城市河網(wǎng)擔(dān)當(dāng)著蓄積雨洪、分流下滲、調(diào)節(jié)行洪、增補(bǔ)地下水資源、提高水蒸發(fā)量、緩解熱島效應(yīng)等方面的功能[1]。寧波市杭州灣區(qū)庵東鎮(zhèn)水系縱橫交錯(cuò),涉河工程布局復(fù)雜,確定合理的防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)除澇水位是保證區(qū)域防洪安全的重點(diǎn)。文章系統(tǒng)分析了庵東鎮(zhèn)區(qū)域水系特點(diǎn),計(jì)算設(shè)計(jì)暴雨和設(shè)計(jì)洪水,擬定河網(wǎng)規(guī)劃方案,建立河網(wǎng)水力模型,確定設(shè)計(jì)防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)下的除澇水位,為城市合理規(guī)劃治理提供依據(jù)。

1 區(qū)域概況

庵東鎮(zhèn)位于杭州灣南岸、浙東寧紹平原中部,面積171.26 km2。區(qū)域范圍內(nèi)河道縱橫交錯(cuò),因鎮(zhèn)域面積大、東西跨度長(zhǎng)又北臨杭州灣出?？?全鎮(zhèn)水系復(fù)雜,涉及慈溪市4大水系中的3 個(gè),即西北河區(qū)、西河區(qū)和中河區(qū)水系。由于研究范圍內(nèi)水系隸屬慈溪市中河區(qū)、西河區(qū)及西北河區(qū),是整體水系不可分割的一部分,為了論證評(píng)價(jià)范圍內(nèi)下墊面、河道布局與規(guī)模以及各個(gè)河區(qū)之間節(jié)制閘運(yùn)行調(diào)度原則等對(duì)區(qū)域防洪排澇影響,分析計(jì)算的范圍應(yīng)擴(kuò)展到慈溪市的中、西及西北河區(qū),總面積717.5 km2,其中中河區(qū)面積389.5 km2,西河區(qū)及西北河區(qū)面積328.0 km2。庵東鎮(zhèn)所在區(qū)域水系分布見(jiàn)圖1。

圖1 庵東鎮(zhèn)所在區(qū)域水系分布

2 河網(wǎng)排澇計(jì)算模型

2.1 設(shè)計(jì)暴雨計(jì)算

設(shè)計(jì)暴雨是在收集各區(qū)域雨量站降雨信息的基礎(chǔ)上,通過(guò)點(diǎn)雨量信息按照泰森多邊形推求整個(gè)流域的面雨量,而后進(jìn)行頻率計(jì)算求得設(shè)計(jì)頻率的雨量,選擇典型暴雨進(jìn)行時(shí)空分配,得到設(shè)計(jì)暴雨過(guò)程。庵東鎮(zhèn)流域雨量站數(shù)量較多,分布較均勻,為暴雨洪水分析提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。本次評(píng)估所采用的雨量站與水文站情況見(jiàn)表1。

表1 區(qū)域雨量站分布

鑒于流域內(nèi)測(cè)站雨量信息起始年份和年限不一致,按照3 個(gè) 時(shí) 段,1956年～1971年、1972年～1989年 和1990年～2012年進(jìn)行雨量計(jì)算。對(duì)各時(shí)段雨量做泰森多邊形,得到山區(qū)和平原逐日面雨量,加權(quán)后得到整個(gè)流域的逐日面雨量。以1 日、3 日、7 日為時(shí)段統(tǒng)計(jì)每年各次暴雨的1 日、3 日和7 日面雨量,從而計(jì)算得到鱸魚(yú)逐年最大1 日、3 日和7 日面雨量,最后進(jìn)行頻率計(jì)算,得到設(shè)計(jì)保證率下的面雨量。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 暴雨頻率計(jì)算成果

2.2 設(shè)計(jì)洪水

設(shè)計(jì)洪水包括洪水分區(qū)、產(chǎn)匯流計(jì)算。先根據(jù)流域降雨特性和下墊面特征劃分產(chǎn)流分區(qū),再由設(shè)計(jì)暴雨過(guò)程進(jìn)行產(chǎn)流計(jì)算,城市化程度較高區(qū)域采用徑流系數(shù)和先損后損法推求設(shè)計(jì)凈雨,或采用新安江三水源模型。匯流計(jì)算采用浙江省瞬時(shí)單位線、推理公式法分別推求各子流域（產(chǎn)流分區(qū)）的洪水過(guò)程線,其中水庫(kù)出流按水庫(kù)調(diào)度方式進(jìn)行。根據(jù)上述計(jì)算方法以及現(xiàn)狀水平年下墊面實(shí)際條件,對(duì)慈溪市中河區(qū)、西河區(qū)及西北河區(qū)各個(gè)分區(qū)分別進(jìn)行不同設(shè)計(jì)頻率下產(chǎn)流計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3 和表4。

表3 西河區(qū)及西北河區(qū)各分區(qū)產(chǎn)水成果表 單位：萬(wàn)m3

表4 中河區(qū)各分區(qū)產(chǎn)水成果表 單位：萬(wàn)m3

2.3 河網(wǎng)規(guī)劃

庵東鎮(zhèn)規(guī)劃建塘江、三八江、陸中灣、四灶浦四大縱向主排澇河道以及八塘橫江橫向匯流河道,逐步形成“四縱一橫”的排澇河框架,見(jiàn)表5 和表6。

表5 西北河區(qū)骨干河道規(guī)劃項(xiàng)目表

表6 中河區(qū)骨干河道規(guī)劃項(xiàng)目表

2.4 河網(wǎng)水力計(jì)算

根據(jù)河網(wǎng)非恒定流計(jì)算原理,建立適合分析庵東鎮(zhèn)所在各水系的防洪、排澇等要求的河網(wǎng)匯流及水利計(jì)算模型。

2.4.1 河網(wǎng)概化

基于工程現(xiàn)狀和各階段河道及水利工程規(guī)劃,對(duì)河網(wǎng)進(jìn)行概化,確保其兼容性和可擴(kuò)展性。概化中著重考慮了水流輸送占比較大的骨干河道,也考慮了個(gè)別輸水能力有限但能溝通水系的河道；對(duì)于一些輸水能力很小或端頭河道,雖未考慮其輸水效用,亦通過(guò)當(dāng)量河寬反映其調(diào)蓄功能。

2.4.2 模型參數(shù)

河網(wǎng)匯流模型主要參數(shù)包括河道斷面形狀、尺寸、河長(zhǎng)、糙率、陸域?qū)挾?、水閘特性及出流系數(shù)、水庫(kù)或部分河道的調(diào)蓄庫(kù)容。參數(shù)的率定原則如下：

識(shí)別文言句式應(yīng)以理解為主，如同是“者”字句，“者”除了表示是定語(yǔ)后置外，還可以表示判斷句，像“陳勝者，陽(yáng)城人也”；還可以表示音節(jié)助詞，像“今者項(xiàng)莊拔劍舞”；還可以作代詞用，不一而足。

（1）河道長(zhǎng)度：依據(jù)各分區(qū)水系圖,通過(guò)地理信息軟件直接量測(cè)；

（2）斷面尺寸：實(shí)測(cè)或根據(jù)規(guī)劃河道斷面圖量測(cè),一般按照梯形斷面概化；

（3）陸域?qū)挾龋喊凑崭骱恿鞯膯挝婚L(zhǎng)度匯流面積作為陸域?qū)挾龋?/p>

（4）河道糙率：根據(jù)實(shí)測(cè)河流水位和流量資料率定取值,一般介于0.02～0.04；

（5）水閘出流系數(shù)：根據(jù)實(shí)測(cè)閘前閘后水位、流量資料率定取值；

（6）調(diào)蓄庫(kù)容：根據(jù)調(diào)查或規(guī)劃的河道特性、水面資料分析；

（7）水閘特性：按照水閘設(shè)計(jì)資料分析得出。

2.4.3 邊界條件

流量邊界：山區(qū)各分區(qū)設(shè)計(jì)流量過(guò)程,有水庫(kù)調(diào)蓄的分區(qū)先進(jìn)行水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算,然后通過(guò)河道洪水演算至平原,其流量過(guò)程作為平原河網(wǎng)計(jì)算的邊界條件,計(jì)算采用了慈溪市上游山區(qū)的14 個(gè)流量上邊界。

外邊界：采用?；噬?、淡水泓10年一遇潮位過(guò)程進(jìn)行水利計(jì)算。

工程規(guī)模：通過(guò)對(duì)慈溪市中河區(qū)、西河區(qū)及西北河區(qū)河道和水利工程資料調(diào)查和收集,建立模型計(jì)算的工程數(shù)據(jù)庫(kù),以確定模型內(nèi)邊界條件。

2.4.4 結(jié)果分析

隨著中河區(qū)、西河區(qū)及西北河區(qū)骨干河道的實(shí)施,計(jì)算得出各區(qū)水位特征,見(jiàn)表7。

表7 水位特征值表 單位：m

根據(jù)水利計(jì)算成果,西河區(qū)20年一遇澇水位為3.19 m,西北河區(qū)20年一遇澇水位為3.24 m,中河區(qū)20年一遇澇水位為3.03 m。隨著慈溪市中河區(qū)、西河區(qū)及西北河區(qū)骨干河道的實(shí)施,區(qū)域內(nèi)防洪排澇能力均得到了提高。建議在城區(qū)市政設(shè)施規(guī)劃建設(shè)中依據(jù)計(jì)算成果合理確定對(duì)應(yīng)高程,以避免由于排水不暢而導(dǎo)致地內(nèi)澇發(fā)生。

3 結(jié)語(yǔ)

城區(qū)防洪排澇規(guī)劃應(yīng)充分考慮現(xiàn)狀水系分布,同時(shí)有效銜接城市總體規(guī)劃和上位防洪規(guī)劃,合理確定防洪排澇標(biāo)準(zhǔn),對(duì)應(yīng)計(jì)算設(shè)計(jì)洪水位,為城區(qū)路網(wǎng)規(guī)劃、豎向規(guī)劃及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供依據(jù)。