滨海城市防洪防潮规划设计特色

李奕林

(厦门中平公路勘察设计院有限公司，福建 厦门 361008)

角美工业综合开发区位于九龙江下游的平原上，北面靠山，南面临海，大部分地面地势低洼，由于它地处九龙江的入海口，处于感潮河段，洪水的排泄经常受海潮的顶托，当有山洪导致该地区经常发生内涝。经过对该地区的现场调查，本人认为彻底解决该水患连年的方法主要有二，一是提全面高场地的竖向让雨洪都能通过沟渠靠重力流排出，但是此种方法需要有大量的土石方进行填方，工程费用巨大，在本地区并不适用;二是设置内湖来调蓄，内湖调蓄即在城市中设置湖泊水体于洪峰或洪潮相遇时贮蓄一部分洪水以达到防洪防潮目的的一种方式。

1 现状概况

区内水网密布，纵横交错，其中对本区影响较大的是位于规划区边界洪岱路东侧的排涝港及自西向东穿越本中心区的低干渠。流经角美镇区的主要有苍坂、龙屿和埔头三条支流，均发源于戴云山脉的支柱山，海拔933m。流域现状为扇形，河流走向由西北向东南，各支流河长较短，坡降较大。因处于九龙江入海口，台风、大潮、洪水灾害十分频繁，区内城市用地约一半左右是地面高程低于高潮位的潮间带、滩涂地，受海潮侵袭影响较大(见图1)。

图1 总体规划图

2 防洪规划思路及标准

2.1 设计思路

《总体规划》的设计思路，区内外洪、雨水均汇入壶屿港水闸前滞洪区，当遭遇天文潮和风暴潮时，先经滞洪区调蓄，待潮位降低后，再将湖水排入外海。海潮则由防潮大堤加以拦截。

2.2 防洪防潮标准

根据《总体规划》，同时结合《防洪标准》(GB50201－94)以及《堤防工程设计规范》(GB50286－98)有关规定，区内各主要支流防洪标准确定为:近期为20年一遇，远期为50年一遇，九龙江海堤防洪防潮标准确定为50年一遇。

3 水文分析计算

3.1 洪水计算

本次设计计算拟以石码站作为代表站，采用其实测暴雨资料推算设计暴雨见表1。

表1 石码站各历时设计暴雨特征值

3.2 潮位分析

根据龙海市水利局所提供的资料，各频率潮位成果见表2:

表2 石码站各频率设计潮位成果表 单位:m(黄海高程系)

4 规划设计

4.1 规划思路

根据《总体规划》)，远期规划防洪防潮标准为50年一遇。按照其设计思路，在壶屿港水闸前设置滞洪区(流域汇水面积为73km2)，区内外洪、雨水均汇入壶屿港水闸前滞洪区(预留滞洪区面积为74.3ha)，当遭遇天文潮和风暴潮时，先经滞洪区调蓄，待潮位降低后，再将湖水排入外海。海潮则由防潮大堤加以拦截。

经经初步分析估算，为确保本中心区满足原规划所设定的防洪标准，结合中心区打造富有“水韵”特色的规划目标，利用原有的坑塘水系等低洼地带，考虑在中心区设置内湖，将区内雨水(其中转输部分凤山工业区雨水)汇入本区所设内湖，一方面可以弥补原总规所设置的壶屿内湖水域面积的不足，另一方面可以充分发挥规划区内水的潜力，所形成的内湖与规划区界排涝港共同体现了“水韵新城”，确保与规划功能定位相吻合。

按照上述思路，即:(1)海潮由防潮大堤加以拦截;(2)区外洪水经本区外缘的排涝港收集后，先经壶屿港水闸前滞洪区调蓄，待潮位降低后，再将湖水排入外海;(3)区内雨水的排放主要依靠中心区调洪内湖，区内雨水经雨水管汇集后排入内湖，当遇高潮位时，由内湖调蓄，待潮位低于内湖水位时，打开内湖闸门排放入海。这一思路可以美化城市景观，减少对生态的破坏，简化雨水工程，但同时是增加了管理的难度，汛期需经常对湖水的调蓄进行管理。

整个防潮、防洪工程主要由防潮堤、外围排涝港、内湖等三个部分组成。

4.2 防潮工程

防潮工程主要由位于下游北港南北岸的角美海堤构成，近期可以采用充分利用、加固现有海堤的办法，满足近期防潮要求，远期为满足城市规划的景观要求，规划建议海堤工程可结合沿江道路采用路堤结合的堤段形式。

规划海堤属城市海堤，大部分为路堤结合的堤段形式，本规划根据《城市防洪工程设计规范》，同时结合规划区的性质、规模计算中心区海堤堤顶高程。

规划沿海岸线海堤堤顶高程按下式计算:

式中:Z50－50年一遇堤顶高程(m)

其中波浪爬高计算

经计算，50年一遇堤顶高程为7.0～7.5m，由于本次规划为城市海堤，考虑城市景观需要和亲水性的要求，海堤高程不宜过高，因此，下一步设计时应充分利用堤前绿地的消浪作用，适当降低风浪爬高，从而降低堤顶高程。对于堤前没有规划绿地或无法布置绿地的堤段，可通过设置防波堤等工程措施来降低波浪爬高。

由于缺乏当地实测统计资料，且堤型未最终确定，故计算成果仅作为规划阶段使用。

4.3 防洪工程

规划新市区外洪水主要由沿城市外缘的排涝港及自西向东从新市区中部穿过的低干渠汇集后，经壶屿滞洪区调蓄后，外排入海，不进入新市区。设计洪峰流量计算采用推理公式法:

式中:Qm为地表洪峰流量(m3/s)

J为河道平均坡降(‰)

M为汇流参数

Rτ为汇流时间内净雨深

L为河长(km)

F为流域面积(km2)

τ为流域最大汇流面积的汇流时间

0.278为单位换算系数

经计算排涝港流域面积为54km2，其出口断面50年一遇洪峰流量为610m3/s。

4.4 区内雨水调蓄工程

区内雨水采用内湖调蓄方案，经雨水管汇集后排入内湖，当遇高潮位时，由内湖调蓄，即当汛期遭遇外海大潮时，关闭0号、1号、2号、3号、4号涵闸，区内雨水进入内湖调蓄;同时关闭6号、7号、8号涵闸，低干渠水进入壶屿内湖调蓄。待潮位低于内湖水位时，打开内湖闸门排放入海。设计在6～8小时内可将50年一遇五小时的洪水总量全部排出。在与外海、排涝港、低干渠各连通处分别设置闸门。

4.4.1 内湖设计需同时满足以下两个要求

(1)从城市安全角度，要求内湖在50年一遇降雨及高潮位同时出现时，能将区内雨洪全部蓄下，并在落潮时，能将雨水及时排出;

(2)从城市生活功能出发则要求内湖在平时应保持足够水面，并保证水体不变质发臭。

4.4.2 滞洪容积计算

根据设防标准，本次规划按近期20年一遇，远期50年一遇分别计算滞洪容积。

以低干渠为界，中心区上部内湖汇水面积为6.13km2，(其中中心区汇水面积1.50km2，转输凤山工业区汇水面积4.63km2)下部内湖汇水面积为5.07km2(其中中心区汇水面积3.27km2，转输凤山工业区汇水面积1.80km2)。

(1)近期

根据高潮位持续时间并考虑防洪的安全性，本规划采用P=5%最大5小时净雨深150.5mm作为洪量计算及调蓄时间。

经计算，中心区上部内湖设计洪水总量为83万m3

中心区下部内湖设计洪水总量为68万m3

暂定内湖起调水位为0.50m，50年一遇最高水位为3.5m，则上部内湖所需面积约为28ha;下部内湖所需面积约为23ha。

(2)远期

根据高潮位持续时间并考虑防洪的安全性，本规划采用P=2%最大5小时净雨深176.72mm作为洪量计算及调蓄时间。

中心区上部内湖设计洪水总量为97万m3，中心区下部内湖设计洪水总量为80万m3。

暂定内湖起调水位为0.50m，50年一遇最高水位为3.5m，则上部内湖所需面积约为32ha;下部内湖所需面积约为27ha。

现中心区上部内湖面积(含连接渠)约23ha，即不论近远期均无法满足滞洪要求;下部内湖面积(含连接渠)约36ha，可满足近远期要求，为弥补上部内湖面积的不足，将上下内湖连通，则近远期内湖面积可基本满足要求。

(3)汛期的安全保障

内湖边坡采用斜坡，坡比为1∶0.5，用块石作护坡，内湖周边布置有约20ha的绿地、公园，其绿地标高自路边向湖边倾斜，在暴雨超标情况下，可起到一定防洪作用。

综合考虑各种条件，内湖洪水调蓄水深定为2.8m，内湖规划特征值见表3、表4。

表3 上部内湖规划特征值

表4 下部内湖规划特征值

5 结束语

角美中心区防洪防潮规划设计，使内湖调蓄方案不仅达到了防洪防潮的目的，而且减少土石方工程，保护自然村落，减少对生态的破坏，增加城市的美观，简化雨水工程，便于分期建设。

［1］曹洲榕.城镇防洪对策研究与实践［M］.西南交通大学.2011(06).

［2］梁礼民.城市防洪工程与城市建设探析［J］.中国高新技术企业.2010(04).