南京龍潭新城防洪排澇水文分析

王 琴，蘇 晨，胡繼剛

(河海大學設計研究院有限公司，江蘇南京210098)

0 前言

近年來，南京經濟技術開發區提出“建設成為國際化、創新型、生態型臨港產業新城”，并明確龍潭新城作為開發區實現產業轉型的主戰場。龍潭新城將依托港口、綜保區，重點發展“現代物流、保稅貿易服務、裝備制造、生物醫藥等現金制造業”等產業，打造現代臨港產業新城。

自建國以來，棲霞區為治理水患，陸續興建了一大批水利工程，區域防洪排澇能力有了較大提高。但是，項目區現狀水利基礎設施主要服務于農業生產，建設標準與龍潭產業新城總體發展規劃的防洪排澇要求尚有較大差距。為盡快提高區域防洪排澇能力，最大限度降低洪澇災害損失，為龍潭新城經濟社會可持續發展和環境改善提供良好的水利基礎設施條件，對龍潭新城進行防洪排澇規劃十分必要。本文針對龍潭新城防洪排澇展開水文分析。

1 項目區概況

龍潭新城位于南京東門戶的位置，北依長江，西靠棲霞山，南擁寶華山，距南京市區約35 km，總面積112 km2。屬于北亞熱帶濕潤氣候帶和季風環流的海洋性氣候區，季風顯著，冬冷夏熱，四季分明，日照充足，降水充沛。年平均氣溫15.3℃，歷年最高氣溫40.7℃，歷年最低氣溫-14℃。平均日照時數約為2100 h，平均無霜期7個月。全區多年平均水面蒸發量821.1 mm。

雨量在年際、季節之間差異較大，豐枯明顯，降雨量分布不均。據多年的資料統計，全區多年平均降雨量為1035.4 mm，其中63.6%降水集中在5月～9月汛期，豐水年高達1794.3 mm(1991年)， 枯水年僅有521.5 mm(1978年)； 汛期(5月～9月)平均降雨量為657.1 mm，汛期最大降雨量1355.6 mm(1991年5月～9月)， 最小降雨量262 mm(1978年5月～9月)，最大日降雨量293.1 mm(1972年7月2日)，最大三日降雨量325.0 mm(1991年6月12日～14日)，多年平均地表水資源量1.24億m3。

沿線地區年平均氣溫在15℃，全年七八月份最熱，歷年七八月份最高氣溫32℃～38℃左右，以1月份最冷，歷年1月份平均最低氣溫-1.5℃，極端最高氣溫43℃，極端最低氣溫-14℃，最大凍土深度9 cm～10 cm，無霜期230 d左右。全年日照1989.2 h左右。

沿線地區年平均降水量1124 mm，降水日124.2 d，雨季高在6月～8月，雨量占全年50%以上，從每年6月下旬～7月中旬，相對濕度最大(76%～81%)，陰雨天多，是江南的霉雨季節。

2 防洪排澇水文分析

2.1 研究范圍確定

規劃范圍內骨干外河主要有長江龍潭段、便民河、三江河、七鄉河，根據各河道匯水范圍和支流水系情況確定項目的研究范圍，研究范圍包括流域匯水范圍、港區片以及靖安圩北片。

2.2設計暴雨選取

便民河、七鄉河流域缺乏長系列短歷時雨量觀測資料，采用查《江蘇省暴雨參數圖集》(2005版)(以下簡稱《圖集》)的方法，查算最大24 h不同頻率的設計暴雨，查算結果見表1。根據最大24 h設計面暴雨值，選取對防洪不利的典型暴雨過程進行同倍比放大得到設計面暴雨過程，凈雨過程按暴雨圖集中的方法、每小時扣損1 mm得到。

表1 便民河、三江河及七鄉河流域短歷時暴雨頻率參數及設計暴雨

本次選取鄰近安基山水庫站1991年、2008年和堯化門站2009年三場實測典型暴雨過程進行對比分析，通過分析比較，安基山水庫站1991年暴雨為單峰雨型、峰值較大，峰現時間相對靠后，對防洪安全最為不利，作為選定的典型暴雨過程。選取的安基山水庫1991年暴雨總雨量為233.9 mm，最大1 h暴雨量為60.5 mm。

2.3 設計洪水計算

根據流域匯水分區，地形概化為山丘區、山圩混合區、圩區。其中山丘區和山丘平原區分別選用相應的單位線進行匯流計算[1]，圩區根據排澇產流量和排澇能力決定外排過程，匯流分片內有水庫的將水庫集水面積單獨調洪，然后疊加到該片區出流。

(1)模型建立

根據各匯水分區出流位置，概化到河道入流節點，建立河道一維非恒定流模型[2]計算河道水面線和斷面流量過程。上邊界為流域各分區支流入流過程，下邊界遭遇河口長江潮位。非恒定流計算模型示意圖見圖1。

圖1 非恒定流計算模型示意圖

(2)河道糙率的選取

便民河、三江河、七鄉河糙率取值0.023。

(3)設計潮位過程

采用年最大法選取年最高潮位系列資料。利用1953年～2010年共58 a南京站年最高潮位系列資料，頻率曲線的線型選用P-Ⅲ型，采用適線法進行參數估計計算南京站50 a一遇最高潮位設計值，得結果為8.44 m。

由南京下關站不同重現期的潮位，按照水面線比降法分別推求七鄉河河口、三江河河口及大道河河口處相應重現期潮位，見表2。

表2 各河口設計潮水位 單位：m

(4)防洪標準

根據《防洪標準》(GB 50201-2014)，結合《南京城市防洪規劃(2017-2035)》《龍潭新城總體規劃(2015-2030)》等對龍潭新城防洪排澇的要求，確定本次防洪排澇標準：

防洪標準50 a一遇，有條件可提高至100 a一遇。便民河、三江河防洪標準為能夠抵御50 a一遇洪水；七鄉河龍潭新城境內防洪標準按照入江口防洪標準，為能抵御100 a一遇洪水。

(5)工況組合分析

50 a一遇工況組合：20 a一遇洪水遭遇長江50 a一遇潮位與50 a一遇洪水遭遇長江91.7潮位兩種工況，由于七鄉河、三江河、便民河為通江河道，受長江回水影響河段要達到長流規回水的擋洪要求，因此取外包線作為50 a一遇設計洪水位。

100 a一遇工況組合：20 a一遇洪水遭遇長流規潮位與100 a一遇洪水遭遇長江91.7潮位兩種工況，取外包線作為100 a一遇設計洪水位。

(6)設計洪水位成果

計算成果見表3～表4。

表3 便民河、三江河洪水位成果

表4 七鄉河設計洪水位成果

3 結語

通過對南京龍潭新城防洪水文分析，得到各不同河段的規劃防洪設計洪水，可為防洪排澇規劃提供科學的依據，更好地提高防洪除澇能力，改善水環境，促進城市發展，進一步推動社會經濟可持續發展。