平原圩区的防洪规划
平原圩区防洪规划,应合理安排蓄、泄、分(撇)等项综合措施,正确处理流域和地区、干流和支流、上游和下游以及洪、涝、旱等各方面的矛盾,进行统一规划和综合治理,以抗御设计洪水。主要的措施可分为整修堤防、联圩并垸、分洪蓄洪以及治河撇洪等几个方面。
1.整修堤防
(1)拟定堤防防洪标准。堤防防洪标准的高低,取决于堤防所保护地区的重要性、历史洪水灾害情况及政治影响等条件,可参照表9-3选定。
表9-3 防洪标准

注 1.对洪水泛滥后可能造成严重灾害的一些城市、工矿企业和重要粮棉基地,其防洪标准可根据上表适当提高,或由国家作出专门规定。
2.交通运输及其他部门的防洪标准可参照有关部门的规定办理。3.防洪要求较高而一时难以达到者,可采取分期提高的办法。
目前,在进行堤防规划时,一般用实际年法(如长江干堤按1954年洪水位标准)和频率法两种方法确定具体的设计标准。
滨海平原圩区的海堤,以防御台风暴潮为主,其设计标准各省均有具体规定。
(2)堤防间距和堤顶高程确定。在确定的堤防标准中,如规定了防御某一设计洪水位,则现有堤防应有的堤顶高程可按下式计算:
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式中 z——堤顶高程,m;
H——设计洪水位,m;
h——波浪爬高,m,可参照有关水工建筑物教材;
Δ——安全超高,一般为0.5~1.0m。有些设计把h+Δ统称为超高,对于干堤常取1.5~2.0m。
如果标准中规定的是要防御设计洪峰流量,则需通过河道洪水演算,推算出控制断面上的设计洪水位后,再按上式计算。
新修堤防或者扩宽堤防,都将遇到选定合理堤距及堤高的问题,对于同一洪水,采用不同的堤距及相应的堤高,都可使其通过,但却有不同的技术经济效果。正确的规划,必须拟定几个不同的堤距、堤高,经过技术经济比较,以确定合理的方案。
(3)堤防标准断面的确定。堤防标准断面的拟定,应综合考虑堤防作用、堤高、堤基、当地材料、风浪、水流速度、交通要求等各方面的情况,选择确保安全、节省土石方量的断面型式和尺寸。
堤顶宽主要考虑堤身稳定和交通要求,一般为3~5m。堤防边坡主要决定于土壤性质、防御的水位高程及持续时间和风浪等,一般为1∶2.5~1∶3.0,具体的可参见有关设计规程。
2.联圩并垸
将面积较小、布局不规则、堤身矮小、防洪标准低、堤线很长的圩垸合并成较大的圩垸,称联圩并垸。(https://www.daowen.com)

图9-5 联圩并垸示意图
新中国成立后,水网圩区普遍采取联圩并垸的办法,把不影响泄洪的支流汊河,用筑堤或建闸的方法予以堵塞,将沿河两岸分散的小圩联成一个大圩。如图9-5所示,将A、B、C、D、E、F各处堵口筑堤或建涵修闸,将原来的6个小圩联成1个大圩,使原来小圩的部分外河,变成了大圩的内河。南方平原圩区自中华人民共和国成立以来的治水过程,基本上就是联圩并垸的过程,这一措施对湖区防洪除涝和农业生产的发展起着极为重要的作用,主要有:①缩短堤线,减轻防洪负担;②增加圩内水面面积,提高滞涝能力;③缩短堤线,减少透过圩堤的入渗水量,有利于控制圩内地下水位;④堵塞了支流汊河,干河可以集中水流冲刷河床,防止淤积,改善防洪和通航条件。
联圩并垸规划的主要内容,有分析原有河道泄洪能力,拟定联圩方案,计算联圩后外河泄洪能力及提出围堤加固整治计划等。联圩涉及圩内和圩外水系的调整改造问题,如果处理不当,会带来一些不利影响。例如河道堵塞过多,会抬高洪水位,加重防洪和排涝困难;河道水流集中,将加剧河道冲刷;同时航道改变、过船等建筑物加多,可能给交通带来不便;联圩以后,对闸、站等建筑物和排涝系统,也须作适当调整,不然会产生不少矛盾。因此,联圩不应只看作是局部工程,须以流域规划为依据。
关于联圩规模的大小,要因地制宜。圩外河流洪枯水位变幅小的,其防洪任务较小,联圩规模宜小些。例如江苏太湖流域,洪枯水位变幅仅1.0~1.5m,当地认为联圩后圩垸面积以3000~5000亩为宜。而湖南、湖北、安徽、江西等省,由于外河洪枯水位变幅一般为7m以上,防洪任务重,有些地区每年维护堤防用工按人口平均达20~30工日,占生产总用工的20%左右。因此,这些地区倾向于大联圩方案,其规模一般在几万亩至十几万亩甚至几十万亩。广东省从考虑防洪、防咸(防止海水入侵)和控制地下水位出发,也倾向于大联圩方案。另外,联圩时要处理好干、支流及上、下游左、右岸的关系。一般应先强干、后塞支,即先加强干流泄洪能力,再筑闸控制和堵塞支流,并且不要轻易堵塞主要河道和河流入海口门。
3.分洪与蓄洪垦殖
分洪蓄洪是江河中下游一项极为重要的战略性防洪措施。目前,江河中下游主要靠堤防保护着两岸农田以及城镇工矿。但现有堤防只能防御一定标准的设计洪水,一旦发生特大洪水,我们必须有计划地采取分洪蓄洪措施,牺牲部分圩区,借以增大行洪断面或蓄洪容积,确保江河沿线广大圩区的安全,把洪水灾害限制在最小范围之内。
长江中下游平原地区,沿江两岸沟通大小湖泊数以千计,面积约达3万km2,这些湖泊对调节长江洪水,具有一定的作用。新中国成立后,长江中、下游先后兴建了荆江、大通湖、武湖、华阳河、白湖等一系列蓄洪垦殖工程。所谓蓄洪垦殖,就是通过建闸,对江湖分开控制,使在一般年份,江水不能入湖,湖泊水位低,有利于垦区除涝排水,扩大耕地面积;遇到大水年份,湖泊汛前水位低,调洪容积较大,可以较多地滞蓄超过江河安全泄量的洪水。这种既利于防洪又利于生产的措施,被称为蓄洪垦殖工程。
分洪蓄洪工程的规划,应包括原有河道泄洪能力的分析,分洪蓄洪区的选择,分洪蓄洪工程(进洪、排洪闸、分洪道、蓄洪区围堤、安全区等)的布局,各项工程的联合控制运用方案,控制断面上水位流量的推求,各项具体工程规模的拟定以及方案选择所必需的技术经济论证等。
分洪蓄洪工程规划应在河流流域规划的基础上进行,同时注意以下各点。
1)分洪区的位置应该尽量选在被保护地段的上游,以发挥最大的防护作用;
2)尽量选择圩内地面高程低,蓄洪容积大,淹没损失和堤防费用少的地区分洪。这样,分洪效果显著;同时,蓄洪淤淀的结果,抬高了老垸的地面高程,改善了今后的垦殖条件;
3)在工程布局上要抓住主体工程(如分洪闸、分洪道、蓄洪区等)的规划和它们之间的联合运用,使各项工程的作用充分发挥。
4.撇洪
拦截山坡或河流上游的洪水,使之直接自流泄入江河(或海洋),不再流入平原农田或湖泊的工程措施。这是我国平原圩区防洪除涝的一项成功经验。其主要作用有:①撇洪可使河流与湖泊或圩垸分开,实现洪、涝水分家,以减少湖泊或圩垸的集水面积和相应来水,为改善沿湖农田除涝排水和计划围垦湖滩创造了条件;②撇洪可达到等高截流、高低水分排的目的,减少圩区抽排的面积、设备和费用。据南方各省经验,每撇去1km2的集水面积,就相应节省20~40k W的电排设备;③有些撇洪沟可以结合通航和灌溉,还有利于消灭钉螺和血吸虫等。撇洪工程不仅效益显著,而且还具有占地少、移民少,工程(主要为土石方)需要材料较小和便于分期施工等优点。这一措施在南方各省已广为采用。图9-6为湖北省汉北河撇洪工程示意图。

图9-6 湖北省汉北河撇洪工程示意图
撇洪工程主要包括撇洪沟(河)及其上的溢洪、泄洪建筑物等。撇洪工程的规划设计内容有:选择撇洪沟(河)的线路,计算沟、河设计洪水,分析外河(或海洋)设计水位,确定沟道及其堤防断面尺寸和建筑物规模等,其具体规划设计方法和一般河道基本相同。
撇洪沟的设计标准要与当地除涝标准和工程规模相适应。一般以抵御十年一遇洪水为宜。规模较大,位置重要的工程,标准可提高一些。撇洪沟(河)均以24h暴雨产生的洪峰流量作为设计依据。但撇洪沟达到十年一遇标准不是指撇洪沟的设计过水断面必须通过十年一遇的洪峰流量,而是要求在发生频率为十年一遇24h暴雨时,撇洪沟能够单独或配合其他溢洪、蓄涝和机电提排等措施保证平原圩区不成涝。通常在撇洪范围内,应按实际情况,尽可能增加一些满足滞蓄洪水的塘、库和湖泊,做到以撇为主和撇蓄结合。撇洪沟设计流量的拟定,一般分以下两种情况:①以设计洪峰流量为撇洪沟的设计流量;②以设计洪峰流量的一部分作为撇洪沟的设计流量,而洪峰的其余部分,则通过撇洪沟上在适当地点设置的溢洪堰或泄洪闸排入湖泊或圩区,暂时滞蓄或由排水泵站抽走。
撇洪沟的设计流量一般较大,为了使设计的断面和沟道土方量不致太大,常选用较大的沟底比降和较大的设计流速,为防止沟道局部冲刷,断面要采取防冲措施。