□孙聪影 张 昊 杨艳玲 申 静
随着石家庄市的快速发展,对滹沱河以南至石黄高速区域的用地规划日益迫切。为了合理科学利用该区域,在保证防洪安全的前提下,合理有序开发该区域,开展滹沱河(南水北调—机场路)南岸高标准行洪区的行洪通道布局研究十分必要。现以石家庄市滹沱河(南水北调—机场路)南岸高标准行洪区为例,对行洪通道布局分析中的问题及对策进行研究分析。
滹沱河(南水北调—机场路)南岸高标准行洪区西起南水北调、东至机场路,南北分别以滹沱河南堤和石黄高速为界,全长 24km,南北宽 1.1km~5.5km,总面积约73km2。该区域涉及石家庄市新华区、长安区、藁城区等行政区。
研究区范围内滹沱河南堤南水北调—机场路段,太平河口以上段已经修建完成,长度7.29km,新建右堤设计防洪标准为50年一遇;太平河口以下段暂未修建。滹沱河左堤太平庄—太行大街段北堤已经建设完成,堤防等级为1级,设计防洪标准100年一遇。
依据《海河流域防洪规划》(2008年),滹沱河北大堤防洪标准达到100年一遇,南堤防洪标准达到50年一遇。
滹沱河南岸高标准行洪区行洪通道布局分析应满足相关法律、法规和技术规范、规程和技术标准的要求,与流域规划相协调,还应与实际相结合。因此,本次行洪通道布局分析应遵循以下原则:一是确保主城区及下游防洪安全;二是尽可能为城市发展提供空间;三是尽可能不拆迁或少拆迁;四是尽可能减少补救工程投资等。在这些原则的指导下进行科学分析。
图1 滹沱河(南水北调-机场路)南岸高标准行洪区行洪通道布局示意图
单纯就高标准行洪区而言,确定行洪通道的大概位置是首要的。
对于滹沱河(南水北调—机场路)南岸高标准行洪区而言,行洪通道位置的布置应优先靠近南堤。主要依据3点原则:一是行洪通道应集中布置,便于管理,也便于为城市发展提供空间。二是行洪通道靠近河道侧布置,水流条件相对较好,较为集中,便于行洪和退水。三是考虑到历史原因、下垫面条件的变化情况以及现状地形地物的影响等,也可以考虑分散布置,但也要建立在有利于管理和现状地区发展的基础上,并考虑流速分布情况以及洪水演进的流势流态,分散布置的行洪通道不宜过多。
经综合分析后,确定滹沱河行洪通道新元高速上游布置1个行洪通道,紧邻右堤;新元高速至机场路可集中布置一个行洪通道也可分散布置两个行洪通道,其中1个紧邻南堤,另一个根据现状地形布置,也可达到集中布置的行洪效果。
考虑洪水威胁程度、经济发展水平以及近期规划右堤实施建设情况,对本区域本次主要以100年一遇标准洪水作为研究高标准行洪区行洪通道规模的标准,同时也考虑了200年一遇洪水标准(城市防洪标准)。
本次高标准行洪区行洪规模研究利用mike模型,采用设定不同溃口方案,通过计算分析各溃口溃决后风险程度不同,且不同溃口溃决后对于邻近区段威胁程度较大。
行洪通道规模分析目的主要为划定主流行洪区,确保水流正常行泄洪。因此超标准洪水分洪区内流速是主要考虑因素。根据各溃口方案的行洪演进情况,本行洪区确定以0.5m/s流速作为确定主流区的主要因素,流速在0.5m/s以上区域为行洪主流区,流速在0.5m/s以下区域为行洪主流区至一般淹没区的过渡区,主流区域范围边界以0.5m/s流速等值线作为首要考虑因素。
由于地形地势的影响,各溃口方案及各区域的淹没水深均相差较大,且同一块区域水深的变化也较大。本次根据各区域不同淹没情况,以1.0m~2.0m的某个水深作为确定主流区域边界的考虑因素。
根据不同溃口方案的流速、水深等因素确定主流范围后,考虑到道路和堤埝对于水流的阻挡,地物两侧水深、流速均有较大差异,所以再结合现状道路、堤埝等挡水建筑物进行适当优化调整。
综合以上分析,在高标准行洪区行洪通道布局分析的原则基础上最终确定行洪通道的布局。
高标准行洪区行洪通道布局的确定涉及技术、经济、管理、环境等诸多问题。行洪通道规模确定考虑的首要前提是遇100年一遇设计洪水标准确保北大堤防洪安全。
在此前提下,依据洪水演进模拟的技术成果确定主要的行洪通道宽度规模。规模初步确定后,综合考虑地方诉求,现状地形地物,再进行洪水模拟,以仍能满足防洪安全,洪水正常下泄为基本原则,最终确定行洪通道规模。
综上所述,经分析最终初步确定,南水北调—太平河口行洪通道规模为南堤外0.5km,太平河口—新元高速行洪通道规模为堤外1km,新元高速—机场路段行洪通道规模为1km,可集中布置1km规模,也可以分散布置为2个通道,即东塔村以上为堤外1km,东塔村下游根据水深、流速分布及水流分流情况,结合地形地势,为堤外800m+200m的行洪通道布置形式。
滹沱河(南水北调—机场路)南岸高标准行洪区行洪通道布局分析是一个复杂系统性的问题,涉及到技术、经济、管理、环境、生态等诸多方面,考虑采用mike模型软件,遇高标准洪水溃口可能遭遇的最不利洪水风险,分析行洪区域的主流位置,在综合考虑地方诉求及现状地形地物的分布情况,以能满足防洪安全和高标准洪水的正常下泄为最主要原则,最终确定行洪通道规模。
但高标准行洪区行洪通道控制线属非工程措施,并不建设堤防,水行政主管部门和地方政府还是应对该区域加强监管。
滹沱河(南水北调—机场路)南岸高标准行洪区行洪通道布局分析为滹沱河右堤至石黄高速之间高标准洪水行洪区土地的总体规划利用提供一定理论依据。对于其他区域高标准行洪区行洪通道布局分析也具有一定借鉴意义。