王 琴，蘇 晨，胡繼剛

(河海大學(xué)設(shè)計研究院有限公司，江蘇南京210098)

0 前言

近年來，南京經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)提出“建設(shè)成為國際化、創(chuàng)新型、生態(tài)型臨港產(chǎn)業(yè)新城”，并明確龍?zhí)缎鲁亲鳛殚_發(fā)區(qū)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的主戰(zhàn)場。龍?zhí)缎鲁菍⒁劳懈劭?、綜保區(qū)，重點發(fā)展“現(xiàn)代物流、保稅貿(mào)易服務(wù)、裝備制造、生物醫(yī)藥等現(xiàn)金制造業(yè)”等產(chǎn)業(yè)，打造現(xiàn)代臨港產(chǎn)業(yè)新城。

自建國以來，棲霞區(qū)為治理水患，陸續(xù)興建了一大批水利工程，區(qū)域防洪排澇能力有了較大提高。但是，項目區(qū)現(xiàn)狀水利基礎(chǔ)設(shè)施主要服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，建設(shè)標準與龍?zhí)懂a(chǎn)業(yè)新城總體發(fā)展規(guī)劃的防洪排澇要求尚有較大差距。為盡快提高區(qū)域防洪排澇能力，最大限度降低洪澇災(zāi)害損失，為龍?zhí)缎鲁墙?jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境改善提供良好的水利基礎(chǔ)設(shè)施條件，對龍?zhí)缎鲁沁M行防洪排澇規(guī)劃十分必要。本文針對龍?zhí)缎鲁欠篮榕艥痴归_水文分析。

1 項目區(qū)概況

龍?zhí)缎鲁俏挥谀暇〇|門戶的位置，北依長江，西靠棲霞山，南擁寶華山，距南京市區(qū)約35 km，總面積112 km2。屬于北亞熱帶濕潤氣候帶和季風環(huán)流的海洋性氣候區(qū)，季風顯著，冬冷夏熱，四季分明，日照充足，降水充沛。年平均氣溫15.3℃，歷年最高氣溫40.7℃，歷年最低氣溫-14℃。平均日照時數(shù)約為2100 h，平均無霜期7個月。全區(qū)多年平均水面蒸發(fā)量821.1 mm。

雨量在年際、季節(jié)之間差異較大，豐枯明顯，降雨量分布不均。據(jù)多年的資料統(tǒng)計，全區(qū)多年平均降雨量為1035.4 mm，其中63.6%降水集中在5月～9月汛期，豐水年高達1794.3 mm(1991年)， 枯水年僅有521.5 mm(1978年)； 汛期(5月～9月)平均降雨量為657.1 mm，汛期最大降雨量1355.6 mm(1991年5月～9月)， 最小降雨量262 mm(1978年5月～9月)，最大日降雨量293.1 mm(1972年7月2日)，最大三日降雨量325.0 mm(1991年6月12日～14日)，多年平均地表水資源量1.24億m3。

沿線地區(qū)年平均氣溫在15℃，全年七八月份最熱，歷年七八月份最高氣溫32℃～38℃左右，以1月份最冷，歷年1月份平均最低氣溫-1.5℃，極端最高氣溫43℃，極端最低氣溫-14℃，最大凍土深度9 cm～10 cm，無霜期230 d左右。全年日照1989.2 h左右。

沿線地區(qū)年平均降水量1124 mm，降水日124.2 d，雨季高在6月～8月，雨量占全年50%以上，從每年6月下旬～7月中旬，相對濕度最大(76%～81%)，陰雨天多，是江南的霉雨季節(jié)。

2 防洪排澇水文分析

2.1 研究范圍確定

規(guī)劃范圍內(nèi)骨干外河主要有長江龍?zhí)抖?、便民河、三江河、七鄉(xiāng)河，根據(jù)各河道匯水范圍和支流水系情況確定項目的研究范圍，研究范圍包括流域匯水范圍、港區(qū)片以及靖安圩北片。

2.2設(shè)計暴雨選取

便民河、七鄉(xiāng)河流域缺乏長系列短歷時雨量觀測資料，采用查《江蘇省暴雨參數(shù)圖集》(2005版)(以下簡稱《圖集》)的方法，查算最大24 h不同頻率的設(shè)計暴雨，查算結(jié)果見表1。根據(jù)最大24 h設(shè)計面暴雨值，選取對防洪不利的典型暴雨過程進行同倍比放大得到設(shè)計面暴雨過程，凈雨過程按暴雨圖集中的方法、每小時扣損1 mm得到。

表1 便民河、三江河及七鄉(xiāng)河流域短歷時暴雨頻率參數(shù)及設(shè)計暴雨

本次選取鄰近安基山水庫站1991年、2008年和堯化門站2009年三場實測典型暴雨過程進行對比分析，通過分析比較，安基山水庫站1991年暴雨為單峰雨型、峰值較大，峰現(xiàn)時間相對靠后，對防洪安全最為不利，作為選定的典型暴雨過程。選取的安基山水庫1991年暴雨總雨量為233.9 mm，最大1 h暴雨量為60.5 mm。

2.3 設(shè)計洪水計算

根據(jù)流域匯水分區(qū)，地形概化為山丘區(qū)、山圩混合區(qū)、圩區(qū)。其中山丘區(qū)和山丘平原區(qū)分別選用相應(yīng)的單位線進行匯流計算[1]，圩區(qū)根據(jù)排澇產(chǎn)流量和排澇能力決定外排過程，匯流分片內(nèi)有水庫的將水庫集水面積單獨調(diào)洪，然后疊加到該片區(qū)出流。

(1)模型建立

根據(jù)各匯水分區(qū)出流位置，概化到河道入流節(jié)點，建立河道一維非恒定流模型[2]計算河道水面線和斷面流量過程。上邊界為流域各分區(qū)支流入流過程，下邊界遭遇河口長江潮位。非恒定流計算模型示意圖見圖1。

圖1 非恒定流計算模型示意圖

(2)河道糙率的選取

便民河、三江河、七鄉(xiāng)河糙率取值0.023。

(3)設(shè)計潮位過程

采用年最大法選取年最高潮位系列資料。利用1953年～2010年共58 a南京站年最高潮位系列資料，頻率曲線的線型選用P-Ⅲ型，采用適線法進行參數(shù)估計計算南京站50 a一遇最高潮位設(shè)計值，得結(jié)果為8.44 m。

由南京下關(guān)站不同重現(xiàn)期的潮位，按照水面線比降法分別推求七鄉(xiāng)河河口、三江河河口及大道河河口處相應(yīng)重現(xiàn)期潮位，見表2。

表2 各河口設(shè)計潮水位 單位：m

(4)防洪標準

根據(jù)《防洪標準》(GB 50201-2014)，結(jié)合《南京城市防洪規(guī)劃(2017-2035)》《龍?zhí)缎鲁强傮w規(guī)劃(2015-2030)》等對龍?zhí)缎鲁欠篮榕艥车囊?，確定本次防洪排澇標準：

防洪標準50 a一遇，有條件可提高至100 a一遇。便民河、三江河防洪標準為能夠抵御50 a一遇洪水；七鄉(xiāng)河龍?zhí)缎鲁蔷硟?nèi)防洪標準按照入江口防洪標準，為能抵御100 a一遇洪水。

(5)工況組合分析

50 a一遇工況組合：20 a一遇洪水遭遇長江50 a一遇潮位與50 a一遇洪水遭遇長江91.7潮位兩種工況，由于七鄉(xiāng)河、三江河、便民河為通江河道，受長江回水影響河段要達到長流規(guī)回水的擋洪要求，因此取外包線作為50 a一遇設(shè)計洪水位。

100 a一遇工況組合：20 a一遇洪水遭遇長流規(guī)潮位與100 a一遇洪水遭遇長江91.7潮位兩種工況，取外包線作為100 a一遇設(shè)計洪水位。

(6)設(shè)計洪水位成果

計算成果見表3～表4。

表3 便民河、三江河洪水位成果

表4 七鄉(xiāng)河設(shè)計洪水位成果

3 結(jié)語

通過對南京龍?zhí)缎鲁欠篮樗姆治?，得到各不同河段的?guī)劃防洪設(shè)計洪水，可為防洪排澇規(guī)劃提供科學(xué)的依據(jù)，更好地提高防洪除澇能力，改善水環(huán)境，促進城市發(fā)展，進一步推動社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。