漯河市沙北地区防洪工程方案研究

□刘 伟 □和宛琳 □刘晓琴（河南省水利勘测设计研究有限公司)

漯河市沙北地区防洪工程方案研究

□刘 伟 □和宛琳 □刘晓琴（河南省水利勘测设计研究有限公司)

受地形地质条件限制，漯河市规划向沙北地区发展，而该区位于沙河超标准洪水行滞洪通道内，如何保证该区的防洪安全同时又减轻其对超标准洪水行滞的影响成为关键。由于研究区域内有铁路、高速公路、堤防、房屋建筑和桥梁等各种阻水建筑物，洪水流态复杂。以往对该问题的研究采用了水库联合调洪法，未考虑洪水的水面比降和横向流动等因素。文章采用先进的二维非恒定流数学模型，模拟计算行滞洪区内洪水演进，对各防洪方案的效果进行了模拟计算，为沙北地区的防洪工程方案提供了更可靠的依据。

行洪通道；二维非恒定流数学模型；城市防洪；防洪方案研究

1.概况

漯河市位于河南省中南部淮河流域沙、澧河汇合处，境内主要河流有沙河、澧河和颍河，澧河与沙河在市区交汇穿越，堤顶高出市区地面约3～4.5m，是漯河市城市防洪的主要河道。漯河市沙北地区是漯河市政治、金融中心，是市委、市政府和市直多个行政金融部门所在地，也是郾城区政治中心。沙北地区的孟庙镇是孟平、京广铁路交汇处，区内有孟庙货运编组站、国家粮油储备库等重要设施。

沙河洪水主要来自京广铁路以西山丘区，漯河以西一旦遭遇大暴雨，山洪猛溢，洪水峰高量大，直入平原，常形成大面积洪涝灾害，给国家和人民群众财产带来巨大的损失。沙北地区位于颍河、沙河之间的洼地，是沙河超标准洪水的滞洪区域和行洪通道，地面高程约为55～62m。洼地南边为沙河北堤，北边为蜈蚣渠和颍河南堤，超标准分滞洪水沿着两堤之间向下游行进。

2.研究背景

根据《漯河市城市总体规划（2009～2030）》，沙北区拟向北扩至孟平铁路，西至规划的安信快速通道和京广客运专线之间，东至京港澳高速公路以东，南至市界，扩大后城区面积约210km2，沙北建成区面积约77km2。由于城市向北扩建区处于洪水行滞通道中，如何保证该区的防洪安全同时又减轻其对超标准洪水行滞的影响成为必须研究的重要课题。

3.沙河漯河以西超标准洪水分洪

漯河以西规划的超标准洪水分洪口门主要有襄县西河沿扒口分洪入湛河洼、干江河锅堵口自然分洪入小洪河，而向沙北地区分滞洪水的口门有霍堰和包头赵，其中霍堰分洪口门规划长度250m，包头赵分洪口门分洪需要同时炸开泥河洼北堤及沙河南、北堤，规划口门长度为148m。

沙河干流白龟山～岔河口段，发生流量超过3000m3/s时，洪水由两岸漫溢，进入湛河洼或灰河洼、泥河洼滞蓄；当沙河岔河口以上北汝河和沙河干流入流量之和大于2800m3/s，预计漯河入流量超过3000m3/s，并将危及漯河市区和京广铁路及漯河以下沙河南堤安全时，在沙河左岸襄县霍堰村附近扒口分洪入沙颍河夹河套地区行滞。泥河洼滞洪区蓄满后，如洪水继续上涨，预计滞洪区蓄洪堤有漫决危险时，则在舞阳县包头赵附近破泥河洼北大堤，在相应位置破沙河南、北堤，向沙河以北沙河与颍河河套地区分滞洪水。

4.沙北区防洪工程研究

4.1 防洪方案拟定

沙河超标准洪水从霍堰和包头赵分洪后，将沿着沙河和孟平铁路之间的洼地由西向东行进，部分洪水经过孟平铁路下面的桥涵或漫溢铁路泄流至孟平铁路以北的蜈蚣渠、颍河右堤之间区域。洪水沿途经过村庄、铁路、公路等诸多阻水建筑物，由于京广铁路、孟平铁路和京港澳高速公路均高于地面较多，且预留涵洞的泄流能力较小，因此是影响沙河超标准洪水行滞洪的主要阻水建筑物。

根据最新漯河市城市总体规划，考虑城市发展的需要，沙北区拟向北扩至孟平铁路，西至京广客运专线西约3km，东至京港澳高速以东2～3.6km，南至市界。因此，本次拟定了沙北区沙河超标准洪水沙北区防洪工程的4种方案，加上天然情况，共研究5种工况的防洪方案。各方案情况详见表1，方案布置见图1。

表1 沙北区防洪方案情况表

图1 沙北区防洪方案布置图

4.2 计算方法

沙北地区超标准行洪通道处在平原区，区域内地形由西向东倾斜，南高北低，超标准洪水分洪后沿洼地由西向东行洪。洪水除纵向流动外，横向流动的特点也十分明显。洪水在蜈蚣渠、颍河右堤和沙河左堤的约束下，受到孟平铁路、京广铁路和京港澳高速公路的阻挡，洪水流态十分复杂，同时还要考虑不同工况和不同筑堤方案对行洪的影响，因此本次研究采用二维非恒定流数学模型计算。该模型在南水北调中线工程中广泛应用于山前过渡区及平原区洪水演进计算，计算成果合理可靠。

4.3 洪水模拟

沙北区行洪通道洪水模拟分析采用二维非恒定流数学模型计算，计算区域约787km2，区域东西宽50km，南北宽4.4～22.6km。区域南侧有沙河左堤、北侧有蜈蚣渠和颍河右堤约束；京广铁路以西被孟平铁路分割为南北2个区域，东西方向被京广铁路和京港澳高速分割为3个区域；霍堰分洪口位于计算区域的西侧，包头赵分洪口位于计算区南侧的沙河左堤。

模型采用1/10000地形图，并结合1/50000地形图进行地形概化，网格为正方形，间距为200m，计算区共19682个网格。计算区域三维地形见图2。根据计算区入汇流情况，经设计洪水分析计算，霍堰和包头赵入流分别采用沙河霍堰和包头赵分洪过程线作为计算区域入流洪水，然后采用模型进行洪水演进至计算区出流处。

图2 计算区域三维地形图

5.建议

漯河市沙北区位于沙河北堤与孟平铁路之间的洼地，是沙河超标准洪水的行洪通道。根据《漯河市城市总体规划（2009～2030）》，沙北区拟向北扩至孟平铁路，西至规划的安信快速通道和京广客运专线之间，东至京港奥高速以东2.5km，南至市界。漯河市沙北区属漯河市的一部分，但属于单独的防洪保护区，是漯河市的政治、文化、金融中心。根据沙北区的人口、面积及经济发展情况和国家《防洪标准》（GB50201）的要求，在漯河以西现状和近期工程情况下，沙北区的防洪标准应按100年一遇设防。

此次研究通过对漯河以西现状、近期工程情况以及对1975年典型的100年一遇洪水进行分析，得出结论：一是漯河市沙北区城市扩建，由现在的塔河一带向北扩建至孟平铁路，行滞洪水位将有所升高。当漯河以西发生100年一遇洪水，现状工程情况下，京广铁路在孟平铁路以北沿线比方案一壅高0.41m；孟平铁路以南比方案一、二保护范围增大；京港澳高速公路沿线比方案一壅高0.11m，比方案二降低0.14m。方案三与城市发展现状和规划城区范围相适应，整体壅高与方案一、二筑堤方案防洪影响相当，因此推荐该方案。二是沙北区扩建至孟平铁路，使行滞洪水位有一定抬高，但整个保护面积增加，并可降低京广铁路与京港澳高速公路之间的洪水位，整体淹没面积有所减少。三是沙北区作为漯河市的政治、文化、金融中心，一旦分滞洪水，将给国家财产及人民群众生命安全造成严重损失。因此，应把城市防洪安全工程纳入城市建设规划一并考虑。四是规划的安信快速通道位于漯河市规划区西侧，规划路基较高，建议该快速通道的建设与漯河市城市防洪规划堤防的建设相结合。

[1]李义天,赵明登,曹志芳.河道平面二维水沙数学模型[M].北京：中国水利水电出版社，

[2]刘伟,卢瑕,陈辉.南水北调中线沁河交叉断面超标准洪水研究[J].人民黄河，2008,(9).

2012-06-29