巢湖十八聯圩濕地蓄洪區進洪閘規模分析

馬玉峰，田 娟

(安徽省水利水電勘測設計研究總院有限公司，安徽 合肥 230000)

1 概況

2020年6—7月巢湖流域持續超強降雨，巢湖忠廟站水位達到歷史極值13.43m，超100年一遇洪水位。7月19日，為保障合肥主城區防洪安全，合肥市采取人工開挖破堤方式啟用十八聯圩濕地蓄洪，蓄洪最高水位達13.13m，蓄洪量約1.17億m3，有效緩解了超標準洪水給上游城區造成的防洪壓力。

十八聯圩防洪標準為50年一遇，防洪水位12.75m，堤頂高程14m，蓄洪區總面積27.6km2，地面平均高程8.0m，最大蓄洪容量1.17億m3。其主要功能為效削減南淝河洪峰，緩解合肥市主城區防洪壓力；同時相機為巢湖蓄洪，緩解巢湖壓力。

2 巢湖閘上超額洪量

目前，巢湖流域防洪工程設計防洪水位，均基于《巢湖流域防洪規劃》(1994年)中確定的設計洪水位成果，為了確保現有防洪工程的防洪效益，設計水位仍采用上一輪的規劃成果，即100年一遇13.36m，50年一遇12.75m，20年一遇12.5m，10年一遇11.6m，超過該設計水位產生的洪量即為超額洪量。

通過調算，主要典型年不同重現期年均存在超額洪量，其中2020年最為惡劣，因為2020年巢湖洪水完全遭遇長江最高水位，有17d(7月2—19日)時間處于“關門淹”階段，2020年型超額洪量最大，100年超額洪量為19.8億m3，其次為1991年，100年超額洪量為14.5億m3。主要典型年不同重現期超額洪量見表1。

表1 巢湖閘上主要典型年超額洪量成果表

3 超額洪量安排

從“蓄”“泄”兩個途徑對巢湖流域超額洪水進行安排及方案擬定，原規劃的巢湖閘上小圩12.0m潰破，中大圩12.5m潰破，由于流域內隨著經濟水平的發展，流域內經濟快速發展和城市人口的快速增長，保護范圍向低洼圩區延伸，可蓄洪圩口減少。

3.1 巢湖閘上蓄洪容積

根據《巢湖流域防洪治理規劃》，巢湖閘上擬建蓄洪區面積127.6km2，100年一遇水位對應的蓄洪容積4.13億m3；閘上低標準可潰破小圩面積為82.2km2，100年一遇水位小圩對應的蓄洪庫容3.58億m3。蓄洪區和小圩合計可分蓄洪水7.71億m3。

3.2 超額洪量安排方案

1991典型年長江水位低，超額洪量可通過巢湖閘上蓄洪容積調蓄，及擴大下泄流量自排解決。巢湖閘上的蓄洪容積結合擴大下泄流量仍難以解決2020年“關門淹”的超額洪量，考慮到流域內經濟發展，蓄洪容積難以繼續增加，在遭遇2020年型洪水時，“關門淹”無自排時長達17d，需新增對江泵站抽排洪水。通過對巢湖湖區、蓄洪區、河道自排及泵站抽排的多閘站聯合調算，確定裕溪河口新建泵站規模為800m3/s。在遭遇2020年型、1991年型、2016年型等典型年不同重現期洪水時，通過滯蓄和外排合理安排超額洪量，將湖區洪水位降至原規劃水位。

3.3 蓄洪區分洪時段

3.3.1洪量占比分析

根據巢湖閘上洪量分析，最大1d/7d=20%～28%，3d/7d=54%～65%，最大3d洪量為主要分洪時段，故蓄洪區按照3d進洪效果最佳，分析結果見表2。

表2 巢湖閘上洪量分析表

3.3.2典型年高水位歷時分析

對巢湖高水位進行分析，在巢湖水位上漲過程中分洪為有效分洪，即在巢湖水位達到100年一遇水位13.36m之前分洪可以有效降低巢湖水位。十八聯圩分別在1991、2016、2020年破圩進洪，其中2016年巢湖最高水位12.77m，十八聯圩進洪水位為12.51m，巢湖12.75m以上持續上漲時間僅1d，不具有代表意義，本次利用1991年和2020年作為典型年進行分析。

1991年實測7.12日忠廟水位達到12.75m，7月15日達到最高水位12.78m，歷時3d；2020年實測7月19日忠廟水位達到12.75m，7月22日達到最高水位13.43m，歷時3d，2個典型年12.75m以上上漲時間均為3d，故在這3d內對巢湖洪水進行分洪均能有效降低巢湖洪水位。2020年型水位及流量過程見圖1，在7日19—22日巢湖水位上漲過程中分洪效果最佳。見表3和圖1。

圖1 2020年型巢湖入湖流量及水位過程圖

表3 典型年實測水位分析

3.4 蓄洪區分洪水位

蓄洪區分洪水位不同，對巢湖水位的降低影響是不一樣的，本次分別按照當巢湖水位超過12.5m及12.75m時蓄洪區分洪，對巢湖閘上進行調節計算，當分洪水位為12.5m時，2020年型100年一遇最高水位為13.32m，當分洪水位為12.75m時，2020年型100年一遇最高水位為13.30m，當分洪水位為12.5m時，由于同時段下泄量減小，巢湖洪水位反而比12.75m分洪時高0.02m，故當巢湖水位達到12.75m時分洪為最佳分洪水位。2020年型100年一遇巢湖閘上蓄洪區分洪過程如圖2所示。

圖2 巢湖閘上蓄洪區分洪過程圖

3.5 十八聯圩分洪規模確定

本次從消減南淝河洪峰及分蓄巢湖洪水2個方面來分析十八聯圩分洪規模。根據巢湖閘上洪量分析成果，及高水位上漲時間，蓄洪區分蓄巢湖洪水的最佳時間是3d，蓄洪區按最佳分洪水位12.75m啟用，3d蓄滿來確定蓄洪區的進洪規模，通過計算流量為450m3/s。

南淝河設計洪水位工況為南淝河發生20、50、100年一遇洪水時，遭遇巢湖施口的水位為12.0、12.2、12.5m，并取南淝河洪水位與巢湖洪水位的外包線作為河道設計洪水位。南淝河當涂路橋設計100年一遇洪水位13.83m，2020年7月19日南淝河最大還原流量達1610m3/s，低于50年一遇設計流量1880m3/s，遭遇超巢湖50年一遇水位12.8m，該洪水組合使當涂路橋發生了超100年一遇的水位13.93m，過程如圖3所示。在該種工況下，當十八聯圩分洪450m3/s時，能使當涂路橋水位降低0.1m至100年一遇設計水位13.83m。滿足設計防洪要求。

圖3 南淝河2020年水位流量過程圖

當南淝河發生200年一遇洪水時，十八聯圩分洪也能緩解上游洪水位，200年水位由14.2降至14.05m，洪水位降低了0.15m。根據對南淝河洪水位的影響分析，十八聯圩分洪對降低南淝河水位有一定的效果，流量是合理的。見表4。

表4 南淝河不同洪水組合水位成果表

4 結語

蓄洪區運用效果受啟用時機及分洪能力影響顯著，1991、2020年流域內發生大洪水的2個典型年巢湖水位超過12.75m上漲時間均為3d，在這3d內對巢湖洪水進行分洪均能有效降低巢湖洪水位。根據蓄洪過程分析巢湖水位達到12.75m為最佳分洪水位。巢湖水位12.5m時提前分洪比最佳條件下分洪時水位高0.02m，分洪效果略差。十八聯圩按最佳分洪水位12.75m下啟用，3d蓄滿來確定，進洪流量為450m3/s，此分洪條件下降低南淝河100、200年一遇洪水位分別為0.1、0.15m，削峰作用較好。