銅陵市中心城區黑砂河片區防洪方案研究

張 靚 夏文博 孫 翔 王艷艷

一、基本情況

銅陵市位于安徽省中南部、長江下游，在皖中南地區具有獨特的區位優勢和交通優勢。黑砂河片區位于主城區，東鄰紅星河排區，西臨新民圩排區，北接西湖排區，南連狼尾湖排區，黑砂河片區面積14.5km2。研究區域內主要河流為黑砂河，總長約6.0km，其中流經市區段已修建了砌石混凝土蓋板暗溝，為市區主要排水渠道，經黑砂河閘入江。

黑砂河河道防洪標準為20～50年一遇，河道設計水位根據關閘水位15.2m遭遇黑砂河20年一遇洪水推算，設計水位為15.2～16.11m（河口～新光渠）。黑砂河堤防主要位于下游入長江口處，全長2.84km（左堤 1.73km，右堤 1.11km），均為土堤，堤頂高程16.58～17.47m，堤頂寬4.5～5.5m。黑砂河河口建有黑砂河閘，過流能力為47.0m3/s。

二、存在問題

黑砂河流域存在的主要問題是：2001年長江南岸防洪江堤建設時，在黑砂河河口修建了封閉堤防和穿堤涵洞，當長江洪水位高于15.2m時，關閘以防止江水倒灌；但關閘后，黑砂河流域內部發生降雨，導致流域洪水無出路，且黑砂河閘的設計標準偏低，泵站排澇能力不足，暴雨難以及時輸送和排泄，極易形成局部地段內澇，淹沒銅陵市周邊排區。

三、防洪方案

黑砂河片區的防洪方案與泵站規模、關閘水位、調蓄庫容等關系密切。依據黑砂河流域水利工程現狀，根據歷年來發生實測降雨及江水位遭遇情況，按50年一遇防洪標準進行研究，對開閘期的黑砂河防洪水位進行復核，分析關閘期河口泵站方案。

1.關閘方案

（1）關閘水位

黑砂河現狀關閘水位為15.2m，考慮到黑砂河兩岸堤防已按關閘水位15.2m的工況進行了治理，此次方案關閘水位仍采用15.2m。

（2）關閘期降雨分析

經對（1951～2016年）長江發生高水位年份和當年實測降雨組合分析，關閘期間日最大降雨73.5mm發生在1954年（當日橫港實測江水位為15.57m），故以1954年作為典型年進行泵站流量設計。

大家笑著相互敬酒，熱鬧氣氛不亞于一場喜宴。桌子上的菜碗漸漸見底，有的開始舔筷子，有的不耐煩地敲碗，事務長先是小碗換大缽，再后來就安排師傅添加菜肴。這種“循序漸進”的吃法我算是領略了，讓事務長找不到拒絕加菜的理由。喝了酒肯定是要休息一下的，或繼續下象棋，或回家睡上一覺，或借口下午有事。到下午卸車扛水泥包時，最多不超過十人。

（3）泵站規模

根據黑砂河周邊地形及水利工程情況，本次對兩個方案進行比較：一為黑砂河河口建站方案（或建移動泵站）；二為利用新民圩內新民圩站代排。

根據關閘期降雨分析，關閘期需要抽排最大降雨為73.5mm，按降雨徑流關系皖南山丘區P+Pa～R關系，可以得出凈雨48.2mm，按1984年辦法雨型分配后，分析出關閘期黑砂河流域最大洪峰流量為19.7m3/s，新民圩圩內因降雨產生的流量為3.98m3/s。

方案一：河口建站，由于黑砂河關閘水位為15.2m，故關閘后黑砂河內水位已達15.2m，進一步利用黑砂河調蓄的空間有限，從安全角度考慮，不考慮黑砂河調蓄，故相應新建黑砂河站規模為19.7m3/s。

方案二：利用新民圩站代排，在黑砂河左堤建閘，將洪水放入新民圩渠內，由新民圩站代為抽排。因此，新民圩站的規模由兩種工況決定，一是內部遭遇50年一遇降雨，此時黑砂河開閘，洪水可自排入江，新民圩站僅需抽排新民圩內澇水即可，根據新民圩排水區排澇成果，按照現狀水面率需要建設泵站26.4m3/s；二是黑砂河閘關閘，此時計算內部發生的降雨為73.5mm，新民圩站需抽排新民圩內澇水和黑砂河流域洪水，根據調洪分析，水面率按照現狀2%，調蓄水深按0.7m考慮，新民圩站需要建設的規模為19.8m3/s。由此可見，利用新民圩站代排黑砂河洪水，基本不需要擴大按排澇要求規劃的新民圩站的規模，僅需要在黑砂河左堤修建相應規模的控制閘即可，控制閘規模為19.7 m3/s。

從兩個方案的比較來看，在投資、占地、防汛壓力、后期維護費用來看，方案二較方案一更優。推薦方案二，即利用新民圩站代排方案。

2.開閘方案

（1）開閘期長江水位與降雨分析

此次通過分析大于70mm降雨與相應橫港水位情況來分析遭遇情況。

（2）開閘期河道水位及規模復核

經對（1951～2016年）銅陵降雨資料與橫港水位站分析來看，新中國成立以來，在銅陵沿江片未發生最大1d超過大246mm的降雨，而發生前10位的較大降雨，遭遇相應的江水位均未超過黑砂閘的關閘水位。

由此可見，開閘期規劃設計水位和河道規模能滿足新中國成立以來黑砂河流域發生的歷次洪水。

（3）黑砂河閘規模復核

現有黑砂河閘始建于2001年，原設計標準為10年一遇，對應流量為47.0m3/s，隨著城市的發展，黑砂河閘已不能滿足過流要求，本方案擬拆除重建。

銅陵市城市規劃范圍內缺乏水文資料，特別是無流量資料，無法直接推求山丘區的設計洪水，根據《安徽省暴雨參數等值線圖、山丘區產匯流分析成果和山丘區中、小面積設計洪水計算辦法》和“銅陵市暴雨強度公式”計算出黑砂河各排水區設計洪水成果，采用同頻率疊加，計算出黑砂河匯水區設計洪峰流量79.0 m3/s。故黑砂河閘規模為79.0m3/s。

四、治澇方案

根據《銅陵市城市總體規劃》，經過黑砂河排水入長江的排區有黑砂河排水區和露采排水區2片，總面積14.5km2。愛國渠是露采排片的主要排水渠，其他各條道路的雨水都可依地形排入愛國渠。目前愛國渠及鐵路涵洞已擴建，解決了新光村附近積水問題。黑砂河排片匯水面積約10km2，經過多年的建設，排水管網已初具規模。區域內長江西路片區地勢較低，需通過五公里泵站抽排入黑砂河，五公里排澇泵站承擔1.5km2匯水面積排水任務。根據復核現狀五公里泵站規模不滿足要求，需對其進行擴建，在現狀13.5m3/s基礎上擴建至16.5m3/s。

五、結語

防洪工程方案的實施將增強城區防御洪水的能力，將有利于提高銅陵市區防洪除澇能力，黑砂河流域防洪標準由10～20年一遇提高到50年一遇，有力保障了銅陵市經濟和社會的可持續發展，有利于維護安定團結的社會局面。同時，防洪工程方案的實施將增強城區防御洪水的能力，為城區居民提供穩定的生產和生活環境，改善沿江（河）城區生態和旅游環境，防洪效益、環境效益和社會經濟效益顯著■