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論平原河網城市水資源綜合規劃防洪校核研究
論文關鍵詞：水資源綜合規劃；防洪安全；防洪規劃；水文模型
論文摘要：為了研究城市水資源綜合規劃中各類涉水規劃對防洪的影響，分析了平原河網區城市的洪澇特性及洪澇災害形成原因，提出了適用于平原河網區城市水資源綜合規劃的防洪安全校核計算方法．以太倉市水資源綜合規劃防洪安全校核計算為實例，根據該市土地利用特點和下墊面特性，分別建立相應的產匯流模型，計算不同規劃條件下的河網洪水位，計算結果可以為制定滿足太倉市防洪安全要求的水資源綜合規劃方案提供依據．
我國的涉水規劃主要包括水資源規劃、水保護規劃、水運規劃、防洪規劃以及水生態和水景觀規劃等．以前這些規劃多數都是單獨考慮，或者只考慮其中一部分，尤其是在各個城市的規劃中，由于涉水部門眾多，每個部門都制定各自的規劃，有些規劃之間無法達成一致甚至產生沖突，造成不必要的重復建設，影響城市的長遠發展。因此，有必要把以上規劃綜合起來考慮，進行水資源綜合規劃，系統、科學地規劃涉水事務，充分反映各涉水部門的需求，實現水資源的高效利用，統籌涉水工程的合理布局，對城市水系進行有序的開發利用，為人與自然的和諧共處奠定基礎。
水資源綜合規劃必將涉及對原有河道及水利工程的調整，而這會對城市的防洪安全產生一定的影響，尤其是我國很多城市位于平原河網地區，如太湖流域、珠江三角洲等地區，地勢平坦，地面高程較低，有的城市還遭受潮汐、臺風或梅雨的影響，外河水位在汛期和高潮期可能高于城市地面高程，極易造成嚴重的洪澇災害．因此，必須通過防洪安全校核，對水資源綜合規劃中的各類工程進行安全模擬，這些工程是否滿足規劃條件下的防洪要求，并提出新規劃條件下的防洪除澇方案。
水資源綜合規劃保障水資源的可持續發展，滿足人類、發展對水資源日益增長的需求，而防洪安全校核是水資源綜合規劃得以實施的安全保障，因此，防洪安全校核在水資源綜合規劃中的應用研究具有重要的理論意義和實用價值．本文研究了平原河網區城市的產匯流特性及水文計算方法，針對水資源綜合規劃進行水系調整和水利工程布設，運用城市產匯流理論和河網水動力學相結合的方法，計算不同規劃水平年相應防洪標準下的河道洪水位，檢驗規劃工程的安全狀況，為防洪措施的制定提供科學依據。
1平原河網區城市產匯流計算
產匯流計算是防洪校核研究的前提和基礎，計算精度直接影響防洪校核研究的可靠性，產匯流計算涉及的產匯流分區情況、下墊面分類、設計暴雨計算、產流計算、匯流計算均需與水資源綜合規劃保持一致性。
1產匯流分區及下墊面分類
平原河網地區地勢平坦，河道交錯，湖泊池塘眾多．隨著城市的快速發展，大量開發區的建設，下墊面的特性發生了顯著變化，不透水面積明顯加大．不同的下墊面具有不同的產流規律，因此，根據河網水系分布、地形特點、工程布局及洪水特性把研究區劃分為不同的產匯流分區，各分區再根據城市的土地利用狀況劃分為4種不同的下墊面條件，即水面、水田、旱地(包括山丘地和非耕地)和城鎮。
1．2暴雨計算
由于形成各次特大暴雨的氣象條件不同，而且雨區的地形千差萬別，所以特大暴雨的雨量時空分布是多種多樣的，并沒有一種固定的形式．一般當地的歷次實測特大暴雨資料是取其平均值，或取其最惡劣的組合情況，作為擬定設計暴雨時空分布的依據。
1．3產流計算
由于平原河網區下墊面由4種不同類型組成，因此，產流計算時需針對不同的下墊面用不同的產流模式進行計算。
對于水面，按水量平衡方程由降雨扣除水面蒸發推求產水量；對于水田，考慮水稻不同生長期的水田需水深度、耗水系數及灌排方式推求灌排水量；對于旱地采用新安江三水源模型進行產流計箋；對于城鎮區域則劃分為不透水面積和透水面積兩部分分別計算產流量，其中不透水面積是從降雨中扣除洼地蓄水及蒸發，剩余部分全部為地表徑流，透水面積按新安江模型計算產流量。
1．4匯流計算
坡面匯流計算采用單位線法或推理公式法．河網匯流計算采用明渠非恒定流模型，根據流域河道和水利工程資料，將水系概化成由河網和水域組成的體系．河網由流域內骨干河道和重要連接等組成，是流域輸送水流的載體；水域由支流小溪、水塘等水體概化而成，主要起調蓄水量作用．對河網采用節點一河道模型，對成片水域則劃分為單元，每個單元僅起蓄水調節作用，不起動力輸水作用．引入陸域寬度概念，使河網和水域組成統一的模型。
2防洪安全校核在太倉市水資源綜合規劃中的應用
2．1防洪分區及分區控制要求
太倉市位于江蘇省東南部，自2004年起，太倉市開展了水資源綜合規劃的編制工作，包含水資源、水、水景觀、水運等規劃內容，這些規劃所作的近、中、遠期工程布局與防洪相互影響，有必要根據水資源綜合規劃確定的工程總體布局，進行規劃工程的防洪安全校核計算，得出近、中、遠期規劃的河網最高洪水位，以規劃工程的安全狀況，從而保障水資源綜合規劃的順利實施。
根據太倉市各地洪澇特性、工程狀況、地面高程、土地利用條件、防洪要求等要素，將太倉市分為4個防洪分區，每個分區內又劃分為4種不同的下墊面條件：水面、水田、旱地(包括山丘地和非耕地)和城鎮。
a．圩區：區內地勢較低，地面高程在吳淞3．50m左右，主要依靠動力排水，規劃要求圩區能抵御外河50年一遇最高洪水位，圩內遭遇20年一遇暴雨時不受澇。
b．半高地：太倉城區和開發區均在此區域，地面高程3．5- 4．0m，汛期易受洪澇侵襲．規劃要求：遭遇50年一遇洪水時最高水位不超過4．0m；遭遇100年一遇洪水時，太倉城區和經濟開發區通過水閘控制能夠抵御最高洪水位；遭遇20年一遇暴雨時，太倉城區、經濟開發區及其他圩區不受澇。
c．平原區：區內地勢平坦，地面高程4．0 -4．5m，汛期暴雨高潮遭遇時排水困難易發生洪澇災害．規劃要求遭遇50年一遇洪水時，楊林塘以南地區最高水位不超過4．0m，楊林塘以北地區最高水位不超過4．5m。
d．沿江區：沿江區是太倉市沿江經濟開發帶，區內地勢較高，地面高程4．5-5．0m，排水能力較強，規劃要求遭遇100年一遇洪水時最高水位不超過4．5m。
2．2河網水位計算結果及分析
2．2．1計算結果
根據水文水力模型按洪水歸槽計算得出現狀及近期、中期、遠期規劃工程條件下，太倉市50年一遇及100年一遇各典型河道最高水位．南北向與東西向骨干河道交匯節點最高洪水位計算值見表1．
2．2．2結果分析
a．對于50年一遇最高洪水位，按各水利分區地面高程分析，除平原區和沿江區南部瀏河沿線附近地區外，大部分地區不能抵御50年一遇的最高洪水位。
b．在近期規劃條件下，水系進行了系統調整，骨干河道加以拓寬和銜接，河網的通暢性得到很大提高．規劃區50年一遇洪水位比現狀工況條件有了較大降低，按各防洪分區地面高程分析，除圩區、半高地區南部地面高程低于50年一遇最高洪水位外，其他大部分地區地面高程均高于50年一遇的最高洪水位。
c．在中期規劃條件下，水系調整已經趨于完善，水系通暢性良好，沿江河道和水閘排澇能力較強，與近期工況條件相比，平原區和沿江區50年一遇和100年一遇最高洪水位有了顯著降低；而圩區和半高地區受陽澄淀泖區洪水影響比較顯著，降低幅度相對較小，地面高程仍不能抵御規劃工況條件下的最高洪水位。
d．遠期規劃僅對水系進行適當調整，與中期工況條件相比，平原區和沿江區最高洪水位略有降低，洪水狀況和與中期規劃類似．
以上各水平年河網最高水位計算結果可以為各分區制定防洪控制措施提供科學依據．
3結語
本文結合城市產匯流理論和河網水動力學方法，根據水資源綜合規劃提出不同水平年的河網及河道工程規劃，分別計算各水平年河網洪水位，對不同規劃水平年的工程布局進行防洪安全校核計算，分析城市各分區及工程、水工程、水生態工程的防洪安全狀況，為水資源綜合規劃的制定和實施提供安全保障。
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