巢湖十八联圩湿地蓄洪区进洪闸规模分析

马玉峰，田 娟

(安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司，安徽 合肥 230000)

1 概况

2020年6—7月巢湖流域持续超强降雨，巢湖忠庙站水位达到历史极值13.43m，超100年一遇洪水位。7月19日，为保障合肥主城区防洪安全，合肥市采取人工开挖破堤方式启用十八联圩湿地蓄洪，蓄洪最高水位达13.13m，蓄洪量约1.17亿m3，有效缓解了超标准洪水给上游城区造成的防洪压力。

十八联圩防洪标准为50年一遇，防洪水位12.75m，堤顶高程14m，蓄洪区总面积27.6km2，地面平均高程8.0m，最大蓄洪容量1.17亿m3。其主要功能为效削减南淝河洪峰，缓解合肥市主城区防洪压力；同时相机为巢湖蓄洪，缓解巢湖压力。

2 巢湖闸上超额洪量

目前，巢湖流域防洪工程设计防洪水位，均基于《巢湖流域防洪规划》(1994年)中确定的设计洪水位成果，为了确保现有防洪工程的防洪效益，设计水位仍采用上一轮的规划成果，即100年一遇13.36m，50年一遇12.75m，20年一遇12.5m，10年一遇11.6m，超过该设计水位产生的洪量即为超额洪量。

通过调算，主要典型年不同重现期年均存在超额洪量，其中2020年最为恶劣，因为2020年巢湖洪水完全遭遇长江最高水位，有17d(7月2—19日)时间处于“关门淹”阶段，2020年型超额洪量最大，100年超额洪量为19.8亿m3，其次为1991年，100年超额洪量为14.5亿m3。主要典型年不同重现期超额洪量见表1。

表1 巢湖闸上主要典型年超额洪量成果表

3 超额洪量安排

从“蓄”“泄”两个途径对巢湖流域超额洪水进行安排及方案拟定，原规划的巢湖闸上小圩12.0m溃破，中大圩12.5m溃破，由于流域内随着经济水平的发展，流域内经济快速发展和城市人口的快速增长，保护范围向低洼圩区延伸，可蓄洪圩口减少。

3.1 巢湖闸上蓄洪容积

根据《巢湖流域防洪治理规划》，巢湖闸上拟建蓄洪区面积127.6km2，100年一遇水位对应的蓄洪容积4.13亿m3；闸上低标准可溃破小圩面积为82.2km2，100年一遇水位小圩对应的蓄洪库容3.58亿m3。蓄洪区和小圩合计可分蓄洪水7.71亿m3。

3.2 超额洪量安排方案

1991典型年长江水位低，超额洪量可通过巢湖闸上蓄洪容积调蓄，及扩大下泄流量自排解决。巢湖闸上的蓄洪容积结合扩大下泄流量仍难以解决2020年“关门淹”的超额洪量，考虑到流域内经济发展，蓄洪容积难以继续增加，在遭遇2020年型洪水时，“关门淹”无自排时长达17d，需新增对江泵站抽排洪水。通过对巢湖湖区、蓄洪区、河道自排及泵站抽排的多闸站联合调算，确定裕溪河口新建泵站规模为800m3/s。在遭遇2020年型、1991年型、2016年型等典型年不同重现期洪水时，通过滞蓄和外排合理安排超额洪量，将湖区洪水位降至原规划水位。

3.3 蓄洪区分洪时段

3.3.1洪量占比分析

根据巢湖闸上洪量分析，最大1d/7d=20%～28%，3d/7d=54%～65%，最大3d洪量为主要分洪时段，故蓄洪区按照3d进洪效果最佳，分析结果见表2。

表2 巢湖闸上洪量分析表

3.3.2典型年高水位历时分析

对巢湖高水位进行分析，在巢湖水位上涨过程中分洪为有效分洪，即在巢湖水位达到100年一遇水位13.36m之前分洪可以有效降低巢湖水位。十八联圩分别在1991、2016、2020年破圩进洪，其中2016年巢湖最高水位12.77m，十八联圩进洪水位为12.51m，巢湖12.75m以上持续上涨时间仅1d，不具有代表意义，本次利用1991年和2020年作为典型年进行分析。

1991年实测7.12日忠庙水位达到12.75m，7月15日达到最高水位12.78m，历时3d；2020年实测7月19日忠庙水位达到12.75m，7月22日达到最高水位13.43m，历时3d，2个典型年12.75m以上上涨时间均为3d，故在这3d内对巢湖洪水进行分洪均能有效降低巢湖洪水位。2020年型水位及流量过程见图1，在7日19—22日巢湖水位上涨过程中分洪效果最佳。见表3和图1。

图1 2020年型巢湖入湖流量及水位过程图

表3 典型年实测水位分析

3.4 蓄洪区分洪水位

蓄洪区分洪水位不同，对巢湖水位的降低影响是不一样的，本次分别按照当巢湖水位超过12.5m及12.75m时蓄洪区分洪，对巢湖闸上进行调节计算，当分洪水位为12.5m时，2020年型100年一遇最高水位为13.32m，当分洪水位为12.75m时，2020年型100年一遇最高水位为13.30m，当分洪水位为12.5m时，由于同时段下泄量减小，巢湖洪水位反而比12.75m分洪时高0.02m，故当巢湖水位达到12.75m时分洪为最佳分洪水位。2020年型100年一遇巢湖闸上蓄洪区分洪过程如图2所示。

图2 巢湖闸上蓄洪区分洪过程图

3.5 十八联圩分洪规模确定

本次从消减南淝河洪峰及分蓄巢湖洪水2个方面来分析十八联圩分洪规模。根据巢湖闸上洪量分析成果，及高水位上涨时间，蓄洪区分蓄巢湖洪水的最佳时间是3d，蓄洪区按最佳分洪水位12.75m启用，3d蓄满来确定蓄洪区的进洪规模，通过计算流量为450m3/s。

南淝河设计洪水位工况为南淝河发生20、50、100年一遇洪水时，遭遇巢湖施口的水位为12.0、12.2、12.5m，并取南淝河洪水位与巢湖洪水位的外包线作为河道设计洪水位。南淝河当涂路桥设计100年一遇洪水位13.83m，2020年7月19日南淝河最大还原流量达1610m3/s，低于50年一遇设计流量1880m3/s，遭遇超巢湖50年一遇水位12.8m，该洪水组合使当涂路桥发生了超100年一遇的水位13.93m，过程如图3所示。在该种工况下，当十八联圩分洪450m3/s时，能使当涂路桥水位降低0.1m至100年一遇设计水位13.83m。满足设计防洪要求。

图3 南淝河2020年水位流量过程图

当南淝河发生200年一遇洪水时，十八联圩分洪也能缓解上游洪水位，200年水位由14.2降至14.05m，洪水位降低了0.15m。根据对南淝河洪水位的影响分析，十八联圩分洪对降低南淝河水位有一定的效果，流量是合理的。见表4。

表4 南淝河不同洪水组合水位成果表

4 结语

蓄洪区运用效果受启用时机及分洪能力影响显著，1991、2020年流域内发生大洪水的2个典型年巢湖水位超过12.75m上涨时间均为3d，在这3d内对巢湖洪水进行分洪均能有效降低巢湖洪水位。根据蓄洪过程分析巢湖水位达到12.75m为最佳分洪水位。巢湖水位12.5m时提前分洪比最佳条件下分洪时水位高0.02m，分洪效果略差。十八联圩按最佳分洪水位12.75m下启用，3d蓄满来确定，进洪流量为450m3/s，此分洪条件下降低南淝河100、200年一遇洪水位分别为0.1、0.15m，削峰作用较好。