四水尾闾分蓄洪布局调整浅析

李 觅，谢怀斌，刘瑞芳

（1.湖南省水利水电勘测设计规划研究总院有限公司，湖南 长沙 410007；2.隆回县水文局，湖南 邵阳 422200；3.邵阳县水文局，湖南 邵阳 422100）

前 言

20世纪90年代末，洞庭湖湘、资、沅、澧四水尾闾地区频繁发生洪涝灾害，特别是1991年、1995年、1996年、1998年，主要原因是堤防防洪能力低、河段泥沙淤积、阻水建筑物多等导致的河道过洪能力降低。从事洞庭湖治理相关的专家由此提出了增加上游水库调蓄、加强加固堤防、疏浚河道以及加强国家蓄滞洪区建设等防洪减灾措施[1～4]。

而随着三峡及其上游控制性水库陆续建成，洪水期间三口分流减少，洞庭湖入湖水量减少，洞庭湖及受湖泊水位顶托影响的四水尾闾防洪情势有所变化，区内超额洪量及时空分布亦随之变化。再者，随着地区社会经济发展，四水尾闾部分一般垸（省级防洪预案确定的分蓄洪堤垸）已成为城市规划范围和工业园区，一旦遭遇洪水启用进行分洪对区域的社会经济将会造成巨大影响。在这种形势下，通过四水尾闾地区的洪水分析，有针对性地对四水尾闾地区分蓄洪布局调整进行研究，对今后四水尾闾防洪、综合治理及经济社会发展布局均具有重要意义。

本次研究主要涉及四水尾闾地区包括湘江湘潭至湘阴112 km、资水桃江至南洞庭湖68.5 km、沅水桃源至目平湖105 km、澧水石门至七里湖92 km的河段及两岸堤防保护的区域，其区域防洪任务主要由河道两岸堤防和蓄滞洪区共同承担[5]。本文以协调区域防洪安全和地区社会经济发展的矛盾关系为目的，对四水尾闾分蓄洪布局的调整进行初步探讨。

1 超额洪量

超额洪量是指超过河道、湖泊安全下泄能力的洪水量。四水尾闾汛期主要靠两岸堤防约束洪水，之后汇入洞庭湖，河道超额洪量需通过蓄滞洪区分洪以保证堤防及保护区安全。本文首先对四水尾闾地区河道的超额洪量进行计算分析。

1.1 防洪标准

根据《长江流域防洪规划》，洞庭湖区总体的洪水防御对象为1954年洪水，在发生1954年洪水时，保证重点保护地区的防洪安全，湘江、资水、沅江、澧水总体防洪标准为20年一遇，其中地级城市防洪标准为50年一遇，县级城市防洪标准为20年一遇[6]。

根据水利部水规计〔1994〕183号文《关于报送湖南省洞庭湖区1994—2000年防洪治涝规划报告（近期治理第二期工程）审查意见的函》以及水规计〔1998〕166号文《关于<洞庭湖区综合治理近期规划报告>的批复》，洞庭湖区堤防设计水位东、南洞庭湖及藕池河系仍按1954年实测最高洪水位确定，西洞庭湖及淞滋、太平水系以解放以来至1991年实测最高洪水位确定[7]。

湘、资、沅、澧四水尾闾涉及有烂泥湖大圈、长春垸、沅南垸、沅澧垸、松澧大圈多个重点垸，覆盖长沙、益阳、常德3个地级市及湘阴、汉寿、澧县、津市等多个县市区。经过重点垸堤防加固工程（二期）和城市防洪工程建设后，重点垸堤防已达洞庭湖二期治理设计标准，部分城区堤防已达城市防洪设计标准。

1.2 超额洪量分布

本文采用水动力学方法来计算区域超额洪量[8]，利用MIKE11软件分别建立四水尾闾河段的一维河道模型。计算范围为从上游控制性站点（湘潭、桃江、桃源和石门）至下游河道出口，上游边界采用20年一遇设计洪水，下游边界为相应湖泊堤防设计水位，以保证四水尾闾重点垸和重要城镇的安全。经上游水库调洪后的设计洪水过程如图1所示。

图1 四水尾闾20年一遇洪水过程线

根据模型计算结果，湘水长沙（控制水位36.81 m）附近的超额洪量为0.585亿m3；资水益阳（控制水位36.96 m）附近为0.441亿m3；澧水津市（控制水位41.91 m）附近为2.95亿m3；沅水常德（控制水位39.68 m）附近无超额洪量。

2 分蓄洪分析

2.1 分蓄洪计算方案

当湘、资、沅、澧四水或组合发生非常洪水时，除24个国家级蓄洪垸外，湖南省另设23个一般垸作为省级蓄洪备用垸共同启用（四水尾闾地区共20个），以确保洞庭湖区重点烷、重要城镇和重要交通干线的安全[详见《湖南省洞庭湖区防御洪水方案》（湘防〔2016〕45号）]。将此作为四水尾闾蓄滞洪区启用依据，制定分蓄洪计算方案如表1所示（方案1～6）。

表1 四水尾闾分蓄洪计算方案表

由四水尾闾分蓄洪堤垸的基本情况（表2）可知：湘水尾闾的苏蓼垸、翻身垸现居住人口较多，洋沙湖垸已开发为旅游度假区；资水尾闾新桥河上垸、花果山垸人口较多，牛潭河垸内规划有工业园；沅水尾闾的车湖垸和陬溪垸内规划有省级工业园；澧水的阳由垸部分已成为津市市区，新洲上垸内规划有工业园，这些分蓄洪堤垸若进行分蓄洪，将会给当地经济造成很大损失。考虑不开启以上分蓄洪堤垸进行分蓄洪，四水尾闾超额洪量由其他堤垸分担的可能性，设置了分蓄洪计算方案7～9（表1）。由于沅水尾闾常德附近无超额洪量，应对上游20年一遇设计洪水不需进行分蓄洪，因此不设置相应分蓄洪计算方案。

表2 四水尾闾分蓄洪堤垸基本情况表

2.2 分蓄洪效果计算

当四水尾闾地区遭遇20年一遇设计洪水，尾闾控制站达到控制水位（分蓄洪水位）时通过分蓄洪堤垸进行分蓄洪，各方案的计算结果如下：

1）湘水尾闾（图2）：不分洪条件下，经计算长沙最高洪水位为37.02 m，高于控制水位0.21 m。当长沙水位达到36.81 m，启用分蓄洪堤垸进行分洪：方案2（全部开启）分洪总量7.04亿m3，长沙最高水位36.84 m，较不分洪条件水位下降0.18 m；方案1（不开启城西垸）分洪总量2.53亿m3，长沙最高水位36.89 m，与方案2相比，不开启城西垸蓄洪使长沙最高水位升高0.05 m；方案7（不开启苏蓼垸、翻身垸和洋沙湖垸）分洪总量5.23亿m3，长沙最高水位36.94 m，与方案2相比，分蓄洪后长沙最高水位升高0.10 m，与方案1相比则升高0.05 m。

图2 湘水尾闾各分蓄洪方案下长沙水位过程线

2）资水尾闾（图3）：不分洪条件下，经计算益阳最高洪水位为37.71 m，高于控制水位0.75 m。当益阳水位达到36.96 m，启用分蓄洪堤垸进行分洪：方案4（全部开启）分洪总量7.51亿m3，益阳最高洪水位36.96 m，较不分洪条件水位下降0.75 m，分蓄洪后益阳水位低于控制水位；方案3（不开启民主垸）分洪总量0.73亿m3，益阳最高洪水位37.02 m，与方案4相比，不开启民主垸蓄洪使益阳最高水位升高0.06 m；方案8（不开启新桥河上垸、花果山垸和牛潭河垸）分洪总量为7.30亿m3，益阳最高水位36.96 m，分蓄洪后益阳水位低于控制水位，分蓄洪效果与方案4相同，好于方案3。

图3 资水尾闾各分蓄洪方案下益阳水位过程线

3）澧水尾闾（图4）：不分洪条件下，经计算津市最高洪水位为43.16 m，高于控制水位1.25 m。当津市水位达到41.91 m，启用分蓄洪堤垸进行分洪：方案6（全部开启）分洪总量8.08亿m3，津市最高水位42.01 m，较不分洪条件水位下降1.15 m；方案5（不开启新洲下垸、阳由垸、新洲上垸和九垸）分洪总量3.92亿m3，津市最高水位42.39 m，与方案6相比，不开启新洲下垸、阳由垸、新洲上垸和九垸蓄洪使津市最高水位升高0.38 m；方案9（不开启阳由垸和新洲上垸）分洪总量7.21亿m3，津市最高水位42.21 m，与方案6相比，分蓄洪后津市最高水位升高0.20 m，与方案5相比则降低0.18 m。

图4 澧水尾闾各分蓄洪方案下津市水位过程线

2.3 分蓄洪垸调整分析

根据各方案计算的分蓄洪效果，对四水尾闾分蓄洪垸调整初步探讨如下：

1）湘水尾闾（图2）：3个计算方案（方案1、2和7）中，虽分蓄洪总量远大于超额洪量，但分蓄洪后长沙水位仍高于控制水位，主要原因在于分蓄洪堤垸均位于长沙下游，分蓄洪过程不能有效分担长沙附近的超额洪量，对长沙水位降低作用有限。对比方案2和方案7，启用苏蓼垸、翻身垸和洋沙湖垸分蓄洪仅能降低长沙水位0.10 m，分蓄洪效果并不理想，且分蓄洪需转移的人口众多、淹没造成的损失较大，因此，建议对该三处分蓄洪垸进行调整，可将其作为分蓄洪保留区，降低启用频率。目前湘水尾闾的分蓄洪堤垸还不能有效解决20年一遇设计洪水条件下长沙附近的超额洪量，若要缓解长沙的防洪压力，可考虑在长沙附近或上游增设分蓄洪区。

2）资水尾闾（图3）：根据方案4和方案8的计算结果，分蓄洪后益阳水位始终低于控制水位，资水尾闾分蓄洪堤垸能够承担益阳附近的超额洪量，分蓄洪效果良好。目前新桥河上垸和花果山垸内居住的人口较多，分蓄洪需转移人口较多；牛潭河垸规划建设为省级工业园区，淹没造成的经济损失较大，且不启用这三垸分蓄洪已能够应对20年一遇设计洪水，因此建议将新桥河上垸、花果山垸和牛潭河垸调整为分蓄洪保留区。

3）沅水尾闾：依靠沅水尾闾现有堤防，不开启分蓄洪堤垸能够应对20年一遇设计洪水。目前车湖垸和陬溪垸规划建设为省级工业园区，分蓄洪带来的淹没损失较大，因此建议将车湖垸和陬溪垸调整为分蓄洪保留区。

4）澧水尾闾（图4）：根据方案5、6和方案9的计算结果，澧水尾闾启用分蓄洪堤垸对津市水位降低作用显著，但分蓄洪后津市水位仍高于控制水位，分蓄洪堤垸不能完全承担津市附近的超额洪量。对比方案6和方案9，启用阳由垸和新洲上垸分蓄洪仅能降低津市水位0.20 m，对津市水位降低效果有限。目前阳由垸部分已成为津市的市区，社会经济发展迅速，新洲上垸规划建设为工业园区，若进行分蓄洪，人口转移较多，分蓄洪淹没损失较大。综合考虑，建议对澧水尾闾的分蓄洪布局进行调整，取消阳由垸的蓄滞洪区功能，将新洲上垸调整为分蓄洪保留区，并在津市附近或上游增加分蓄洪区，以分担津市附近的超额洪量。

3 结论与建议

通过计算分析可知，在20年一遇洪水条件下，四水尾闾面临的防洪压力依然严峻。现状情况下，湘水尾闾、澧水尾闾的分蓄洪堤垸还不能完全承担长沙、津市附近的超额洪量，需在长沙和津市附近或上游增设分蓄洪区；资水尾闾、沅水尾闾的分蓄洪堤垸基本能够承担益阳、常德附近的超额洪量。此外，随着分蓄洪垸所在区域经济社会的发展，土地利用方式的改变，与区域防洪布局的矛盾已经开始凸显，因此，四水尾闾地区分蓄洪区需做出相应调整，以解决区域经济发展需求和防洪安全之间存在的问题。