。

(2)地形条件。浦阳江安华至湄池区间的沿江地势为上、下游高，中游低，形似锅底状，且各支流除凰桐江、永兴河外，多在中游诸暨城区附近汇入。洪水期上游来水陡涨陡落，而中游河道狭窄曲折，宣泄缓慢不畅，极易造成洪涝灾害。

(3)潮洪顶托。浦阳江在闻家堰汇入钱塘江，此处已属感潮河口段，潮汐作用明显，影响范围可至西江王家堰、东江讨饭堰。同时，汛期常常遭遇富春江洪水，浦阳江下泄受阻，水位壅涨抬高。因此，浦阳江洪水期易受杭州湾潮汐和钱塘江洪水顶托双重影响。

1.3 防洪突出薄弱环节

随着社会经济发展和人类活动加剧，浦阳江干流逐渐暴露出源头洪水控制能力仍显不足、蓄滞洪区布局尚需优化调整等问题。在实际防汛调度工作中，对协调中上游治水矛盾、提升安华以上防洪滞洪能力，对优化调整蓄滞洪区布局、切实保障蓄滞洪区分洪蓄洪作用，均有十分迫切的需求[6-9]。

1.3.1上蓄不充分，源头洪水控制能力仍显不足

安华水库是浙江省建国后最早开工建设的八大水库之一，位于浦阳江干流，地跨浦江、诸暨两地，坝址位于诸暨安华镇，淹没区涉及浦江白马镇、诸暨同山镇。水库集水面积635km2，于1958年建成，2017年除险加固后总库容5838万m3，设计防洪库容4125万m3，是流域防洪调度频次最高的关键性枢纽工程，也是浙江省唯一一座工程任务仅为防洪滞洪的大中型水库。

因历史遗留问题，安华水库长期未能发挥原设计防洪作用。一是原政策处理标准与现行标准有差距，水库历史政策处理补偿标准偏低，原移民高程较10年一遇洪水位低1.01m，较20年一遇洪水位低1.52m，低于SL 290—2009《水利水电工程建设征地移民安置规划设计规范》要求的移民标准10～20年一遇，也低于浙江省新建(改建、扩建)大中型水库20年一遇的移民标准。二是原政策处理范围有移民回流，目前原移民高程以下396人尚在居住(浦江225人、诸暨171人)。水库滞洪超过27.5m(水库原移民高程30.09m、防洪高水位32.09m)就有两地纠纷，受限制运用防洪库容约2529万m3，占总防洪库容的61.3%。

根据《浦阳江流域防洪规划》(浙水计〔2019〕12号)，规划工况下(安华水库恢复原设计防洪能力、浦阳江源头新建双溪水库)，安华以上防洪库容模数(单位集水面积设置的防洪库容值)仅为9.0万m3/km2，低于浦阳江主要支流大陈江的10.1万m3/km2(八都-巧溪水库)、开化江的25.6万m3/km2(陈蔡-石壁水库)、枫桥江的13.7万m3/km2(征天-永宁水库)，也低于浙江防洪为主水库15～30万m3/km2的防洪库容模数，防洪能力相比本流域支流、其他流域均有明显不足。

1.3.2中分损失大，蓄滞洪区布局尚需优化调整

高湖蓄滞洪区(以下简称“高湖”)是浙江省5个蓄滞洪区之一，也是规模最大的蓄滞洪区，原设计滞洪库容约5800万m3，于1954年建成，在20世纪50—60年代曾先后分洪7次，起到了较好的防洪减灾作用。随着高湖内生产要素和社会财富的积聚，逐渐暴露出分洪淹没土地范围广、经济损失高、分洪后经济补偿政策缺失等问题，现实启用困难。自1962年至2021年烟花台风前，59年中共有4次达到分洪标准而未启用，“19700626”“19730517”“19770616”“19970709”洪水均出现其他湖畈决堤。

“20110616”洪水后，根据浦阳江流域防洪调度的工作实践，诸暨市提出高湖分级分区改造工程，在“防洪功能不改变、分洪总量不减少、启用条件不提高”的前提下，通过新建隔堤与分洪设施，将高湖划分为高湖一区和除一区之外的高湖二区。一区面积约0.9万亩，滞洪量约2700万m3，二区面积约1.3万亩，滞洪量约3100万m3。当浦阳江发生10年一遇洪水时启用高湖一区，当发生20年一遇洪水时启用高湖二区。高湖改造工程于2015年启动征迁，2017年动工建设，目前主体工程已基本完工。2021年烟花台风期间，高湖时隔59年后首次开闸分洪，为下游腾挪宝贵的时间与空间，防洪效益显著。

高湖位于诸暨市浣东街道，作为城东新城的重要组成部分，区位优势明显。高湖一区目前可正常运用，而高湖二区范围主要涉及耕地约0.2万亩，珍珠水产养殖约0.5万亩，工厂企业用地约0.3万亩，现有人口约1.4万人，企业约30家，经初步测算，高湖二区分洪直接损失约8亿元，现实启用与搬迁难度极大。若在流域中下游寻找如连七湖、下四湖等湖畈或湖畈群作为等效调整方案，同样存在占用土地多、限制区域发展等问题，且因地形地势原因，达到相同作用需设置更大的蓄滞库容。

2 布局调整治理思路

2.1 基本思路

本文以“遵循格局、优化布局、整体谋划、总体提升”为基本原则，在“上蓄、中分、下泄”的防洪总体格局基础上，以流域“上蓄、中分”总体功能不降低，对上下游地区的防洪安全不产生不利影响为目标，在满足流域50年一遇防洪标准的前提下，提出安华水库扩容、新建同山蓄滞洪区、高湖蓄滞洪区现代化改造等干流防洪能力提升工程，由此优化调整部分高湖二区分滞洪功能的调整治理思路。

安华水库具有控制面积大、防洪受益范围广的优势，本身库区具备下挖扩容的条件；规划同山蓄滞洪区位于安华水库西侧，通过连通隧洞，可实现同步蓄泄。“安华扩容+新建同山”实施后，非正常运用的滞洪库容变为正常运用的防洪库容，调度更灵活，保护范围也更大，是高湖二区的理想替代工程，不仅可解决安华水库自身的历史遗留问题，更能进一步优化流域防洪格局，助力区域发展，进而实现“源头增效、等量优效、一举两得”。

2.2 调整方案

2.2.1计算模型

(1)计算原理

采用自主研制开发的漫垸网河准二维与网河一维混合模型非恒定流计算程序[10]，建立整个浦阳江流域内的水利计算模型。该模型的基本原理为采用四点中心加权隐式差分格式求解圣维南偏微分方程组：

(1)

(2)

式中，B—水面宽度，m；z—河道水位，m；Q—流量，m3/s；q—单位长度旁侧流量，m3/s；v—断面平均流速，m/s；g—重力加速度，m/s2；K—单位过水面积的流量模数，m3/(s/m2)。

以四点中心加权隐式差分格式将上述偏微分方程组化为差分方程组，并与河汊方程、闸汊方程、边界条件、初始条件共同构成相应的非线性方程组，采用牛顿迭代法求解，进行计算得出各断面的水位、流量过程。该水利计算模型可定量分析河道洪水演进的水流特性，并可考虑漫滩行洪、倒堤分洪及闸、泵、堰、坝等多种形式水利工程措施的防洪效果，在浙江省水利规划设计中应用广泛，模拟性能良好。

(2)河网概化

选取浦阳江干流(安华水库以下)、支流浦阳东江、大陈江、开化江、五泄江、枫桥江、凰桐江及永兴河形成一个概化水系。湖畈按工程特性分为一般湖畈、高湖蓄滞洪区、滞洪湖畈等3类，均概化为概化湖泊，共计57个，概化湖泊与主河网的联接方式采用分洪闸或倒堤堰形式。湖畈滞蓄能力按各片高程-容积曲线推求，当湖畈外围堤防遭遇超设计标准洪水时倒堤分洪，湖畈堤防外侧滩地作为概化河网断面的边滩槽蓄作用处理。

(3)边界条件

干流安华水库、大陈江龙潭、开化江毛村滩、五泄江水磨头、枫桥江骆家桥、凰桐江横力口、永兴河丰产堰、洪浦江寺下张等8处控制断面作为上边界，采用流量过程线；闻家堰控制断面作为下边界，采用水位过程线。流域内山区性小支流入流过程按主河道旁侧入流处理，本次概化集中入流26条。

(4)遭遇组合

20年一遇及以下设计洪水，遭遇富春江1977年6月15—19日实际潮位；流域50年一遇设计洪水闻家堰20年一遇潮位过程(以闻家堰历年6月份最高潮位排频，按1977年6月16日洪水对应的实测潮位过程缩放)。

2.2.2方案工况

以不抬高流域主要控制断面(太平桥站、湄池站)原规划水位为原则，拟定两个调整方案，各方案计算工况见表1。原规划采用《浦阳江流域防洪规划》(浙水计〔2019〕12号)中不考虑新建双溪水库的推荐方案；方案1在原规划基础上，不启用原高湖二区，考虑安华水库扩容提升工程(扩容3700万m3)；方案2在原规划基础上，不启用原高湖二区，考虑安华水库扩容提升工程(扩容1500万m3)、新建同山蓄滞洪工程、高湖蓄滞洪区现代化改造工程3项组合优化调整工程。

表1 浦阳江流域50年一遇设计洪水防洪格局方案

2.2.3调整效益

遭遇流域50年一遇设计洪水，各方案主要控制断面水位结果见表2。方案1与原规划相比，太平桥站沿程水位降低1.73～0.11m，西江沿程水位降低0.09～0.02m，东江高湖分洪口～五浦头降低0.04～0.02m，横塘村-江爿头由于失去高湖二区分洪，水位略有壅高，壅高幅度为0.05～0.01m，湄池站及以下水位无变化。

表2 流域50年一遇水利计算成果(水位) 单位：m

方案2与原规划相比，太平桥站沿程水位降低1.35～0.17m，西江沿程水位降低0.12～0.03m，东江高湖分洪口-江爿头水位降低0.09～0.07m，横塘村-墨城电排由于高湖二区分洪规模减少，水位略有壅高，壅高幅度为0.03～0.01m，湄池站及以下水位无变化。

从太平桥站水位及整体水位看，方案1与方案2均能满足优化调整高湖二区的要求。方案1由于安华水库扩容规模更大，使得安华站-会义桥区间水位降低更明显；方案2由于高湖二区增加分洪1000万m3，会义桥-太平桥站区间、西江沿程水位降低更明显，东江壅高程度也更小；方案1跟方案2对湄池站及以下水位影响不大。

“上蓄、中分”成果见表3。方案1与原规划相比，上蓄合计增加3656万m3，其中安华水库增加3656万m3，其余水库上蓄作用不变；中分减少3048万m3，其中高湖减少3103万m3，5个20～50年一遇启用的非常滞洪区增加71万m3，支流洪浦江减少16万m3。方案2与原规划相比，上蓄合计增加2471万m3，其中安华水库增加1882万m3，同山蓄滞洪工程增加589万m3，其余水库上蓄作用不变；中分减少2169万m3，其中高湖减少2096万m3，5个20～50年一遇启用的非常滞洪区减少70万m3，支流洪浦江减少3万m3。

表3 流域50年一遇水利计算成果(蓄滞水量) 单位：万m3

从分洪水量看，2个方案均可实现优化调整高湖二区的作用。但是，方案1安华水库诸暨区域需扩挖至库底10m高程，工程调度较为不便，且与浦江区域落差达10m，极易造成河床冲刷；方案2从系统优化、共同富裕角度出发，实施3项组合工程，遵循“系统治理、多点挖潜、多措并举”的治理思路。安华水库扩容工程、同山蓄滞洪工程均已纳入浙江省“三区三线”项目库，基本无用地指标问题；高湖蓄滞洪区现代化改造工程在高湖一区基础上增加1000万m3滞洪库容，且尽可能避开土地征用和移民，实现高湖蓄滞洪区“挖潜”的最大化。总体考虑，推荐方案2。

3 结语

浦阳江流域先天防洪条件较差，历来是浙江省防汛重点河流。为破解安华水库上蓄能力弱、高湖蓄滞洪区中分难实施的困局，以流域“上蓄、中分”总体功能不降低，对上下游地区的防洪安全不产生不利影响为目标，在满足流域50年一遇防洪标准的前提下，提出安华水库扩容、新建同山蓄滞洪区、高湖蓄滞洪区现代化改造等干流防洪能力提升工程，由此优化调整部分高湖二区分滞洪功能的调整治理思路。合理调整流域蓄滞工程布局，统筹协调洪水蓄滞空间和社会发展空间的关系，是取得区域经济高质量发展、流域防洪安全共赢效益的必要措施与优选方案。