清江上游干流恩施城区现状防洪能力评价

陈好山 黄亚滨 邹 润

湖北省恩施州水文水资源勘测局 湖北 恩施 445000

恩施市位于清江干流上游，湖北省西南部，为恩施土家族苗族自治州州府所在地。恩施城区北起龙凤镇，南至大沙坝，形成长约20 km，宽为10 km的地域，辖舞阳、小渡船、六角亭、七里坪、金字坝街道办事处、恩施州高新技术经济开发区、龙凤镇部分区域。

清江自北向南流经恩施主城区，在城区南端连珠大桥折向东流，进入长约1.5 km的峡谷区后汇入清江中游。恩施城区防洪工程自2001年12月开工建设，规划内主城区清江干流及部分支流沿河堤防、护坡、护岸基本建设完毕并投入使用。因城市发展及市政建设改变了部分河段河岸现状，造成部分地段现状防洪能力标准降低，开展分析研究恩施城区防洪能力显得尤为必要。

1 自然地理

恩施城区为构造凹陷盆地，四周高、中间低。属于剥蚀性低山丘陵区，除清江较宽外，其他河流河道相对较窄，两岸多为阶地级平缓冲积滩地和较多大小山坡。带水河、龙洞河、蔡家河、麻园河、盐水溪、高桥河、高井河、巴公溪（四道河）等支流分别在左右岸汇入清江。

1.1 气象特征

恩施市属亚热带季风气候区，气候温和湿润，四季分明，雨热同期。多年平均气温16.2℃，年平均日照时数1267.2h，无霜期262d。雨季自4月开始，9月底或10月初结束。年降水量主要集中在4～9月，占年降水量的70%以上，其中以7月最大。恩施城区以上流域多年平均降水量1476.0mm（为清江流域暴雨地区）。流域上游滴水岩、见天坝、青堡一线形成一条多雨带，流域上游年降水量的地区分布与地形、地势的高程变化相一致，地势愈高降水量愈大，地形的抬升对降水量大小有很重要的影响。

1.2 水文特征

清江上游为山区峡谷型河流，流域狭长，河道狭窄，河道比降大，两岸陡峭，河道调蓄能力小，洪水汇流时间短，陡涨陡落，属山溪性河流。洪水一般出现于5～9月，其中6、7、8月占78.1%，且7月份发生频率最高。丰水期（4月～9月）水量占全年水量的70%以上，枯水期（10月至次年3月）水量不足30%。

2 现状防洪能力

恩施城区除清江、带水河等一江八水穿城而过外，还有水库、堤防、桥梁等涉河工程影响防洪能力。

2.1 河流

（1）清江：城区连珠大桥下游大沙坝至大龙潭水库坝址河段，两岸为恩施中心城区范围，影响范围包括枫香坪、大龙潭、头道水、五峰山村，旗峰坝、黄泥坝、民族路、机场路、大桥路、凤凰路、舞阳大街、官坡、书院、胜利街、城乡街社区；（2）带水河：清江与带水河汇合口至龙凤坝水保站河段，影响范围包括龙凤镇小龙潭、龙凤、三河、三龙坝村；（3）麻园河：清江入口至建恩高速公路高架桥河段，影响范围包括旗峰社区，何功伟村；（4）盐水溪：汇合口春光家园至建恩高速公路高架桥河段，影响范围包括松树坪村、旗峰社区；（5）龙洞河：清江入口风林渡至五谷庙河段，影响范围包括三孔桥、窑湾社、官坡社区；（6）巴公溪：巴公溪大桥至绕城线高架桥河段，影响范围包括头道水村、谭家坝村；（7）高桥河：连珠大桥至龙麟宫河段，影响范围包括书院社区，头道水、月亮岩、高桥坝村；（8）高井河：南门大桥至施南名都河段，影响范围包括城乡街、书院、解放路社区；（9）蔡家河：大沙坝至落水洞河段，影响范围包括五峰山、鸭子塘村。

2.2 水利工程

水库。影响恩施城区防洪的水库有大龙潭、高桥、月亮岩、山溪沟、金马、喻家河等水库。河堤。城区涉河堤防达14.0km，防洪墙4.11km。涉河工程。恩施城区主要涉河工程有原红庙电站拦河坝，污水处理系统工程沿河搭设的污水管网、检查井，清江带状公园工程一期建设修建的亲水步道、河道音乐喷泉、凤凰桥旅游码头、钢板坝、桥梁等。

2.3 防洪能力分析

清江干流恩施城区段分析范围自大龙潭水库坝址至大沙坝河段，评价河长16.4 km，防洪能力评价采用恩施水文站收集的实测水文资料，并以恩施水文站为控制站推求清江干流设计水面线。

2.3.1 设计洪水推算

（1）水文站网及资料采用

清江上游具有40年以上水位、流量资料系列的水文站有2处（恩施水文站、利川水文站），降水量资料系列的站点有11处。各降水量站、水文站均系国家基本水文站网，各年资料均按国家规范进行测验、整编、刊印，资料可靠，可供分析推算引用。

（2）代表性及一致性分析

恩施水文站为清江上游控制站，测验项目有降水、水位、流量、泥沙等。在采用资料的61年系列中，含有特大水年、大水年、小水年及特枯水年。经分析并与降水量资料对照检查，样本系列具有较好的代表性，满足分析评价要求。

恩施水文站位于大龙潭水库下游11km处，为保证资料系列的一致性并考虑上游大龙潭水库调蓄对资料一致性影响，资料系列只选用1958～2005年（大龙潭水库于2006年建成投入使用）。由于恩施水文站实测资料系列较长且代表性较好，故采用恩施水文站的实测洪水系列（1958～2019年）及洪水调查资料推求清江干流恩施城区河段设计洪水是合理的。

（3）历史洪水重现期考证及设计洪水

经调查考证，1860年恩施城区发生历史最大洪水，推算洪峰流量为4390m3／s，1896年为次大洪水推算洪峰流量为4110m3／s。1989年实测最大洪峰流量为4300m3／s，2020年实测洪峰流量为3800m3／s，故1989年、1896年洪水均作特大洪水处理。

在计算历史洪水重现期时，其考证期可从1860年起算，因此在146年中1860年洪水位居第一，可定性定位不参与计算，1989年、1896年洪水分居二、三位，与恩施水文站实测系列1958～2019年组成不连续样本系列。

根据分析的不连续样本系列进行频率计算，并采用PⅢ型曲线适线，计算出恩施水文站各设计频率洪峰流量[1]。PⅢ型曲线适线图及成果见表1。

表1 恩施水文站设计洪峰流量成果表

由于大龙潭水库位于恩施城区上游，对清江上游洪水具有调节作用，根据《清江大龙潭水利枢纽初步设计报告》调洪演算成果，不同设计洪水削峰流量见表1，本次设计仍采用初设成果。由于大龙潭水库与恩施水文站距离较近，不考虑削峰流量的坦化，恩施水文站设计峰量直接减去其削峰流量为大龙潭水库调节后恩施水文站不同设计频率洪峰流量。

2.3.2 设计洪水水面线推求

由于河道整治，恩施水文站测验断面控制条件发生了变化，河床及岸边糙率减小，根据分析计算并高水延长后得到恩施水文站综合水位流量关系曲线，通过设计洪峰流量查算得到恩施水文站设计洪水水位成果。

计算原理

采用天然河道恒定非均匀流渐变流水位沿程变化微分方程[2]。

-dz/dl=(ζ+α)d(υ2/2g)/dl+Q2/K2

改写为差分方程

Z上+(υ2上/2g)= Z下+(υ2下/2g)+hf+he(伯努利方程)

Z上=Z下+hf-(1-α)(υ2上-υ2下)/2g

式中：

ζ:局部损失系数

α：扩散系数(V上＞V下取0.5，V上＜V下取0)

n：粗糙系数

K：输水系数

hf：摩阻损失hf=（υ2上/2g-υ2下/2g）L/2

he：扩散损失he=α（υ2上/2g-υ2下/2g）

2.3.3 现状防洪能力分析

自大龙潭水库坝址至下游大沙坝河段共选取38个典型河道断面，经分析计算，恩施城区总体现状防洪能力整体满足20年一遇防洪标准，局部不足5年一遇防洪标准，见表2。

表2 恩施城区清江干流两岸防洪分析评价成果表

2.3.4 现状防洪能力评价

根据分析结果评价，恩施城区官坡、南门、巴公溪等部分区域低洼地段防洪能力较低，不足五年一遇防洪标准。

（1）发生5年一遇洪水。主要受淹范围为龙洞河淹没区州烟草公司宿舍楼外、南门淹没区巴公溪左岸恩咸公路，涉及官坡、城乡街等4个社区及谭家坝、头道水村，共367户。

（2）发生5～20年一遇洪水。主要受淹范围为淹没范围涉及桔园淹没区、北门淹没区、东门淹没区、龙洞河淹没区、南门淹没区，因巴公溪大桥、南门大桥、官坡桥淹没而造成部分交通中断，涉及凤凰路、官坡、城乡街等11个社区及谭家坝村、头道水村，共1554户。

（3）发生20～50年一遇洪水。主要受淹范围为红庙淹没区、凤凰路淹没区、桔园淹没区、小渡船淹没区、施州大桥淹没区、北门淹没区、东门淹没区、龙洞河淹没区、南门淹没区，会造成较大范围交通中断，涉及凤凰路、解放路、胜利街等18个社区及谭家坝村、头道水村，共10595户。

（4）发生50年一遇以上～大龙潭水库溃坝洪水。主要受淹范围为红庙淹没区、凤凰路淹没区、桔园淹没区、小渡船淹没区、施州大桥淹没区、北门淹没区、东门淹没区、龙洞河淹没区、南门淹没区，会造成较大范围交通中断，涉及凤凰路、黄泥坝、三孔桥等19个社区及小龙潭村、大龙潭村等7个村，共16140户。

3 问题及建议

3.1 问题

（1）恩施城区整体防洪标准满足20年一遇，局部不足5年一遇，与城区规划要求达到50年一遇防洪标准还存在一定差距。（2）城区上游水库防洪调蓄能力不足，没有综合性防洪控制性工程。大龙潭水库防洪库容仅2700万m3，调节能力有限，发生中小洪水时能发挥一定调蓄作用，但发生大洪水时其防洪库容不能满足恩施城区防洪要求。（3）城区部分区域河堤尚未达到设计防洪高程或存在豁口，未形成完整的防洪封闭圈。（4）城市开发建设弃土弃渣淤塞排洪排涝通道，降低了部分河段行洪能力。（5）城区上游水库还没有实现联合调度，不利于城市防洪调度。

3.2 建议

（1）建设湿地公园，预留滞洪区。官坡、巴公溪等区域原本是自然形成的滞洪区，由于城市发展变成了人口聚集区。可采取拆迁异地还建等方式将区域内居民全部迁出，采取建设湿地公园等方式给洪水让路，提高城市整体防洪能力。（2）封闭豁口完善堤防。加强河堤建设力度，提高整体防洪标准。（3）推动“上蓄”工程建设，强化水库群联合调度。目前恩施城区已经完成“中防”和“下泄”工程建设，需加快推进上蓄工程姚家坪水库建设，并强化水库调度，使恩施城区整体防洪能力达到50年一遇。

4 结束语

随着恩施市城区经济社会发展，城区规模和经济总量不断增大，人口也会不断增加，洪水灾害造成的损失也势必逐渐增大。恩施城市防汛事关群众生命财产安全，事关社会稳定大局。各级各有关部门要切实提高政治站位，把城市防汛工作摆在重要位置，增强紧迫感责任感，抓早抓细抓实各项防御措施，全面夯实城市防汛基础。除了工程措施以外，还需要加强水雨情自动测报及洪水预测预警系统建设，完善城区水雨情站网短板，为城区防汛抢险提供技术支撑；还要加强执法监督，禁止在行洪、滞洪区内进行新建或改扩建工程。如城市发展必须建设，应进行防洪影响综合评价工作，并由水行政主管部门或防汛主管部门审批，进行科学规划与严格管理；还需要加大防灾减灾知识宣传力度，科普应急避险知识和能力，提高全民防洪减灾意识；还需要强化统筹协调，加强备汛防范和全过程管理，扎实开展隐患排查整治，完善极端天气应对措施，推进排水防涝工程建设，全面提升城市防汛能力水平；还需要压实工作责任，明确职责分工，完善协同联动机制，畅通信息共享渠道，做好预警和应急保障，确保安全度汛。