浦陽江流域蓄滯工程布局調整治理思路研究

酈于杰，張曉波，鄭雄偉，劉俊威，陳鑫濤

(1.浙江省水利水電勘測設計院有限責任公司，浙江 杭州 310002；2.浙江省水利發展規劃研究中心，浙江 杭州 310012)

0 引言

長期以來，浙江省降水時空分布較不均勻，范圍廣、強度大、暴雨頻繁、極端性高，是我國洪澇災害較為嚴重的省份之一。洪水的季節性強、來勢兇猛、峰高量大，而中下游河道泄流能力常常相對不足，在安排修建上蓄水庫、中游建設堤防和整治河道的同時，利用蓄滯洪體系有計劃主動分蓄流域超額洪水，是流域防洪減災的重要手段之一，尤其在防御超標準洪水中具有不可替代的作用[1-4]。

隨著社會經濟發展和人類活動加劇，湖泊等低洼地帶被逐漸侵占，洪水的自然調蓄能力大為降低，“非汛期人走水路、汛期水走人路”的人水爭地矛盾日益加劇，社會經濟發展與防洪安全的矛盾日趨尖銳。防洪減災的理論與實踐表明，一方面，既不能大量修建水庫攔蓄上游洪水，也不能無限制加高河道堤防，必須充分發揮水庫、堤防、蓄滯洪區等防洪工程的綜合效益；另一方面，需根據流域洪水出路的現實情況，實現由控制洪水向洪水管理轉變，積極推進蓄滯洪區布局優化調整和建設，確保關鍵時刻“分得進、蓄得住、退得出”[1-3，5]。

如何在浙江高質量發展建設共同富裕示范區的創新實踐中充分發揮水利作用，完善防洪工程體系，筑牢防洪安全屏障，統籌協調洪水蓄滯空間和社會發展空間的關系，是亟需研究的課題。本文以浙江省浦陽江流域為例，研究提出防洪蓄滯工程布局優化調整方案，以期對進一步完善防洪體系提供新思路。

1 浦陽江防洪能力現狀

1.1 流域基本概況

浦陽江是浙江省母親河錢塘江的重要支流，干流經金華浦江縣、紹興諸暨市、杭州蕭山區，支流涉及金華義烏市和東陽市、紹興柯橋區、杭州富陽區等地，干流全長150km，流域面積3455km2。遵循“上蓄、中分、下泄”的防洪總體格局，浦陽江已初步形成以通濟橋、安華、陳蔡、石壁、永寧等大中型水庫與高湖蓄滯洪區為防洪骨干控制性工程，輔以中小型水庫、干支流堤防、沿江閘泵站的防洪排澇體系。浦陽江目前已建成12座大中型水庫，總庫容約5.3億m3，總防洪庫容約1.4億m3；已建成高湖蓄滯洪區，滯洪庫容約0.58億m3；干流通濟橋水庫以下已全線建堤閉合，堤防長度約306km；已建成排澇泵站81座，總設計流量約700m3/s[6-7]。

1.2 成災原因分析

(1)氣候條件。6月中旬—7月中旬，由于西太平洋副熱帶高壓的季節性北跳與東亞季風的向北移動，浦陽江梅汛期持續時間長、降水集中且強度較大。7月下旬—9月下旬，受臺風活動影響，浦陽江臺汛期極端降水頻發，防御難度極大。

(2)地形條件。浦陽江安華至湄池區間的沿江地勢為上、下游高，中游低，形似鍋底狀，且各支流除凰桐江、永興河外，多在中游諸暨城區附近匯入。洪水期上游來水陡漲陡落，而中游河道狹窄曲折，宣泄緩慢不暢，極易造成洪澇災害。

(3)潮洪頂托。浦陽江在聞家堰匯入錢塘江，此處已屬感潮河口段，潮汐作用明顯，影響范圍可至西江王家堰、東江討飯堰。同時，汛期常常遭遇富春江洪水，浦陽江下泄受阻，水位壅漲抬高。因此，浦陽江洪水期易受杭州灣潮汐和錢塘江洪水頂托雙重影響。

1.3 防洪突出薄弱環節

隨著社會經濟發展和人類活動加劇，浦陽江干流逐漸暴露出源頭洪水控制能力仍顯不足、蓄滯洪區布局尚需優化調整等問題。在實際防汛調度工作中，對協調中上游治水矛盾、提升安華以上防洪滯洪能力，對優化調整蓄滯洪區布局、切實保障蓄滯洪區分洪蓄洪作用，均有十分迫切的需求[6-9]。

1.3.1上蓄不充分，源頭洪水控制能力仍顯不足

安華水庫是浙江省建國后最早開工建設的八大水庫之一，位于浦陽江干流，地跨浦江、諸暨兩地，壩址位于諸暨安華鎮，淹沒區涉及浦江白馬鎮、諸暨同山鎮。水庫集水面積635km2，于1958年建成，2017年除險加固后總庫容5838萬m3，設計防洪庫容4125萬m3，是流域防洪調度頻次最高的關鍵性樞紐工程，也是浙江省唯一一座工程任務僅為防洪滯洪的大中型水庫。

因歷史遺留問題，安華水庫長期未能發揮原設計防洪作用。一是原政策處理標準與現行標準有差距，水庫歷史政策處理補償標準偏低，原移民高程較10年一遇洪水位低1.01m，較20年一遇洪水位低1.52m，低于SL 290—2009《水利水電工程建設征地移民安置規劃設計規范》要求的移民標準10～20年一遇，也低于浙江省新建(改建、擴建)大中型水庫20年一遇的移民標準。二是原政策處理范圍有移民回流，目前原移民高程以下396人尚在居住(浦江225人、諸暨171人)。水庫滯洪超過27.5m(水庫原移民高程30.09m、防洪高水位32.09m)就有兩地糾紛，受限制運用防洪庫容約2529萬m3，占總防洪庫容的61.3%。

根據《浦陽江流域防洪規劃》(浙水計〔2019〕12號)，規劃工況下(安華水庫恢復原設計防洪能力、浦陽江源頭新建雙溪水庫)，安華以上防洪庫容模數(單位集水面積設置的防洪庫容值)僅為9.0萬m3/km2，低于浦陽江主要支流大陳江的10.1萬m3/km2(八都-巧溪水庫)、開化江的25.6萬m3/km2(陳蔡-石壁水庫)、楓橋江的13.7萬m3/km2(征天-永寧水庫)，也低于浙江防洪為主水庫15～30萬m3/km2的防洪庫容模數，防洪能力相比本流域支流、其他流域均有明顯不足。

1.3.2中分損失大，蓄滯洪區布局尚需優化調整

高湖蓄滯洪區(以下簡稱“高湖”)是浙江省5個蓄滯洪區之一，也是規模最大的蓄滯洪區，原設計滯洪庫容約5800萬m3，于1954年建成，在20世紀50—60年代曾先后分洪7次，起到了較好的防洪減災作用。隨著高湖內生產要素和社會財富的積聚，逐漸暴露出分洪淹沒土地范圍廣、經濟損失高、分洪后經濟補償政策缺失等問題，現實啟用困難。自1962年至2021年煙花臺風前，59年中共有4次達到分洪標準而未啟用，“19700626”“19730517”“19770616”“19970709”洪水均出現其他湖畈決堤。

“20110616”洪水后，根據浦陽江流域防洪調度的工作實踐，諸暨市提出高湖分級分區改造工程，在“防洪功能不改變、分洪總量不減少、啟用條件不提高”的前提下，通過新建隔堤與分洪設施，將高湖劃分為高湖一區和除一區之外的高湖二區。一區面積約0.9萬畝，滯洪量約2700萬m3，二區面積約1.3萬畝，滯洪量約3100萬m3。當浦陽江發生10年一遇洪水時啟用高湖一區，當發生20年一遇洪水時啟用高湖二區。高湖改造工程于2015年啟動征遷，2017年動工建設，目前主體工程已基本完工。2021年煙花臺風期間，高湖時隔59年后首次開閘分洪，為下游騰挪寶貴的時間與空間，防洪效益顯著。

高湖位于諸暨市浣東街道，作為城東新城的重要組成部分，區位優勢明顯。高湖一區目前可正常運用，而高湖二區范圍主要涉及耕地約0.2萬畝，珍珠水產養殖約0.5萬畝，工廠企業用地約0.3萬畝，現有人口約1.4萬人，企業約30家，經初步測算，高湖二區分洪直接損失約8億元，現實啟用與搬遷難度極大。若在流域中下游尋找如連七湖、下四湖等湖畈或湖畈群作為等效調整方案，同樣存在占用土地多、限制區域發展等問題，且因地形地勢原因，達到相同作用需設置更大的蓄滯庫容。

2 布局調整治理思路

2.1 基本思路

本文以“遵循格局、優化布局、整體謀劃、總體提升”為基本原則，在“上蓄、中分、下泄”的防洪總體格局基礎上，以流域“上蓄、中分”總體功能不降低，對上下游地區的防洪安全不產生不利影響為目標，在滿足流域50年一遇防洪標準的前提下，提出安華水庫擴容、新建同山蓄滯洪區、高湖蓄滯洪區現代化改造等干流防洪能力提升工程，由此優化調整部分高湖二區分滯洪功能的調整治理思路。

安華水庫具有控制面積大、防洪受益范圍廣的優勢，本身庫區具備下挖擴容的條件；規劃同山蓄滯洪區位于安華水庫西側，通過連通隧洞，可實現同步蓄泄。“安華擴容+新建同山”實施后，非正常運用的滯洪庫容變為正常運用的防洪庫容，調度更靈活，保護范圍也更大，是高湖二區的理想替代工程，不僅可解決安華水庫自身的歷史遺留問題，更能進一步優化流域防洪格局，助力區域發展，進而實現“源頭增效、等量優效、一舉兩得”。

2.2 調整方案

2.2.1計算模型

(1)計算原理

采用自主研制開發的漫垸網河準二維與網河一維混合模型非恒定流計算程序[10]，建立整個浦陽江流域內的水利計算模型。該模型的基本原理為采用四點中心加權隱式差分格式求解圣維南偏微分方程組：

(1)

(2)

式中，B—水面寬度，m；z—河道水位，m；Q—流量，m3/s；q—單位長度旁側流量，m3/s；v—斷面平均流速，m/s；g—重力加速度，m/s2；K—單位過水面積的流量模數，m3/(s/m2)。

以四點中心加權隱式差分格式將上述偏微分方程組化為差分方程組，并與河汊方程、閘汊方程、邊界條件、初始條件共同構成相應的非線性方程組，采用牛頓迭代法求解，進行計算得出各斷面的水位、流量過程。該水利計算模型可定量分析河道洪水演進的水流特性，并可考慮漫灘行洪、倒堤分洪及閘、泵、堰、壩等多種形式水利工程措施的防洪效果，在浙江省水利規劃設計中應用廣泛，模擬性能良好。

(2)河網概化

選取浦陽江干流(安華水庫以下)、支流浦陽東江、大陳江、開化江、五泄江、楓橋江、凰桐江及永興河形成一個概化水系。湖畈按工程特性分為一般湖畈、高湖蓄滯洪區、滯洪湖畈等3類，均概化為概化湖泊，共計57個，概化湖泊與主河網的聯接方式采用分洪閘或倒堤堰形式。湖畈滯蓄能力按各片高程-容積曲線推求，當湖畈外圍堤防遭遇超設計標準洪水時倒堤分洪，湖畈堤防外側灘地作為概化河網斷面的邊灘槽蓄作用處理。

(3)邊界條件

干流安華水庫、大陳江龍潭、開化江毛村灘、五泄江水磨頭、楓橋江駱家橋、凰桐江橫力口、永興河豐產堰、洪浦江寺下張等8處控制斷面作為上邊界，采用流量過程線；聞家堰控制斷面作為下邊界，采用水位過程線。流域內山區性小支流入流過程按主河道旁側入流處理，本次概化集中入流26條。

(4)遭遇組合

20年一遇及以下設計洪水，遭遇富春江1977年6月15—19日實際潮位；流域50年一遇設計洪水聞家堰20年一遇潮位過程(以聞家堰歷年6月份最高潮位排頻，按1977年6月16日洪水對應的實測潮位過程縮放)。

2.2.2方案工況

以不抬高流域主要控制斷面(太平橋站、湄池站)原規劃水位為原則，擬定兩個調整方案，各方案計算工況見表1。原規劃采用《浦陽江流域防洪規劃》(浙水計〔2019〕12號)中不考慮新建雙溪水庫的推薦方案；方案1在原規劃基礎上，不啟用原高湖二區，考慮安華水庫擴容提升工程(擴容3700萬m3)；方案2在原規劃基礎上，不啟用原高湖二區，考慮安華水庫擴容提升工程(擴容1500萬m3)、新建同山蓄滯洪工程、高湖蓄滯洪區現代化改造工程3項組合優化調整工程。

表1 浦陽江流域50年一遇設計洪水防洪格局方案

2.2.3調整效益

遭遇流域50年一遇設計洪水，各方案主要控制斷面水位結果見表2。方案1與原規劃相比，太平橋站沿程水位降低1.73～0.11m，西江沿程水位降低0.09～0.02m，東江高湖分洪口～五浦頭降低0.04～0.02m，橫塘村-江爿頭由于失去高湖二區分洪，水位略有壅高，壅高幅度為0.05～0.01m，湄池站及以下水位無變化。

表2 流域50年一遇水利計算成果(水位) 單位：m

方案2與原規劃相比，太平橋站沿程水位降低1.35～0.17m，西江沿程水位降低0.12～0.03m，東江高湖分洪口-江爿頭水位降低0.09～0.07m，橫塘村-墨城電排由于高湖二區分洪規模減少，水位略有壅高，壅高幅度為0.03～0.01m，湄池站及以下水位無變化。

從太平橋站水位及整體水位看，方案1與方案2均能滿足優化調整高湖二區的要求。方案1由于安華水庫擴容規模更大，使得安華站-會義橋區間水位降低更明顯；方案2由于高湖二區增加分洪1000萬m3，會義橋-太平橋站區間、西江沿程水位降低更明顯，東江壅高程度也更小；方案1跟方案2對湄池站及以下水位影響不大。

“上蓄、中分”成果見表3。方案1與原規劃相比，上蓄合計增加3656萬m3，其中安華水庫增加3656萬m3，其余水庫上蓄作用不變；中分減少3048萬m3，其中高湖減少3103萬m3，5個20～50年一遇啟用的非常滯洪區增加71萬m3，支流洪浦江減少16萬m3。方案2與原規劃相比，上蓄合計增加2471萬m3，其中安華水庫增加1882萬m3，同山蓄滯洪工程增加589萬m3，其余水庫上蓄作用不變；中分減少2169萬m3，其中高湖減少2096萬m3，5個20～50年一遇啟用的非常滯洪區減少70萬m3，支流洪浦江減少3萬m3。

表3 流域50年一遇水利計算成果(蓄滯水量) 單位：萬m3

從分洪水量看，2個方案均可實現優化調整高湖二區的作用。但是，方案1安華水庫諸暨區域需擴挖至庫底10m高程，工程調度較為不便，且與浦江區域落差達10m，極易造成河床沖刷；方案2從系統優化、共同富裕角度出發，實施3項組合工程，遵循“系統治理、多點挖潛、多措并舉”的治理思路。安華水庫擴容工程、同山蓄滯洪工程均已納入浙江省“三區三線”項目庫，基本無用地指標問題；高湖蓄滯洪區現代化改造工程在高湖一區基礎上增加1000萬m3滯洪庫容，且盡可能避開土地征用和移民，實現高湖蓄滯洪區“挖潛”的最大化。總體考慮，推薦方案2。

3 結語

浦陽江流域先天防洪條件較差，歷來是浙江省防汛重點河流。為破解安華水庫上蓄能力弱、高湖蓄滯洪區中分難實施的困局，以流域“上蓄、中分”總體功能不降低，對上下游地區的防洪安全不產生不利影響為目標，在滿足流域50年一遇防洪標準的前提下，提出安華水庫擴容、新建同山蓄滯洪區、高湖蓄滯洪區現代化改造等干流防洪能力提升工程，由此優化調整部分高湖二區分滯洪功能的調整治理思路。合理調整流域蓄滯工程布局，統籌協調洪水蓄滯空間和社會發展空間的關系，是取得區域經濟高質量發展、流域防洪安全共贏效益的必要措施與優選方案。