陕西华阴市长涧河蓄洪建湖工程可行性探析

苗 磊

(陕西水环境工程勘测设计研究院，陕西 西安 710018)

1 概况

1.1 社会经济

华阴市位于关中平原东部，秦晋豫三省结合地带，东起潼关，西邻华县，南依秦岭，北临渭水。总面积817 km2，总人口26万，是国家级风景名胜区西岳华山所在地。1990年12月经国务院批准撤县设市，1993年被陕西省政府命名为历史文化名城，1996年被国家科技部等28个部委联合命名为西北地区首家国家可持续发展综合实验区。

华阴自古有“三秦要道、八省通衢”之称，是中原通往西北的必经之地。郑西高速铁路、陇海铁路、西潼高速公路、310国道、老西潼公路横贯东西，南同蒲铁路、202省道、拟建的沿黄公路纵横南北。

境内人文景观和自然景观交相辉映，共同构成独特丰富的旅游资源。有雄居五岳之尊，被誉为“奇险天下第一山”的西岳华山，有在道教文化发展史上起着深远影响的玉泉院，有被誉为“陕西故宫”的帝王行宫西岳庙，还有比万里长城早建百余年的魏长城遗址，西汉京师粮仓、横阵遗址、西关村遗址等旅游景点。其中华山景区是全国风景名胜40佳，全国文明旅游景区示范点和国家 AAAAA级风景名胜区，2002年被评为“中华十大名山”之一，2006年被评为“最值得外国人旅游的50个景点”之一;被国家建设部列入申报世界自然和文化遗产预备名单。华阴文化艺术形式众多，华阴老腔、华阴迷胡、华阴皮影、剪纸等文化遗产悠远流传，其中华阴老腔、华阴迷胡被列为国家级非物质文化遗产名录。

1.2 河流水系

华阴市南山支流有6条，自西而东为:方山河、葱峪河、罗敷河、柳叶河、长涧河和白龙涧，其中直接注入渭河的有4条，为方山河、罗敷河、柳叶河、长涧河，注入二华排水干沟的有2条，为葱峪河和白龙涧。这些南山支流皆发源于秦岭北麓，坡陡，流短，源头高程多在2 000～2 640 m(黄海高程，下同)左右，出峪口后降至500～600 m，然后穿越山前洪积扇裙，高程再度降低到340～350 m，此后汇入渭河。

方山河是华阴市与华县的界河，出峪后流经夫水、华西镇二乡镇，在华西镇冯东村西约2 km处注入渭河，主河道长9.9 km，流域面积11.9 km2，老西潼公路至入渭口河道长4.2 km，平均纵坡 0.2‰。

罗敷河位于在华阴市西部，是华阴市境内最大的一条支流。出峪后流经夫水、桃下、华西等乡镇，于华西镇五合村西北汇入渭河，主河道长47.2 km，流域面积140 km2。罗敷河老西潼公路至入渭口道长10.86 km，平均纵坡为0.78‰。

柳叶河主流仙峪河发源于秦岭北麓，出峪后，流经五方乡，北至华西镇滩子村西北汇入渭河，主河道长30.6 km，流域面积90.5 km2，平均比降58‰。支流瓮峪于老西潼公路以北的南营村附近自左汇入，以仙峪河长计算，老西潼公路至入渭口段长 7.96 km，平均纵坡 0.72‰。

长涧河主流黄蒲峪发源于华山之东的秦岭北麓，出峪后流经玉泉街道办事处、市区西部、岳庙街办、华西镇、北社乡，在五合村东北汇入渭河，工程以上河长29.4 km，流域面积76.8 km2。左岸支流华山峪，右岸支流杜峪在老西潼公路以南先后汇入，老西潼公路至入渭口段河长7.43 km，平均纵坡0.56‰。

华阴市罗敷河上设有罗夫堡水文站，该站1955年1月建成测流，控制流域面积122 km2，距罗敷河入渭口约16.0 km，有1955～2010年共56年的实测水文资料。根据罗敷堡站56年径流系列，进行频率分析计算。经分析计算，罗敷堡站多年平均径流量为3 525万 m3，多年平均径流深为 288.9 mm。罗敷堡站控制流域面积位于秦岭北麓，其地形、地貌及气候条件和华阴市长涧河的地形、地貌及气候条件基本一致，因此长涧河设计径流量采用罗敷堡站资料进行水文比拟计算。经计算，长涧河蓄洪建湖工程区不同频率年径流量成果见表1。

2 华阴市蓄洪建湖工程初步方案

根据对华阴市长涧河河道现状及现有工程进行查勘，长涧河峪口至华阴市污水处理厂河段河道为地下河，河道狭窄、比降陡，且河段两岸分别为华山风景名胜区即华阴市城市规划区范围，不具备设置蓄洪建湖区的地形条件。华阴市污水处理厂以下进入335 m高程以上三门峡库区，河道为地上河，河道背水侧地势低洼，具备蓄洪建湖条件。

初拟蓄洪建湖区结合已批复的华阴长涧河应急分洪区进行规划，位于二华排水干沟两侧。因现状长涧河以东朝华路以西，二华排水干沟以南为华阴市管辖区域、干沟北岸为部队农场地界，现状土地主要为鱼池和农耕地，考虑到占地迁移居民等要求，规划共形成蓄洪建湖1万亩。

平面布置:蓄洪建湖区在二华排水干沟两侧修建蓄洪区。以隔堤为界分为南北两区。其中隔堤以南水域面积307万 m2(4 600亩)，隔堤以北水面面积360万 m2(5 400亩)。整个湖区平面形态为倒“凹”型。

分洪闸:布置在长涧河右堤上，位于长涧河与二华干沟交汇处的弯道顶点的上游。分洪闸顺水流轴线尽量与长涧河河道垂直。

退水闸:因蓄洪区兼作景观水面，退水口的布设不仅要考虑蓄洪期间退洪问题，还要考虑景观水面流动要求，所以退水口位于蓄洪区末端排水干沟上，可使退水通过下游的二华干沟进行排水，使蓄洪区洪水顺利排至渭河。

表1 长涧河蓄洪建湖区不同频率年径流量计算成果表 万 m3

3 华阴市长涧河蓄洪建湖工程规划条件

3.1 《晋陕豫黄河金三角区域合作规划》

2014年3月31日，国务院以国函[2014]40号文对该规划进行了批复。“黄河金三角”位于山西、陕西、河南三省交界地带的黄河沿岸，包括运城市、临汾市、渭南市和三门峡市，面积5.78万 km2。规划的编制旨在进一步深化黄河金三角区域合作、推动东中西部地区良性互动、促进区域协调发展。规划期为2014至2025年。规划目标:至 2025年，区域融合发展格局基本形成，建成空间布局合理、基础设施互通、产业发展联动、生态环境优美、基本公共服务均等、人民生活幸福，在国内有影响力的经济区，为全国区域协调发展发挥典型示范作用。

规划在“水利建设重点工程”专栏中提出:渭河综合治理工程，应加快渭河下游防洪保安减淤体系和南山支流蓄滞洪区建设，在华阴、华县夹槽地带实施蓄洪建湖工程，加宽加高堤防、滩区清障，使渭南城市段防洪标准达到百年一遇，农防段堤防标准提高到20年一遇，减少河水倒灌灾害。

3.2 《渭南市南山支流防洪工程规划报告》

2010年10月渭南市水利水电勘测设计研究院编制完成了该规划。规划针对渭南市南山支流特别是二华夹槽地带，支流洪涝灾害严重，提出针对性治理思想:结合各支流所在区域流域洪水特点分区、分类治理。①非三门峡水库滞洪区的华县、临渭段，支流治理采取疏滞相结合，为防止渭河洪水倒灌，采取入渭口设置防倒灌工程，减少洪水对支流防洪体系的影响。②三门峡水库滞洪区的华阴河段，支流治理通过上游水库拦洪、中游增设分洪区，减少漫堤决口造成的灾害，利用蓄滞洪水为当地工农业提供水资源，建设适当的水面湿地，配合当地旅游资源优势，改善区域小气候。③通过完成二华夹槽的排水系统改造，恢复形成原排水框架，以根除区内涝渍灾害。

3.3 《华阴南山支流应急分洪利用工程可行性研究报告》

(2011年7月)

2011年7月陕西省水利厅以陕水规计函【2011】63号文下发了该可研的审查意见。主要审查意见如下:为了确保华阴市南山支流堤防安全，在现状防洪体系框架内利用华阴夹槽区低洼地形，修建南山支流应急分洪利用工程，能有效减轻南山支流堤防抗洪风险，并利用分蓄滞水面改善夹槽区人居环境。因此，建设华阴南山支流应急分洪利用工程师必要和可行的。同意各支流分洪工程建设总面积按1 366万 m2(罗夫河369万m2，柳叶河397万 m2，长涧河600万 m2，)控制，分洪蓄水面积按1 176万 m2(罗夫河 296万 m2，柳叶河 360万 m2，520万m2，)控制，各分洪区基本水深不小于0.67 m。

3.4 《华阴市长涧河应急分洪利用工程初步设计报告》

(2012年12月)

2013年1月渭南市发展改革委员会以渭发改发【2013】58号文对该初步设计进行了批复。同意工程标准选定为将长涧河平堤洪水消减为10年一遇堤防设计洪水。工程的主要建设规模为:分滞洪区面积400万 m2，分蓄滞水域面积282万 m2。同意工程平面布置为(1)分蓄洪区平面以“沟池结合”方式较优，既有利于对上游干沟洪水进行调蓄，缓解下游抽排压力，又不影响干沟排洪体系安全;(2)分滞洪区北边界至军队训练落弹线，南边界至南侧村庄边，西边界距长涧河东堤150 m，东边界不越过朝华公路。

4 长涧河蓄洪建湖水量保证分析

4.1 蓄滞洪水要求

长涧河分洪口所处河段已按南山支流10年一遇洪水标准进行治理。本次蓄洪建湖区建设是在不提高已批复堤防防洪标准的前提下，按照合理承担风险的原则，设计分洪河道流量按照把平堤洪水(比现状堤顶低55 cm的洪水)削减到10年一遇洪水标准进行计算。即将长涧河240 m3/s(相当于50年一遇洪水)通过分洪闸引洪后，消减至123 m3/s，引洪流量及设计分洪量见表2。

表2 长涧河分洪闸引洪量及设计分洪流量统计表

调洪计算选取长涧河平堤洪水1日洪水过程进行计算。依据确定的长涧河河道水位～流量关系曲线、分洪闸泄流能力曲线以及平堤洪水过程线进行调节计算。经过计算，长涧河平堤洪水1日洪水总量为559万 m3，长涧河分洪闸设计流量为 117 m3/s。

4.2 生态景观需水要求

一般来说，湖区水深不是一个定值，根据功能片区的划分，不同位置采用不同值。滨水景观区水深0.2～0.6 m，湿地区水深 0.2 ～1.0 m，垂钓区水深 0.8 ～1.5 m，码头及通航区水深应大于1.5 m，水生动物活动适宜水深一般在0.8～1.0 m。考虑华阴蓄洪建湖区地形地质条件、景观效果、水生态、工程量、湖面行船及观光等因素，湖区平均枯水水深按0.6 m控制。经过计算，当长涧河蓄洪建湖区形成水面面积1万亩时，枯水位以下生态景观蓄水容积应为400万 m3。

4.3 蒸发渗漏耗水要求

按照蒸发增损计算，长涧河蓄洪建湖区多年平均水面蒸发量分别为274.4万 m3。

依据地质报告分析，蓄洪建湖区二华夹槽地带地下水埋深2.0～3.5 m。在蓄洪情况下地表水位高于地下水位1.8～3.3 m，必将引起区内湖水向外两侧阶地补给，可能导致蓄洪区周边地下水位的抬升，并出现渗漏现象。拟建工程位于一级阶地，地表土层为黄土状壤土及粉质粘土，属弱透水性，厚度较大，且分布稳定，在蓄洪区底部形成天然的水平防渗措施，蓄洪初期，由于地下水位的平衡，将会产生少量的渗漏。依据地质资料，本次渗漏量仅考虑挡水堤防渗流产生的渗漏量。经计算，长涧河蓄洪建湖区堤防渗流量为0.06 m3/dm，渗漏量总量为35.9万 m3。

4.4 泥沙淤积要求

根据罗敷河罗敷堡站泥沙实测资料，采用输沙模数法推求得长涧河多年平均输沙量为1.77万 m3，考虑70%输沙量引入蓄洪区，则进入蓄洪区的年输沙量为1.24万 m3，泥沙淤积年限按照50年考虑，泥沙淤积量为47万 m3。由上述分析可知，长涧河蓄洪建湖区总容积应为898万 m3。

4.5 水量保障分析

本次在长涧河多年平均、75%及95%频率三种典型年的来水量前提下进行余缺分析。华阴市南山支流三种典型年径流年内分配见表3。

表3 长涧河不同频率年径流年内分配表

依据现场调查，华阴市城区文化广场和杜峪河公园每年从长涧河引水332万 m3，再考虑其他零星用水户，长涧河蓄洪建湖区上游用水户每年按400万 m3计算，汛期洪水下泄量按20%计，蓄洪建湖区年蒸发渗漏损失为310万 m3，剩余水量进入蓄洪建湖区。不同来水频率下水量余缺计算详见表4。

表4 长涧河蓄洪建湖区不同频率来水量条件下水量余缺计算表 万m3

通过表4，可以看出，长涧河蓄洪建湖区在多年平均来水情况下，全年径流量和洪水期径流量可满足各方案湖区需水要求;在75%频率来水情况下，洪水期径流量可满足1万亩的湖区需水要求;在95%频率(严重干旱年)来水情况下，汛期可引水量仍可满足湖区的蒸发渗漏耗水损失。本次为满足湖区需水水质要求，主要利用洪水期径流量补给湖区用水量。规划后期对罗敷河、柳叶河应急分洪区与本工程联合运用，设计罗敷河、柳叶河应急分洪区的退水统一进入长涧河蓄洪建湖区后退入渭河，可增加发生干旱年(来水频率＞75%)时，华阴蓄洪建湖区的水量保证程度。

4.6 蓄洪建湖区水体自净

封闭的水体会因为氮、磷等无机营养物的增加引起藻类和其他水生植物大量繁殖，导致水体溶解氧下降、水质恶化、其他水生生物的大量死亡等。为防止湖区水质恶化，本次规划蓄洪建湖区景观水面水体年更新两次，更新水体所需的水量为800万 m3。蓄洪建湖区水体自净水源包括以下4个方面:

(1)在蓄洪建湖区首次蓄水达到湖区生态景观要求后，可将后期的长涧河中小洪水通过分洪闸引入蓄洪建湖区，补给湖区水体自净用水和蒸发渗漏用水，实现洪水资源化;(2)长涧河流域多年平均降水量为591 mm，汛期降雨占全年的60%，汛期补给水量为236万 m3;(3)根据《华阴市城区文化广场、杜峪河公园景观水面供水工程初步设计报告》，华阴市城区文化广场和杜峪河公园每年从长涧河引水332万m3，考虑华阴市中水工程实施后，处理中水能力为1.6万 m3/d，该中水可用于补给华阴市城区文化广场和杜峪河公园用水，置换从长涧河的引水，原来的引水332万 m3可作为蓄洪建湖区水体自净补水;(4)罗敷河和柳叶河蓄洪区汛期的退水通过二华排水干沟排入长涧河蓄洪区，也可作为水体自净补水水源。

经分析，上述水量可满足其水体自净所需水量。

5 结语

华阴市南山支流长涧河蓄洪建湖工程可利用长涧河来水满足湖区需水要求，工程的实施将极大地改善区域的环境水平，削弱了长涧河洪水对华阴人民生命财产的威胁，使该地区绿地、水体面积大幅增加，生态环境、地表水与地下水水质得到改善，为当地人民提供了一个新的度假休闲场所，同时带动周边旅游、农业观光、养殖等产业迅速发展，投资环境将大为改观。规划项目建成后对该地区的自然环境、经济环境、社会环境都会产生明显的有利影响，本规划方案是一项有利于防洪安全和生态建设与环境保护的系统工程，具有较高的经济效益、广泛的社会效益和巨大的生态效益。

[1]陕西省水利厅.渭河流域重点治理规划[R].西安;2005.

[2]陕西水环境工程勘测设计研究院.华阴南山支流应急分洪利用工程可行性研究报告[R].西安;2011.

[3]渭南市水利水电勘测设计研究院.渭南市南山支流防洪工程规划[R].西安;2010.