山西省文水縣蓄洪排澇現狀及對策

喬吉強

（1.山西萬水水利勘測設計咨詢有限公司，太原 030024；2.北京中水利德科技發展有限公司太原分公司，太原 030024）

1 概況

1.1 自然概況

文水縣位于山西省中部，隸屬于山西省呂梁市，東隔汾河與祁縣、平遙縣相望，南與汾陽市接壤，西與離石區交界， 北與交城縣、 清徐縣相鄰。 東西長72km，南北寬30km，總面積1068.57km2。

境內具有基巖中山區、 土石低山區、 黃土丘陵區、山前傾斜平原區、沖積平原區5種地貌類型。其中沖積平原區面積502.23km2，占全縣總面積的47%，基巖中山區面積416.74 km2，占全縣總面積的39%。

文水縣屬溫帶大陸性氣候，降水量450～700 mm，平均降雨量457mm，平均日照時間2252h，平均日照率58%，氣溫界于4～11℃之間，平均氣溫10.1℃。

文水縣轄7鎮5鄉，158個行政村，總人口45萬，其中農業人口34.26萬。第七次全國人口普查數據顯示，文水縣常住人口為372580人［1］。 2020年，全縣地區生產總值（GDP）79.25億元。

1.2 洪澇災害

文水縣洪澇災害主要來自大雨、 暴雨形成的山洪暴發。

2021年10月2日20：00至7日8：00，山西出現大范圍強降水，此次強降雨共致全省11個市76個縣（市、區）175.71萬人受災，直接經濟損失50.29億元。 分析本次降雨導致受災區域，平原地區鄉鎮、村莊的受災原因主要為洪澇不能及時排出。2021年10月2日早8：00到10月6日早8：00，文水縣經歷了40年不遇的暴雨降水過程， 全縣最大降雨量發生在南武鄉， 降雨量278.7mm， 最小雨量發生在南安鎮西韓村， 降雨量209.5mm。 全縣80%的村莊內澇，沒有收獲的大秋作物、梨果等受災嚴重。 據縣防汛指揮部統計，全縣受災人口9.7萬人，農作物受災面積15201.14hm2，倒塌房屋1603間，受損1598間，共撤離、轉移人口560人，直接經濟損失1.89億元［3］。

1.3 現狀蓄洪排澇體系

文水縣各村莊中心大都建有蓄洪池， 隨著村莊規模的不斷擴大，匯水面積增加，洪量變大，原有的蓄洪池容積不能滿足實際需要。 加之近年來村民排澇意識淡薄，蓄洪池內垃圾傾倒、非法侵占等問題時有發生，導致發生澇災時蓄洪量不足，加劇了災害。

排澇系統由骨干排水河道、排洪溝道、田間及村內排水渠系等組成， 現狀排洪溝道主要由文峪河灌區退水渠、汾河灌區退水渠、其他退水渠及蓄洪池等組成。

田間及村內排水渠系大部分為自然形成和村民自發開挖的溝道，標準較低，加之運行年代較長、人工垃圾填埋造成排水不暢。

2 蓄洪排澇工程現狀及存在問題

文水縣平原地區村鎮和農田相互交錯， 村鎮雨水、農用排澇共用一個系統。隨著村鎮建設規模不斷擴大，地面硬化率提高，雨水徑流量增大，區域內主要排水骨架河渠沒能按照規劃進行很好的治理，導致淤積嚴重，河（渠）床逐年抬高，洪水頂托倒灌現象時有發生，大量雨水不能及時排除，每逢暴雨季節，積水十分嚴重。 現有蓄洪排澇系統主要存在以下問題：

2.1 地形地貌特征造成排水不暢，積水嚴重

文水縣平原地區汾河階地地勢平坦低洼， 地面坡降小，雨水自然排入汾河十分困難；現有的排水通道文峪河、磁窯河都是利用與汾河的坡差，經過長距離高程找坡才能排入汾河，雨水無法就近分散排除，造成整個雨水系統運行安全性降低。

2.2 主要排水河渠斷面小，標準低，淤積嚴重

區域內雨水和農用排澇共用一個排水系統，這些河渠多數是當年為農用退水而修建的，斷面小、標準低，且大多數為土渠，近年來由于垃圾傾倒淤積現象嚴重，未能得到有效整治和拓寬，造成排水不暢，遇強降雨時易形成災害。

2.3 排水終端系統出水條件差，洪水頂托現象嚴重

區域內現有的排水河渠終端都是自流進入文峪河和磁窯河。 由于高程制約，只能進入河道主河槽，當降雨量較大時，河道內洪水漫上灘地后，就對這些河渠產生頂托，造成渠內排水不暢。

2.4 河渠高懸地面，雨水排入困難

區域內許多河渠高出地面或渠底與地面相平，導致雨水難以通過地面徑流排入其內。

2.5 現狀蓄洪池污染嚴重，環境惡劣

受污水系統建設滯后及雨污合流的影響，區域內現有的蓄洪池成為主要的納污渠道，大量未經任何處理的污水廢水直接排入蓄洪池內，使蓄洪池周邊環境惡劣。

2.6 雨洪量級增大，原有系統難以適應

隨著城鎮化建設進程的加快及用地性質的改變，區域內產匯流條件發生較大變化，導致村鎮內徑流系數增大，雨洪量級增高，水量增多，原有的排水系統無法滿足排澇要求。

3 澇區治理總體布局

3.1 排澇區劃

充分考慮水系和地域的完整性，本次排澇規劃以文峪河兩岸為界，分為I區和II區兩個區域，I區澇水匯入文峪河，II區澇水主要匯入磁窯河。

I區為文峪河右岸至規劃區邊界，II區為文峪河左岸與汾河右岸之間。 I區文峪河右岸澇水通過退水渠排入文峪河，主要退水渠為爛水渠。 II區文峪河左岸與磁窯河右岸間澇水通過退水渠排入磁窯河，主要退水渠有7條：避害渠、五豐退水渠、中退水渠、東退水渠、西退水渠、友誼退水渠、紅旗退水渠；磁窯河左岸與汾河西干渠以西間澇水主要通過退水渠排入磁窯河，以東澇水排入汾河。

3.2 洪澇水出路安排

根據蓄泄兼籌、 洪澇并治的原則協調蓄洪排澇關系，統籌安排洪澇水出路，制定澇水處置方案。

本次規劃區域內主要的排澇骨干河道為文峪河和磁窯河，是規劃區主要的兩條澇水排泄通道，即為規劃區的排澇干渠。

磁窯河和文峪河兩岸布置有退水渠，退水渠與河道呈非字型布置，這些渠道構成規劃區的排澇支渠。 在支渠入河口處為防止河水倒灌需設置節制閘。

排澇支渠沿途多條排澇斗渠接入支渠， 斗渠又有田間農渠和村內的排水渠接入。 這樣就形成了比較完備的排澇渠系。

充分利用各村鎮現有的蓄洪池， 通過清淤整修構成蓄洪設施。

4 蓄洪排澇措施規劃

4.1 排澇標準

本次排澇規劃涉及的澇區內保護對象為農田、鄉鎮和村莊，根據SL723—2016《治澇標準》，農田的設計暴雨重現期應根據澇區耕地面積和作物種類確定，鄉鎮、村莊的設計暴雨重現期應根據其政治經濟地位的重要性和常住人口規模確定［4］。

本規劃涉及的耕地面積約3.02萬hm2， 屬旱作區+經濟作物區，故設計暴雨重現期取10年；本規劃涉及的鄉鎮、村莊常住人口均小于20萬人，其政治經濟地位的重要性均為一般，故設計暴雨重現期取10年。

綜上，本次規劃設計暴雨重現期確定為10年。

4.2 排澇水文

4.2.1 計算方法

根據SL723—2016《治澇標準》，目前治澇水文計算方法主要有平均排除法、排模公式法、單位線法、水量平衡法、 河網水力模型法。 根據山西省實際情況，結合《山西省水文計算手冊》（以下簡稱《手冊》）中的水文計算方法， 確定排澇模數和流量的確定思路如下：首先，設計暴雨分析計算，通過查閱《手冊》暴雨等值線圖獲取相應參數后分析計算；其次，設計凈雨分析計算，參照《手冊》中方法計算；最后，采用平均排除法確定排澇模數。

4.2.2 設計暴雨分析計算

本次規劃區域屬于無資料地區， 暴雨計算采用《手冊》相關圖表和方法進行計算。

根據《手冊》水文分區劃分成果，規劃區屬于“中區”，由于流域面積為486.67km2，因此選擇4個定點暴雨。 規劃區流域下墊面類型為耕種平地和變質巖灌叢山地兩種，考慮到規劃區西側為文水縣縣城，產流地類中變質巖灌叢山地所占比例大， 對暴雨計算結果影響較大，故在計算暴雨時分區域進行計算。 I區流域面積53.76km2，選擇1個定點暴雨；II區流域面積432.91km2，選擇3個定點暴雨。

經計算，I 區10%設計暴雨所產生的凈雨深16.18mm，II 區10% 設 計 暴 雨 所 產 生 的 凈 雨 深10.72mm。

4.2.3 排澇模數分析計算

排澇模數和流量按照24h暴雨一日排除采用平均排除法進行計算。

式中 Mh為旱地設計排澇模數 ［m3/（s·km2）］；Rh為設計暴雨所產生的凈雨深 （mm）；T為澇水排除時間（d）；Q為設計排澇流量（m3/s）；F為排澇面積（km2）。

經計算，I區排澇模數為0.187m3/（s·km2），II區排澇模數為0.124m3/（s·km2）。

I區匯入文峪河流量10.05m3/s，II區要匯入磁窯河流量53.68m3/s。

4.3 工程措施

4.3.1 主要工程措施

規劃區內現狀排澇能力遠遠不足， 治澇標準偏低。 本次規劃在對現有排澇工程設施清淤疏浚整治或除險加固的基礎上，規劃新增部分溝渠、涵閘。 根據調查與分析，本次規劃主要工程措施有：

（1）考慮在原有支退水渠、斗退水渠的基礎上進行清淤、拓寬或硬化防滲處理。

（2）新開挖一部分渠道，與其他渠道連成排澇網絡。

（3）各支退水渠進入磁窯河或文峪河口處設置節制閘，防止河道水倒灌。

（4）對村內現有緩洪池進行清淤、邊坡采用漿砌石砌筑、周圍加設圍欄；對地勢較低無法自流至排澇渠的緩洪池增設抽水泵， 汛期將澇水抽排至村外渠道；新建一部分緩洪池，用于存蓄村內澇水。

（5）選取47處面積超過0.67hm2的緩洪池兼做應急抗旱使用，汛期存蓄一部分雨水，待干旱期來臨時可采用這部分水進行經濟作物的灌溉。

（6）為實現泵和閘門的自動啟閉，規劃還考慮自動監控系統的設計， 主要監控內容為緩洪池水位監控、低洼地水位監控、主河道閘門處水位監控等。

4.3.2 典型設計

本次規劃選取II區的南安鎮、南莊鎮作為典型進行設計。

南安鎮的排澇支渠為二支退，各村莊間共8條退水斗渠，南莊鎮的排澇支渠為三支退，各村莊間共8條退水斗渠。

4.3.2.1 渠道結構設計

經計算，二支退、三支退均采用梯型斷面，底寬4m，渠深2m，邊坡系數1∶1.5；斗渠采用漿砌石渠或U型渠， 其中漿砌石渠采用梯型斷面， 底寬2m， 渠深1.5m，邊坡系數1∶1.0；U型渠采用D100型斷面。

4.3.2.2 渠系建筑物設計

渠道交叉建筑物主要包括西干退、西二支退、西三支上的新建公路橋、 原有舊橋的維修及斗退上的新建過路涵、新建渡槽、新建控制閘和原有涵洞的維修改造。

4.3.2.3 緩洪池設計

為增加村內現有緩洪池的蓄洪能力， 對所有緩洪池進行清淤作業，并在南安鎮選取4座（其中新建1座）、南莊鎮選取7座（其中新建1座）面積超過0.67 hm2的蓄洪池作為應急抗旱蓄水池。 根據地勢高低不同，緩洪池內洪水能夠自流至斗渠的，本次規劃擬采用埋設涵管的方式實現緩洪池與斗渠的聯通； 對于無法自流至斗渠的，擬采用泵抽的方式排澇，在緩洪池周邊增設泵房，并鋪設鋼管。

4.4 非工程措施

4.4.1 信息采集

針對文水縣澇區澇水的具體特點， 補充有關站點和監測項目，建立澇水信息采集系統，包括水雨情自動測報系統、閘泵等工程監控系統、視頻監控系統和通訊網絡建設等。

4.4.2 預警預報

建立排澇預報警報系統，及時預報，爭取時間，減小澇災損失；采取相應的預警措施，及時發布暴雨公告，減少人員外出；及時封閉交通道路，減輕澇災損失等。

4.4.3 指揮調度

根據降雨和澇水預報， 按照除澇預案的安排，科學合理地研究各種除澇方案，統籌考慮各方面的因素，高效地發揮排澇系統的整體效益，把澇災的損失減到最小， 經綜合分析比較確定除澇方案，進行除澇調度。

4.4.4 立法管理

完善除澇立法， 如《治澇法》《治澇工程管理條例》《治澇工程經費管理辦法》等，依法除澇和救災。根據《防洪法》《河道管理條例》等法律法規的要求和規定，嚴禁占用河道、填溝造地、堵塞河床，嚴禁向河道任意傾倒垃圾，及時做好超標雨洪水的防范措施，保證排水順暢。 加強治澇工作的領導， 廣泛宣傳以《防洪法》為主的水利政策法規，加強排水設施、觀測設備等管理，增強群眾治澇減災意識，充分調動全社會對治澇工作的積極性［5］。

5 結語

規劃澇區治理工程項目實施后， 可明顯改善全縣澇區的排澇條件，提升澇區的排水能力，增強澇區抗御自然災害的能力，優化村鎮居住環境，改善農業生產條件， 為促進地區經濟社會發展、 國民經濟增長、 生態環境改善和居民生活水平提高提供有力支撐，亦為我省治澇工作積累經驗。