□劉 偉 □和宛琳 □劉曉琴（河南省水利勘測設計研究有限公司)

漯河市沙北地區(qū)防洪工程方案研究

□劉 偉 □和宛琳 □劉曉琴（河南省水利勘測設計研究有限公司)

受地形地質條件限制，漯河市規(guī)劃向沙北地區(qū)發(fā)展，而該區(qū)位于沙河超標準洪水行滯洪通道內，如何保證該區(qū)的防洪安全同時又減輕其對超標準洪水行滯的影響成為關鍵。由于研究區(qū)域內有鐵路、高速公路、堤防、房屋建筑和橋梁等各種阻水建筑物，洪水流態(tài)復雜。以往對該問題的研究采用了水庫聯(lián)合調洪法，未考慮洪水的水面比降和橫向流動等因素。文章采用先進的二維非恒定流數(shù)學模型，模擬計算行滯洪區(qū)內洪水演進，對各防洪方案的效果進行了模擬計算，為沙北地區(qū)的防洪工程方案提供了更可靠的依據。

行洪通道；二維非恒定流數(shù)學模型；城市防洪；防洪方案研究

1.概況

漯河市位于河南省中南部淮河流域沙、澧河匯合處，境內主要河流有沙河、澧河和潁河，澧河與沙河在市區(qū)交匯穿越，堤頂高出市區(qū)地面約3～4.5m，是漯河市城市防洪的主要河道。漯河市沙北地區(qū)是漯河市政治、金融中心，是市委、市政府和市直多個行政金融部門所在地，也是郾城區(qū)政治中心。沙北地區(qū)的孟廟鎮(zhèn)是孟平、京廣鐵路交匯處，區(qū)內有孟廟貨運編組站、國家糧油儲備庫等重要設施。

沙河洪水主要來自京廣鐵路以西山丘區(qū)，漯河以西一旦遭遇大暴雨，山洪猛溢，洪水峰高量大，直入平原，常形成大面積洪澇災害，給國家和人民群眾財產帶來巨大的損失。沙北地區(qū)位于潁河、沙河之間的洼地，是沙河超標準洪水的滯洪區(qū)域和行洪通道，地面高程約為55～62m。洼地南邊為沙河北堤，北邊為蜈蚣渠和潁河南堤，超標準分滯洪水沿著兩堤之間向下游行進。

2.研究背景

根據《漯河市城市總體規(guī)劃（2009～2030）》，沙北區(qū)擬向北擴至孟平鐵路，西至規(guī)劃的安信快速通道和京廣客運專線之間，東至京港澳高速公路以東，南至市界，擴大后城區(qū)面積約210km2，沙北建成區(qū)面積約77km2。由于城市向北擴建區(qū)處于洪水行滯通道中，如何保證該區(qū)的防洪安全同時又減輕其對超標準洪水行滯的影響成為必須研究的重要課題。

3.沙河漯河以西超標準洪水分洪

漯河以西規(guī)劃的超標準洪水分洪口門主要有襄縣西河沿扒口分洪入湛河洼、干江河鍋堵口自然分洪入小洪河，而向沙北地區(qū)分滯洪水的口門有霍堰和包頭趙，其中霍堰分洪口門規(guī)劃長度250m，包頭趙分洪口門分洪需要同時炸開泥河洼北堤及沙河南、北堤，規(guī)劃口門長度為148m。

沙河干流白龜山～岔河口段，發(fā)生流量超過3000m3/s時，洪水由兩岸漫溢，進入湛河洼或灰河洼、泥河洼滯蓄；當沙河岔河口以上北汝河和沙河干流入流量之和大于2800m3/s，預計漯河入流量超過3000m3/s，并將危及漯河市區(qū)和京廣鐵路及漯河以下沙河南堤安全時，在沙河左岸襄縣霍堰村附近扒口分洪入沙潁河夾河套地區(qū)行滯。泥河洼滯洪區(qū)蓄滿后，如洪水繼續(xù)上漲，預計滯洪區(qū)蓄洪堤有漫決危險時，則在舞陽縣包頭趙附近破泥河洼北大堤，在相應位置破沙河南、北堤，向沙河以北沙河與潁河河套地區(qū)分滯洪水。

4.沙北區(qū)防洪工程研究

4.1 防洪方案擬定

沙河超標準洪水從霍堰和包頭趙分洪后，將沿著沙河和孟平鐵路之間的洼地由西向東行進，部分洪水經過孟平鐵路下面的橋涵或漫溢鐵路泄流至孟平鐵路以北的蜈蚣渠、潁河右堤之間區(qū)域。洪水沿途經過村莊、鐵路、公路等諸多阻水建筑物，由于京廣鐵路、孟平鐵路和京港澳高速公路均高于地面較多，且預留涵洞的泄流能力較小，因此是影響沙河超標準洪水行滯洪的主要阻水建筑物。

根據最新漯河市城市總體規(guī)劃，考慮城市發(fā)展的需要，沙北區(qū)擬向北擴至孟平鐵路，西至京廣客運專線西約3km，東至京港澳高速以東2～3.6km，南至市界。因此，本次擬定了沙北區(qū)沙河超標準洪水沙北區(qū)防洪工程的4種方案，加上天然情況，共研究5種工況的防洪方案。各方案情況詳見表1，方案布置見圖1。

表1 沙北區(qū)防洪方案情況表

圖1 沙北區(qū)防洪方案布置圖

4.2 計算方法

沙北地區(qū)超標準行洪通道處在平原區(qū)，區(qū)域內地形由西向東傾斜，南高北低，超標準洪水分洪后沿洼地由西向東行洪。洪水除縱向流動外，橫向流動的特點也十分明顯。洪水在蜈蚣渠、潁河右堤和沙河左堤的約束下，受到孟平鐵路、京廣鐵路和京港澳高速公路的阻擋，洪水流態(tài)十分復雜，同時還要考慮不同工況和不同筑堤方案對行洪的影響，因此本次研究采用二維非恒定流數(shù)學模型計算。該模型在南水北調中線工程中廣泛應用于山前過渡區(qū)及平原區(qū)洪水演進計算，計算成果合理可靠。

4.3 洪水模擬

沙北區(qū)行洪通道洪水模擬分析采用二維非恒定流數(shù)學模型計算，計算區(qū)域約787km2，區(qū)域東西寬50km，南北寬4.4～22.6km。區(qū)域南側有沙河左堤、北側有蜈蚣渠和潁河右堤約束；京廣鐵路以西被孟平鐵路分割為南北2個區(qū)域，東西方向被京廣鐵路和京港澳高速分割為3個區(qū)域；霍堰分洪口位于計算區(qū)域的西側，包頭趙分洪口位于計算區(qū)南側的沙河左堤。

模型采用1/10000地形圖，并結合1/50000地形圖進行地形概化，網格為正方形，間距為200m，計算區(qū)共19682個網格。計算區(qū)域三維地形見圖2。根據計算區(qū)入匯流情況，經設計洪水分析計算，霍堰和包頭趙入流分別采用沙河霍堰和包頭趙分洪過程線作為計算區(qū)域入流洪水，然后采用模型進行洪水演進至計算區(qū)出流處。

圖2 計算區(qū)域三維地形圖

5.建議

漯河市沙北區(qū)位于沙河北堤與孟平鐵路之間的洼地，是沙河超標準洪水的行洪通道。根據《漯河市城市總體規(guī)劃（2009～2030）》，沙北區(qū)擬向北擴至孟平鐵路，西至規(guī)劃的安信快速通道和京廣客運專線之間，東至京港奧高速以東2.5km，南至市界。漯河市沙北區(qū)屬漯河市的一部分，但屬于單獨的防洪保護區(qū)，是漯河市的政治、文化、金融中心。根據沙北區(qū)的人口、面積及經濟發(fā)展情況和國家《防洪標準》（GB50201）的要求，在漯河以西現(xiàn)狀和近期工程情況下，沙北區(qū)的防洪標準應按100年一遇設防。

此次研究通過對漯河以西現(xiàn)狀、近期工程情況以及對1975年典型的100年一遇洪水進行分析，得出結論：一是漯河市沙北區(qū)城市擴建，由現(xiàn)在的塔河一帶向北擴建至孟平鐵路，行滯洪水位將有所升高。當漯河以西發(fā)生100年一遇洪水，現(xiàn)狀工程情況下，京廣鐵路在孟平鐵路以北沿線比方案一壅高0.41m；孟平鐵路以南比方案一、二保護范圍增大；京港澳高速公路沿線比方案一壅高0.11m，比方案二降低0.14m。方案三與城市發(fā)展現(xiàn)狀和規(guī)劃城區(qū)范圍相適應，整體壅高與方案一、二筑堤方案防洪影響相當，因此推薦該方案。二是沙北區(qū)擴建至孟平鐵路，使行滯洪水位有一定抬高，但整個保護面積增加，并可降低京廣鐵路與京港澳高速公路之間的洪水位，整體淹沒面積有所減少。三是沙北區(qū)作為漯河市的政治、文化、金融中心，一旦分滯洪水，將給國家財產及人民群眾生命安全造成嚴重損失。因此，應把城市防洪安全工程納入城市建設規(guī)劃一并考慮。四是規(guī)劃的安信快速通道位于漯河市規(guī)劃區(qū)西側，規(guī)劃路基較高，建議該快速通道的建設與漯河市城市防洪規(guī)劃堤防的建設相結合。

[1]李義天,趙明登,曹志芳.河道平面二維水沙數(shù)學模型[M].北京：中國水利水電出版社，

[2]劉偉,盧瑕,陳輝.南水北調中線沁河交叉斷面超標準洪水研究[J].人民黃河，2008,(9).

2012-06-29