濱海城市防洪防潮規劃設計特色

李奕林

(廈門中平公路勘察設計院有限公司，福建 廈門 361008)

角美工業綜合開發區位于九龍江下游的平原上，北面靠山，南面臨海，大部分地面地勢低洼，由于它地處九龍江的入海口，處于感潮河段，洪水的排泄經常受海潮的頂托，當有山洪導致該地區經常發生內澇。經過對該地區的現場調查，本人認為徹底解決該水患連年的方法主要有二，一是提全面高場地的豎向讓雨洪都能通過溝渠靠重力流排出，但是此種方法需要有大量的土石方進行填方，工程費用巨大，在本地區并不適用;二是設置內湖來調蓄，內湖調蓄即在城市中設置湖泊水體于洪峰或洪潮相遇時貯蓄一部分洪水以達到防洪防潮目的的一種方式。

1 現狀概況

區內水網密布，縱橫交錯，其中對本區影響較大的是位于規劃區邊界洪岱路東側的排澇港及自西向東穿越本中心區的低干渠。流經角美鎮區的主要有蒼坂、龍嶼和埔頭三條支流，均發源于戴云山脈的支柱山，海拔933m。流域現狀為扇形，河流走向由西北向東南，各支流河長較短，坡降較大。因處于九龍江入海口，臺風、大潮、洪水災害十分頻繁，區內城市用地約一半左右是地面高程低于高潮位的潮間帶、灘涂地，受海潮侵襲影響較大(見圖1)。

圖1 總體規劃圖

2 防洪規劃思路及標準

2.1 設計思路

《總體規劃》的設計思路，區內外洪、雨水均匯入壺嶼港水閘前滯洪區，當遭遇天文潮和風暴潮時，先經滯洪區調蓄，待潮位降低后，再將湖水排入外海。海潮則由防潮大堤加以攔截。

2.2 防洪防潮標準

根據《總體規劃》，同時結合《防洪標準》(GB50201－94)以及《堤防工程設計規范》(GB50286－98)有關規定，區內各主要支流防洪標準確定為:近期為20年一遇，遠期為50年一遇，九龍江海堤防洪防潮標準確定為50年一遇。

3 水文分析計算

3.1 洪水計算

本次設計計算擬以石碼站作為代表站，采用其實測暴雨資料推算設計暴雨見表1。

表1 石碼站各歷時設計暴雨特征值

3.2 潮位分析

根據龍海市水利局所提供的資料，各頻率潮位成果見表2:

表2 石碼站各頻率設計潮位成果表 單位:m(黃海高程系)

4 規劃設計

4.1 規劃思路

根據《總體規劃》)，遠期規劃防洪防潮標準為50年一遇。按照其設計思路，在壺嶼港水閘前設置滯洪區(流域匯水面積為73km2)，區內外洪、雨水均匯入壺嶼港水閘前滯洪區(預留滯洪區面積為74.3ha)，當遭遇天文潮和風暴潮時，先經滯洪區調蓄，待潮位降低后，再將湖水排入外海。海潮則由防潮大堤加以攔截。

經經初步分析估算，為確保本中心區滿足原規劃所設定的防洪標準，結合中心區打造富有“水韻”特色的規劃目標，利用原有的坑塘水系等低洼地帶，考慮在中心區設置內湖，將區內雨水(其中轉輸部分鳳山工業區雨水)匯入本區所設內湖，一方面可以彌補原總規所設置的壺嶼內湖水域面積的不足，另一方面可以充分發揮規劃區內水的潛力，所形成的內湖與規劃區界排澇港共同體現了“水韻新城”，確保與規劃功能定位相吻合。

按照上述思路，即:(1)海潮由防潮大堤加以攔截;(2)區外洪水經本區外緣的排澇港收集后，先經壺嶼港水閘前滯洪區調蓄，待潮位降低后，再將湖水排入外海;(3)區內雨水的排放主要依靠中心區調洪內湖，區內雨水經雨水管匯集后排入內湖，當遇高潮位時，由內湖調蓄，待潮位低于內湖水位時，打開內湖閘門排放入海。這一思路可以美化城市景觀，減少對生態的破壞，簡化雨水工程，但同時是增加了管理的難度，汛期需經常對湖水的調蓄進行管理。

整個防潮、防洪工程主要由防潮堤、外圍排澇港、內湖等三個部分組成。

4.2 防潮工程

防潮工程主要由位于下游北港南北岸的角美海堤構成，近期可以采用充分利用、加固現有海堤的辦法，滿足近期防潮要求，遠期為滿足城市規劃的景觀要求，規劃建議海堤工程可結合沿江道路采用路堤結合的堤段形式。

規劃海堤屬城市海堤，大部分為路堤結合的堤段形式，本規劃根據《城市防洪工程設計規范》，同時結合規劃區的性質、規模計算中心區海堤堤頂高程。

規劃沿海岸線海堤堤頂高程按下式計算:

式中:Z50－50年一遇堤頂高程(m)

其中波浪爬高計算

經計算，50年一遇堤頂高程為7.0～7.5m，由于本次規劃為城市海堤，考慮城市景觀需要和親水性的要求，海堤高程不宜過高，因此，下一步設計時應充分利用堤前綠地的消浪作用，適當降低風浪爬高，從而降低堤頂高程。對于堤前沒有規劃綠地或無法布置綠地的堤段，可通過設置防波堤等工程措施來降低波浪爬高。

由于缺乏當地實測統計資料，且堤型未最終確定，故計算成果僅作為規劃階段使用。

4.3 防洪工程

規劃新市區外洪水主要由沿城市外緣的排澇港及自西向東從新市區中部穿過的低干渠匯集后，經壺嶼滯洪區調蓄后，外排入海，不進入新市區。設計洪峰流量計算采用推理公式法:

式中:Qm為地表洪峰流量(m3/s)

J為河道平均坡降(‰)

M為匯流參數

Rτ為匯流時間內凈雨深

L為河長(km)

F為流域面積(km2)

τ為流域最大匯流面積的匯流時間

0.278為單位換算系數

經計算排澇港流域面積為54km2，其出口斷面50年一遇洪峰流量為610m3/s。

4.4 區內雨水調蓄工程

區內雨水采用內湖調蓄方案，經雨水管匯集后排入內湖，當遇高潮位時，由內湖調蓄，即當汛期遭遇外海大潮時，關閉0號、1號、2號、3號、4號涵閘，區內雨水進入內湖調蓄;同時關閉6號、7號、8號涵閘，低干渠水進入壺嶼內湖調蓄。待潮位低于內湖水位時，打開內湖閘門排放入海。設計在6～8小時內可將50年一遇五小時的洪水總量全部排出。在與外海、排澇港、低干渠各連通處分別設置閘門。

4.4.1 內湖設計需同時滿足以下兩個要求

(1)從城市安全角度，要求內湖在50年一遇降雨及高潮位同時出現時，能將區內雨洪全部蓄下，并在落潮時，能將雨水及時排出;

(2)從城市生活功能出發則要求內湖在平時應保持足夠水面，并保證水體不變質發臭。

4.4.2 滯洪容積計算

根據設防標準，本次規劃按近期20年一遇，遠期50年一遇分別計算滯洪容積。

以低干渠為界，中心區上部內湖匯水面積為6.13km2，(其中中心區匯水面積1.50km2，轉輸鳳山工業區匯水面積4.63km2)下部內湖匯水面積為5.07km2(其中中心區匯水面積3.27km2，轉輸鳳山工業區匯水面積1.80km2)。

(1)近期

根據高潮位持續時間并考慮防洪的安全性，本規劃采用P=5%最大5小時凈雨深150.5mm作為洪量計算及調蓄時間。

經計算，中心區上部內湖設計洪水總量為83萬m3

中心區下部內湖設計洪水總量為68萬m3

暫定內湖起調水位為0.50m，50年一遇最高水位為3.5m，則上部內湖所需面積約為28ha;下部內湖所需面積約為23ha。

(2)遠期

根據高潮位持續時間并考慮防洪的安全性，本規劃采用P=2%最大5小時凈雨深176.72mm作為洪量計算及調蓄時間。

中心區上部內湖設計洪水總量為97萬m3，中心區下部內湖設計洪水總量為80萬m3。

暫定內湖起調水位為0.50m，50年一遇最高水位為3.5m，則上部內湖所需面積約為32ha;下部內湖所需面積約為27ha。

現中心區上部內湖面積(含連接渠)約23ha，即不論近遠期均無法滿足滯洪要求;下部內湖面積(含連接渠)約36ha，可滿足近遠期要求，為彌補上部內湖面積的不足，將上下內湖連通，則近遠期內湖面積可基本滿足要求。

(3)汛期的安全保障

內湖邊坡采用斜坡，坡比為1∶0.5，用塊石作護坡，內湖周邊布置有約20ha的綠地、公園，其綠地標高自路邊向湖邊傾斜，在暴雨超標情況下，可起到一定防洪作用。

綜合考慮各種條件，內湖洪水調蓄水深定為2.8m，內湖規劃特征值見表3、表4。

表3 上部內湖規劃特征值

表4 下部內湖規劃特征值

5 結束語

角美中心區防洪防潮規劃設計，使內湖調蓄方案不僅達到了防洪防潮的目的，而且減少土石方工程，保護自然村落，減少對生態的破壞，增加城市的美觀，簡化雨水工程，便于分期建設。

［1］曹洲榕.城鎮防洪對策研究與實踐［M］.西南交通大學.2011(06).

［2］梁禮民.城市防洪工程與城市建設探析［J］.中國高新技術企業.2010(04).