陳竽舟，黃宇峰，朱曉瑩

(浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院, 浙江 杭州 310002)

東苕溪防洪工程的建設(shè)和運(yùn)行調(diào)度，關(guān)系著杭州市主城區(qū)和杭嘉湖東部平原的安全，歷來(lái)受到多方關(guān)注。東苕溪水系歷經(jīng)幾十年防洪治理，尤其是近年來(lái)上游水庫(kù)除險(xiǎn)加固、右岸西險(xiǎn)大塘及導(dǎo)流東大堤加高加固、中游滯洪區(qū)綜合整治、中上游河道局部疏浚和退堤、下游河道拓浚等工程的建成運(yùn)行，干流防洪能力得到較大提升。但受限于特殊的地形地貌、多變的氣候環(huán)境、不利的邊界條件、有限的調(diào)控手段等因素，東苕溪中上游洪水仍是杭州市及東部平原的心腹之患。本文從分析東苕溪防洪能力現(xiàn)狀著手，對(duì)今后東苕溪中上游的防洪治理作了梳理與研究，為進(jìn)一步完善流域防洪體系提供新思路。

1 區(qū)域基本概況

苕溪水系是浙江省八大水系之一，位于浙江省北部，杭嘉湖平原西側(cè)，屬太湖流域。東苕溪是苕溪水系的兩大源流之一，是典型的山溪性河道，域內(nèi)地勢(shì)南高北低，上游為構(gòu)造——?jiǎng)兾g低山丘陵區(qū)，山峰海拔一般在500 m以上，山勢(shì)相對(duì)峻峭，面積占比約88%，中下游為剝蝕——堆積丘陵平原區(qū)，地形平坦，地面高程0.2～4.2 m，面積占比約12%[1]。

東苕溪主流南苕溪發(fā)源于天目山脈南麓的水竹塢，經(jīng)溪口、橋東、臨安城區(qū)入青山水庫(kù)，出水庫(kù)東流至余杭街道，以下稱(chēng)東苕溪，向北流至何家陡門(mén)有中苕溪匯入，至瓶窯有北苕溪匯入，至德清乾元接導(dǎo)流港，以下有余英溪、阜溪、埭溪等匯入，流經(jīng)湖州城西大橋納西苕溪分支龍溪港，在白雀塘橋與西苕溪主流旄兒港匯合，由小梅港、長(zhǎng)兜港注入太湖。

東苕溪在白雀塘橋以上河長(zhǎng)151 km，集水面積2 265 km2，全河平均比降5.1‰，其中臨安至余杭河道比降為1‰；余杭至德清河道比降約為0.1‰；德清至湖州河道比降小于0.01‰。中上游區(qū)域基本位于杭州市境內(nèi)，涉及余杭、臨安兩區(qū)，集水面積約1 433 km2。

2 東苕溪防洪能力現(xiàn)狀

2.1 防洪能力現(xiàn)狀分析

遵循“上蓄、中滯、下泄”的總體布局，東苕溪防洪現(xiàn)狀體系為：上游建有里畈、青山、水濤莊、四嶺、對(duì)河口、老虎潭6座大中型水庫(kù)，控制源頭洪水，有序錯(cuò)峰下泄；中游自上而下依次布置有上南湖、南湖、永建、潘板、張堰、北湖、澄清7處滯洪區(qū)，其中南湖、北湖建有分洪閘，可以控制洪水蓄泄，為正常滯洪區(qū)，上南湖、永建、潘板、張堰、澄清需采取破堤方式分洪，其啟用水位較南湖、北湖高，為非常滯洪區(qū)，通過(guò)上述滯洪區(qū)的適時(shí)啟用，削減干流洪峰；下游開(kāi)辟導(dǎo)流港，導(dǎo)引洪水北泄太湖，控制洪水東侵，減少東部平原排澇壓力；干流兩岸保護(hù)區(qū)為抵御洪水侵襲，分別建有相應(yīng)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的防洪堤。

在現(xiàn)有防洪工程體系基礎(chǔ)上，依據(jù)現(xiàn)行流域洪水調(diào)度方案，采用一維河網(wǎng)非恒定流方法，對(duì)東苕溪干流現(xiàn)狀防洪能力進(jìn)行了計(jì)算分析。從計(jì)算結(jié)果看，隨著近年來(lái)防洪工程建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，東苕溪干流整體防洪能力有了明顯提升，其中保護(hù)右岸杭州市主城區(qū)的西險(xiǎn)大塘，以及保護(hù)杭嘉湖東部平原的導(dǎo)流東大堤防洪能力已達(dá)到100年一遇，保護(hù)沿線(xiàn)城鎮(zhèn)及農(nóng)田的防洪堤也基本達(dá)到了10～20年一遇防洪要求。由于東苕溪中上游洪水量大峰高，上游來(lái)水在利用河道下泄的同時(shí)，還需要通過(guò)左右兩岸滯洪區(qū)的適時(shí)啟用，滯蓄部分無(wú)法及時(shí)下泄的洪水，其中，在遭遇5年一遇洪水時(shí)，北湖需開(kāi)閘滯洪；在遭遇10年一遇以上洪水時(shí)，南湖需開(kāi)閘滯洪，同時(shí)北苕溪上的潘板需緊急分洪；在遭遇20～50年一遇洪水時(shí)，上南湖、澄清、張堰需視水情緊急分洪；若干流洪水位仍持續(xù)上漲，永建也將緊急分洪[2]。

2.2 防洪短板分析

雖然東苕溪防洪能力不斷提升，但其中上游的防洪體系仍不盡完善。

(1)源頭洪水控制能力仍顯不足

東苕溪水系的山區(qū)占比高達(dá)88%，具備典型山溪性河流的主要特征。東苕溪主流南苕溪在通濟(jì)橋以上的集水面積約720 km2，已建青山水庫(kù)控制了約83%的集水區(qū)，對(duì)上游來(lái)水起到了有效調(diào)控，但受制于庫(kù)尾臨安城區(qū)防洪需要，水庫(kù)對(duì)50年一遇及以上頻率洪水的攔蓄作用有所減弱。臨安城區(qū)以上在南苕溪干流建有里畈水庫(kù)，控制集水面積83 km2，占臨安以上集水區(qū)的28%，每平方公里的防洪庫(kù)容僅2.7 萬(wàn)m3，現(xiàn)狀攔蓄能力十分有限。除主流南苕溪外，東苕溪中上游在余杭境內(nèi)有中、北苕溪兩條主要支流匯入，集水面積分別為254 km2、325 km2，兩溪上游建有水濤莊、四嶺兩座攔蓄工程，但控制集水面積均只占22%左右，且每平方公里的防洪庫(kù)容只有6.1 萬(wàn)m3和4.5 萬(wàn)m3。中、北苕溪洪水的匯入，使干流瓶窯段并不寬裕的河道過(guò)流更是相形見(jiàn)絀，是目前東苕溪防洪壓力最大的河段。綜上所述，東苕溪中上游雖已建有多座攔洪工程，但總體來(lái)看，源頭洪水的控制能力仍顯不足。

(2)西險(xiǎn)大塘尚未達(dá)到設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)

為保護(hù)杭州市及杭嘉湖東部平原防洪安全，東苕溪干流右岸自余杭石門(mén)橋至德清大閘筑有西險(xiǎn)大塘。西險(xiǎn)大塘始建于東漢，經(jīng)歷代陸續(xù)修筑連接而成，建國(guó)后又組織實(shí)施過(guò)三次加固工程，最近一次加固工程于2001年完工。西險(xiǎn)大塘的修筑過(guò)程，使其沿線(xiàn)堤身填土組成非常復(fù)雜，在堤防滲流、沉降、穩(wěn)定等方面存在一定隱患。為確保西險(xiǎn)大塘的安全運(yùn)行，流域防洪規(guī)劃在其對(duì)岸布設(shè)了五處非常滯洪區(qū)，在遭遇特大洪水時(shí)，通過(guò)緊急分洪來(lái)滿(mǎn)足“有條件”的100年一遇防洪能力。隨著杭州市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，其主城區(qū)2017年的常住人口達(dá)到了437萬(wàn)人，至2035年規(guī)劃常住人口將達(dá)到705萬(wàn)人，當(dāng)量人口規(guī)模約1 552萬(wàn)人，依據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50201—2014)，杭州市主城區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到200年一遇或以上。[3]因此，西險(xiǎn)大塘現(xiàn)有防洪能力已無(wú)法滿(mǎn)足杭州城市發(fā)展需要。

(3)洪水調(diào)控手段單一

現(xiàn)狀情況下，東苕溪中上游主要依靠蓄、泄、滯實(shí)現(xiàn)對(duì)洪水的整體調(diào)控，多年來(lái)的防洪治理使各項(xiàng)措施的調(diào)控能力有了顯著提升，但也存在一定局限。河道整治工程的逐年推進(jìn)，打通了多處行洪瓶頸，但受城鎮(zhèn)發(fā)展制約，部分河段的過(guò)流能力仍未達(dá)到流域防洪規(guī)劃要求；南、北湖滯洪區(qū)的綜合整治，提升和完善了分滯洪功能，但啟用幾率相對(duì)較低的永建等非常滯洪區(qū)內(nèi)，仍分布著各類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素，一定程度上限制了遭遇特大洪水時(shí)的調(diào)度決策，也面臨著較大的淹沒(méi)風(fēng)險(xiǎn)；中上游洪水的唯一排泄通道為東苕溪干流，百年一遇接近5.5 億m3(3日)的洪量大部分要通過(guò)東苕溪、太湖、太浦河、黃浦江，由吳淞口入海，總排水路徑長(zhǎng)達(dá)284 km，且沿線(xiàn)受制因素眾多。因此，總體來(lái)看現(xiàn)階段東苕溪中上游的洪水調(diào)控手段仍顯單一，防洪體系有待進(jìn)一步完善。

3 防洪治理思路

東苕溪中上游防洪治理核心任務(wù)是確保杭州市主城區(qū)的防洪安全，并以此為帶動(dòng)，提升全流域的防洪能力。本文以目前的防洪短板為切入點(diǎn)，在遵循統(tǒng)籌規(guī)劃、系統(tǒng)治理，保障重點(diǎn)、協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎(chǔ)上，通過(guò)優(yōu)化布局、多措并舉，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)流域洪水的科學(xué)管控，進(jìn)而提升流域整體防洪減災(zāi)能力，具體來(lái)說(shuō)有以下四方面治理思路。[4-5]東苕溪中上游防洪治理思路示意圖(見(jiàn)圖1)。

圖1 東苕溪中上游防洪治理思路示意圖

3.1 擴(kuò)上蓄

(1)對(duì)現(xiàn)有水庫(kù)的擴(kuò)容

東苕溪目前有6座大中型水庫(kù)，4座位于中上游。其中，南苕溪上游的里畈水庫(kù)壩址集水面積83 km2，多年平均徑流量8 020萬(wàn)m3，水庫(kù)目前正常庫(kù)容1 646 萬(wàn)m3，防洪庫(kù)容789 萬(wàn)m3，庫(kù)容系數(shù)僅0.18。水庫(kù)下游的臨安城區(qū)目前防洪能力尚未達(dá)標(biāo)，水資源保障程度也有欠缺，因此對(duì)擴(kuò)容有著強(qiáng)烈需求。加之水庫(kù)所在區(qū)塊的地質(zhì)構(gòu)造較好，政策處理問(wèn)題較少，其擴(kuò)容條件十分理想。此外，東苕溪流域暴雨中心位于里畈水庫(kù)庫(kù)區(qū)，水庫(kù)防洪庫(kù)容擴(kuò)增亦可對(duì)流域防洪創(chuàng)造有力條件。

(2)挖潛現(xiàn)有水庫(kù)的防洪能力

青山水庫(kù)位于里畈水庫(kù)下游，防洪庫(kù)容1.25億m3。水庫(kù)基于庫(kù)區(qū)內(nèi)臨安城防及下游各保護(hù)對(duì)象需求，設(shè)有多級(jí)控泄方式。隨著下游河道整治工程的陸續(xù)完成，東苕溪干流的設(shè)計(jì)過(guò)流能力已達(dá)到600～800 m3/s，而受制于水庫(kù)現(xiàn)有泄洪建筑物能力，在漲水前期(汛限水位起漲2 m區(qū)間)的泄量?jī)H有100～500 m3/s。因此，通過(guò)對(duì)泄流設(shè)施的改擴(kuò)建，可等同于洪峰期增加了520～760 萬(wàn)m3的有效防洪庫(kù)容，進(jìn)一步提升了水庫(kù)削峰能力。此外，中苕溪上游的水濤莊水庫(kù)和北苕溪上游的四嶺水庫(kù)亦可通過(guò)汛限水位動(dòng)態(tài)控制的方式，結(jié)合氣象預(yù)報(bào)及洪水預(yù)報(bào)，適時(shí)預(yù)降起調(diào)水位，挖掘水庫(kù)防洪潛力。[6]

(3)積極探索新建水庫(kù)的可能性

針對(duì)中、北苕溪源頭洪水控制能力較弱問(wèn)題，可結(jié)合區(qū)域發(fā)展規(guī)劃，探索尋求適宜的庫(kù)址。從地形條件看，中苕溪上游的高山頭，北苕溪上游的芝塢里，仍有建庫(kù)條件，控制集水面積及庫(kù)容也較為客觀(guān)。可將其列入遠(yuǎn)期儲(chǔ)備類(lèi)項(xiàng)目，并對(duì)壩址及庫(kù)區(qū)做好一定的管控，為今后流域防洪能力的提升預(yù)留空間。

3.2 固大堤

西險(xiǎn)大塘的歷史遺留問(wèn)題一直是杭州城市防洪的心腹之患，而確保大堤不倒也是東苕溪防洪的終極目標(biāo)。解決該問(wèn)題可分兩步走。(1)在現(xiàn)階段繼續(xù)保留左岸非常滯洪區(qū)，維持現(xiàn)行洪水調(diào)度方案。在此基礎(chǔ)上，考慮到非常滯洪區(qū)緊急分洪可能存在的隱患，可利用西險(xiǎn)大塘沿線(xiàn)5座節(jié)制閘，實(shí)現(xiàn)在緊急情況下的應(yīng)急分洪，從而削弱干流與保護(hù)區(qū)內(nèi)的水位差，確保大堤不發(fā)生潰決。(2)積極組織西險(xiǎn)大塘達(dá)標(biāo)加固工程的前期論證工作，盡快制定實(shí)施計(jì)劃，采用堤身防滲培厚、堤頂加寬加高等方式，使其達(dá)到200年一遇或以上的防洪標(biāo)準(zhǔn)，真正實(shí)現(xiàn)固若金湯的杭州西線(xiàn)防洪。

3.3 優(yōu)中滯

東苕溪設(shè)有南、北湖2處正常滯洪區(qū)，均建有分洪閘，啟用水位分別為8.4 m(余杭站)、6.5 m(瓶窯站)，滯洪能力分別有2 413 萬(wàn)m3、2 050 萬(wàn)m3。隨著近年來(lái)河道整治工程不斷推進(jìn)，干流行洪能力提升明顯。因此在洪水前期可盡量利用河道排泄，延遲滯洪區(qū)的啟用，使有限的滯洪容積用于刀刃上。數(shù)模計(jì)算分析結(jié)果同樣也佐證了該結(jié)論，通過(guò)適當(dāng)抬高滯洪區(qū)的分洪水位，在大洪水演進(jìn)過(guò)程中，能更好削減洪峰，降低干流洪水位。

除南、北湖外，為確保西險(xiǎn)大塘的安全運(yùn)行，流域內(nèi)還布設(shè)了五處非常滯洪區(qū)，在緊急情況下通過(guò)人工潰堤的方式實(shí)現(xiàn)削峰滯洪[7]。非常滯洪區(qū)應(yīng)對(duì)的洪水相對(duì)稀缺，因此啟用幾率也較低。而隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，這些非常滯洪區(qū)內(nèi)部的社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素逐年集聚，致使現(xiàn)行分洪方式已較難付諸于實(shí)施。因此，在西險(xiǎn)大塘尚未完成達(dá)標(biāo)加固前，非常滯洪區(qū)的保留仍十分必要，但也應(yīng)作合理的優(yōu)化調(diào)整。首先，應(yīng)明確各非常滯洪區(qū)的啟用次序及啟用方式，綜合考慮所處位置、滯洪容積、淹沒(méi)損失等因素，南苕溪側(cè)應(yīng)先啟用上南湖，后啟用永建；中、北苕溪側(cè)應(yīng)先啟用潘板，后啟用澄清及張堰。啟用方式建議結(jié)合自身?xiàng)l件，逐步由目前的人工潰堤向分洪閘轉(zhuǎn)變，從而實(shí)現(xiàn)有序、可控的分洪。其次，類(lèi)似永建等滯洪面積較大、內(nèi)部情況復(fù)雜的，建議結(jié)合自身?xiàng)l件，進(jìn)行合理劃分、分級(jí)啟用，從而更好的發(fā)揮滯洪效益，并減少淹沒(méi)損失[8]。最后，應(yīng)加快完善各項(xiàng)非工程措施，包括制定緊急分洪人員撤離方案，建立信息監(jiān)控系統(tǒng)，增強(qiáng)通信預(yù)警能力，完善災(zāi)后補(bǔ)償機(jī)制，探索洪水保險(xiǎn)方式等。

3.4 增外排

東苕溪中上游與錢(qián)塘江的直線(xiàn)距離不到30 km，且在控制雨型上存在差異，因此，可探索研究東苕溪洪水南排錢(qián)塘江的可能性，根據(jù)分洪位置有以下3個(gè)方案。

方案1 青山水庫(kù)直排錢(qián)塘江通道

青山水庫(kù)汛限水位23.16 m，錢(qián)塘江富陽(yáng)站多年平均最高潮位為7.82 m，通過(guò)開(kāi)挖一條30 km分洪隧洞，即可實(shí)現(xiàn)青山水庫(kù)直排錢(qián)塘江，從而增加青山水庫(kù)的蓄泄能力，為水庫(kù)下游防洪創(chuàng)造更為有利的條件。同時(shí)，分洪隧洞亦可借鑒吉隆坡SMART隧洞的分層設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)洪時(shí)可排，旱時(shí)可引，平時(shí)通車(chē)的功能，發(fā)揮其綜合利用效益。

方案2 南湖滯洪區(qū)排錢(qián)塘江通道

杭州市目前正在組織開(kāi)展擴(kuò)大杭嘉湖南排后續(xù)西部通道工程前期論證工作，該工程自杭州城西五常港起，開(kāi)挖11 km排澇隧洞至錢(qián)塘江九溪一帶，并在出口處新建1座強(qiáng)排泵站。本方案可結(jié)合該工程，自起點(diǎn)五常港起，向西繼續(xù)延伸分洪隧洞至南湖滯洪區(qū)，長(zhǎng)度約12 km，同時(shí)擴(kuò)建南湖分洪閘，以南湖滯洪區(qū)作為調(diào)蓄前池，形成東苕溪中上游洪水向錢(qián)塘江的分洪。同時(shí)，延伸的隧洞在小洪水時(shí)還可以兼顧杭州城西片的排澇，進(jìn)一步緩減杭州城西排澇問(wèn)題，釋放工程排澇范圍及效益。

方案3 東苕溪干流排錢(qián)塘江通道

杭州市目前正在謀劃新一輪的城市防洪規(guī)劃，基于目前城市防洪格局，擬在北面構(gòu)筑防洪閉合圈(簡(jiǎn)稱(chēng)“北控線(xiàn)”)，從而形成有效的城防包圍系統(tǒng)。本方案可結(jié)合杭州城市防洪包圍圈，通過(guò)擴(kuò)建上牽埠閘[9]，節(jié)制北控線(xiàn)沿線(xiàn)河道，形成一條由東苕溪干流上牽埠閘起，經(jīng)東塘港、京杭古運(yùn)河、京杭運(yùn)河二通道，至錢(qián)塘江的排水通道，在東苕溪中上游防汛形勢(shì)嚴(yán)峻時(shí)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急分洪，保障西險(xiǎn)大塘安全運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

東苕溪中上游來(lái)水集中，洪水暴漲暴落，是流域防洪的重中之重。多年來(lái)，在全社會(huì)的共同努力下，防洪治理工作開(kāi)展順利，取得了較為顯著的效益，但隨著區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，也出現(xiàn)了一些新的問(wèn)題。水利規(guī)劃工作應(yīng)結(jié)合新時(shí)期發(fā)展需求及治水思路，積極調(diào)整優(yōu)化布局，做好以下五方面的探索研究工作：(1)進(jìn)一步加強(qiáng)源頭洪水的控制能力；(2)加快兩岸防洪堤的達(dá)標(biāo)建設(shè)；(3)優(yōu)化滯洪區(qū)布局及調(diào)度方案；(4)適時(shí)探索新辟外排通道的可能性；(5)在防洪體系進(jìn)一步完善的同時(shí)，開(kāi)展工程聯(lián)合調(diào)度研究，最大程度的發(fā)揮各項(xiàng)工程效益，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展保駕護(hù)航。