沿海地区防洪排涝问题探讨
——以象山县中心城区为例

钟 娜 ，岳青华 ，徐郡麟

（1.中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江 杭州 311122；2. 浙江省抽水蓄能工程技术研究中心，浙江 杭州 311122）

近年来，因暴雨导致的城市内涝问题越来越受到社会和广大民众的关注，不少大中城市出现“城市看海”情况。相对内陆城市，滨海城市既遭受江河洪水威胁，又遭受风暴潮洪水影响，防洪排涝受多方面影响。象山县位于我国浙江省宁波市，属半岛平原，长期受台风、暴雨和高潮的影响，防洪排涝形势较为严峻。同时下游滩涂地区规划建设大目湾新城，将减小下游调蓄的体积，加重上游主城区的排涝压力。这种情况随着沿海地区经济的腾飞越发常见。本文以研究象山县中心城区的防洪排涝措施为基础，结合下游大目湾新城建设共同探讨2个区域共同达标的措施方案。

1 象山县中心城区基本情况及历史洪灾

1.1 城市基本情况

象山县城位于浙江省中部象山半岛，东、西、北三面环山，南面临海，地势西北高，微向东南倾斜，属山地间平原地带，由河流冲积和滩涂淤积而成，地势低洼，平均海拔接近海平面。中心城区是象山县政治、经济、文化、服务中心，也是二、三产业并举的宁波市副中心城市，交通方便、市场繁荣。

象山半岛为约50 km2左右的“马蹄形”古海湾，城区为海拔8 ～ 25 m的缓坡岗地，南门之外至南庄乡洋心村，为始于唐代围垦的南庄平原，海拔3 ～ 8 m。再往南至鹤山，为解放后围垦的门前涂，地势低洼，海拔＜3 m。门前涂围塘以外，即为大目涂洋，距城区约8 km。根据经济社会发展需要，规划分一期、二期2期，在门前涂海堤以外、大目涂海堤之间建设15 km2的大目湾新城。

根据城市总体规划确定象山县城中心城区的防洪标准为50 a一遇洪水，排涝标准为20 a一遇24 h降雨24 h排出。防潮标准为50 a一遇。规划确定的象山县城主城区的规划地坪高程为4.30 m，大目湾新城的规划地坪高程为4.00 m。

1.2 雨 情

本区域降水受梅雨期、台风期降水影响，多年平均降水量为1 481.6 mm，年内最大降水出现在6、8、9月份，6 — 9月降水占年降水量的51%。5 — 6月多为梅雨降水，梅雨降水具有历时长、范围广的特点；8 — 10月多台风降水，台风降水具有历时短、强度大、雨量集中的特点，台风暴雨与外海高潮遭遇，可形成严重的灾害。据丹城站1951 — 2007年短历时降雨统计资料，最大1，3，6，24 h降水分别为104.9，163.6，175.9，358.5 mm，均系台风影响形成的降水，降水强度很大。

1.3 历史洪涝灾害

历史上象山县城洪涝灾害频繁，多次造成人员伤亡和财产损失。距史志记载，较大的水灾清代有13次，民国时期9次，解放后水灾年均0.4次，台灾年均0.5次。近年来象山县城也发生过几次较为严重的洪涝灾害，其中以1956年和2015年较为严重。

1956年8月1日晚，12号强台风登陆南庄平原，门前涂海堤全线倒塌，南庄平原变成汪洋，死亡3 402人，伤5 614人，毁坏财物无计，危害惨烈。

2015年台风“灿鸿”肆虐，是50 a来7月上旬影响象山县最为严重的台风。截至7月11日16时，象山县全县受灾人口40 962人，农林渔业损失惨重。其中，农作物受灾面积0.92万hm2（13.9万亩），水产养殖受灾面积0.56万hm2（8.38万亩）。全县城建设施、民房等不同程度受淹，最大积水深度达到0.80 m；新桥、石浦等地多处出现大面积受灾，144个村庄、2 400余户房屋受淹。此外，由于道路塌方、山体滑坡等原因，导致7条公路中断、146条供电线路中断。水利设施损失严重，其中68处计3.24 km堤防损坏，161处护岸、9处水闸、24处灌溉设施等均遭到不同程度的损毁。

2 防洪排涝防潮现状及存在的主要问题分析

2.1 防洪排涝防潮现状

下游象山县城南部临海区由内向外分别建成门前涂海堤、大目涂二期海堤用于防潮，防潮标准为50 a一遇。其中：门前涂海堤防浪墙顶高程为8.00 m，建有22.5 m排涝闸；大目涂二期海堤防浪墙顶高程为8.80 m，建有92.0 m排涝闸，海堤保护上游的城区安全，区域防潮标准已达规划设计目标。而上游洪涝水主要通过大目涂二期海堤上面的排涝闸向外海排泄。

由于特有的地形条件及地理环境，象山县城上游不具备修建大型蓄洪、滞洪等控制性防洪工程，只有一些小的水库、塘坝，并且分散、独立，未能形成完整、有效的防洪体系。主要防洪排涝体系是通过人工形成的三纵四横的排洪通道，通过下游丹城路以南的农田区域（现状平均地坪2.70 m）以及门前涂海堤至大目涂二期海堤之间的滩涂区域（现状平均地坪1.50 m临时调蓄后，通过下游的水闸排泄至外海。由于现状河道、水闸的泄洪宽度不足，泄流能力低，加上区内地面高程低，常形成内涝。据河网水动力学数学模型模拟分析，结合现场调研可知，象山主城区丹山路以北大部分区域的现状防洪排涝标准为20 a一遇，但局部区域较低，如建设路 — 靖南路约0.8 km2局部区域防洪排涝能力仅为5 a一遇；丹山路以南区域现状为农田，防洪排涝能力仅5 a一遇。

随着下游大目湾新城及象山主城区逐渐开发建设，2区域地坪逐渐抬高至规划的地坪高程4.30，4.00 m后，现有可用于临时滞洪和调蓄空间将大为缩减，象山县上游城区的防洪排涝标准将进一步降低，区域上游防洪排涝压力将加重。现状区域防洪排涝格局示意见图1。

图1 象山城区现状防洪排涝格局示意图

2.2 防洪排涝主要问题分析

（1）本区域台风形成强降雨，雨量集中，强度大，山区溪流分散、河道短、落差大、坡度陡、汇流快，洪水陡涨陡落。据丹城站1951 — 2007年短历时降雨统计资料，最大1，3，6，24 h降水分别为104.9，163.6，175.9，358.5 mm，均系台风影响形成的降水，降水强度很大。同时由于用地功能的转变，下垫面不透水层面积增加，暴雨产生的洪水将相应增大。

（2）流域缺乏调蓄性工程，调蓄空间的减小将不可避免地加重内涝。本区域基本为独立入海的水系，不具备建设为下游削峰的大中型水库，上游已建小型水库也主要承担灌溉、供水的任务，故上游洪水不经拦蓄直接下泄。从下游来看，南部现状南庄平原区域和门前涂海堤以外区域均对上游城区下泄的洪涝水有调蓄作用。随着大目湾新城的开发，地坪将抬高至规划地坪，大目湾新区将无法继续完全作为主城区的调蓄区，洪水的滞蓄空间将大为减小。

（3）外江洪水、潮水顶托时间长，强降雨后易形成内涝。大目洋是象山县城区内涝的唯一承泄区，多年平均最高潮水位达到3.30 m以上，50 a一遇高潮位达4.66 m，加上城区地势平缓，汛期受外海潮位顶托影响，洪水外排不畅，洪涝灾害时有发生。

（4）河道、节制闸和排涝闸的泄洪能力不够，洪涝水排泄能力不足。现有的西大河、南大河、东大河等河流的河道规模较小，河道淤积，无法及时排泄洪水。门前涂海堤上现状排涝闸宽度仅为22.5 m，上游洪涝水无法及时排泄，造成上游水位壅高。同时，小洋心村南大河上的节制闸仅为8.5 m，百丈岸村东大河的节制闸仅6.0 m宽，这些河道上面的节制闸与河道规模不匹配，成为河道的卡口，严重制约河道的泄水能力。

3 数学计算模型的关键问题

3.1 数学模型的构建

本文采用MIKE11软件中的HD（水动力学模块）建立象山县中心城区和下游大目湾新城的沿海平原河网地区的水动力数学模型。运用水动力学模块分析河道规划工况下的各控制断面水位，考虑沿途各关键性的结构建筑物。

为尽量模拟各区域的水力计算情况，并尽可能真实反映各条河流宽度、卡口以及节制闸等对区域防洪排涝的阻水作用等，本文不仅将区域的三纵四横的防洪排涝干河在模型中模拟，还尽可能多的将各连通河道也尽可能地概化模拟。本次共概化河流28条，河流总长69.3 km，概化模型见图2。在河势断面的突然放大或缩小处、在有控制性结构建筑物处、在有较大旁侧支流汇入处均布设断面，本次共布设159个计算断面，各断面间距最小为50 m，一般为139 ～ 753 m。

图2 象山县城区防洪排涝模型概化图

模型中涉及的挡潮闸按照控制建筑物处理，计算时设定底槛高程、闸孔规模等参数，当闸下水位低于闸上水位时开闸，否则关闸。

3.2 洪涝频率组合选择时应适当留有余地

对于存在山区和平原的地区，上游洪水和下游平原地区的涝水标准的组合，以及涝水排入河道的方式直接对平原河网的河道水位产生较大影响，而规范中未做明确规定。应在充分调查了解区域的规模和发展前景，调查了解区域现状及未来雨水管网建设情况的基础上，并考虑适当留有裕度。考虑本区域山区与平原属同一流域，且流域面积均不大，发生频率接近的暴雨的可能性较大，同时为区域排涝留有一定余地，根据总体规划确定洪涝组合本区域的防洪排涝为采取50 a一遇洪水叠加20 a一遇涝水的洪涝频率组合，同时涝水进入河道的形式在24 h排出基础上适当留有余地，按照12 h标准平均排入河道。

3.3 尽量分析历史资料为洪潮频率遭遇提供依据

沿海地区长期受风、暴、潮的影响，上游洪涝水常常受到下游高潮位的顶托无法排出，从而造成上游严重的洪涝灾害。暴雨和下游潮位的遭遇频率、上游洪峰和下游高潮位遭遇的时间对于沿海地区的规划设计至关重要。应充分收集历史实际洪潮遭遇资料，进行频率和遭遇时间分析，并考虑适当留有余地确定计算采用的洪潮组合及遭遇问题。

根据1981 — 2007年实测洪水统计，27 a系列中有2 a（1983年、1997年）出现最高潮位与最大降水发生在同一天。1997年8月18日台风与年内大潮遭遇，下游大目涂出现1981年有观测潮位以来的首位（最高潮位达4.54 m黄海高程），潮位的频率约为50 a一遇；同时，上游台风带来强降水，丹城站3日降水达317.0 mm，为1981年以来的首大，3日降水量非常突出，暴雨的频率约20 a一遇；经实测资料对比分析，最高潮位约滞后于雨峰之后5 h出现。故在考虑洪潮组合时，除考虑常规的多年平均高潮位叠加常遇洪水、上游多年平均常遇洪水（P = 50%频率）叠加外海设计标准防潮标准之外，考虑实际发生的洪潮遭遇频率和时间，考虑50 a一遇洪水叠加外海50 a一遇高潮位，最高潮于洪峰之后5.0 h出现的组合。

4 防洪排涝规划

4.1 可用防洪排涝措施分析

平原河网可用的防洪排涝措施主要包括蓄、分、排、挡等措施，通过对规划区的地形条件、上下游水力关系、河道规模及排洪能力、规划区建设进度及用地要求等方面进行综合判断，对上述防洪排涝措施逐项分析，认为本区域可用的防洪排涝措施包括：下游大目湾新城建设调蓄湖，拓宽排洪干流河道和排涝闸等卡口、结合沿岸治污、生态修复及景观规划实施筑堤或护岸工程。同时地面按照城市的建设抬高，实现涝水自排。

4.2 大目湾新城设置滞洪区保障调蓄空间

大目湾新城建设前具有为上游城区调蓄的作用，作为大目湾新城开发建设后，地坪将按规划的4.00 m进行规划建设，区域调蓄作用将减弱，从保障自身和上游的防洪排涝安全考虑，建议在下游结合大目湾新城生态水系的建设及高尔夫球场、绿化等设施的建设，保留一定规模的滞洪区域。

象山县中心城区50 a一遇洪水的24 h洪水总量为2 856万m3，其中山区为1 214万m3，平原区为1 642万m3。以50 a一遇洪水遭遇50 a一遇潮位的洪潮遭遇工况进行分析，当大目湾涨潮，外海潮位高于滞洪区水位时，大目涂二期海堤上的排涝闸无法开启，此时规划区内的洪涝水无法排出。大目湾涨潮潮水位高于规划区内水位的时间为4.5 ～ 5.5 h，此段时间需存蓄于滞洪区内的水量约为1 200万m3。若通过滞洪区和河网进行调蓄，考虑大目湾新城规划地坪4.00 m的目标，调蓄区底高程按-1.00 m，则滞洪区规模应不低于2.1 km2，相应大目涂新城的洪水位为3.67 m，相应滞洪区调蓄水量为560.7万m3、河网调蓄水量约603.3万m3，可见滞洪区对于区域的防洪排涝作用非常显著。

要满足象山县中心城区的防洪排涝要求，除下游调蓄措施外，还需通过局部疏浚和扩宽等措施来保证排洪河道的通畅和河网的连通，纵向河道规模经河网水利计算确定。

4.3 充分利用现有节制措施提高局部区域的防洪排涝标准

象山县中心城区规划地坪高程为4.30 m，在考虑相关规划措施后，按照规划地坪可满足目标排涝要求。但经对地形图内业作业和现场调研，建设路 — 靖南路约0.8 km2的老城区地坪高程约为3.60 m；同时丹山路下游现南庄平原农村区域约18 km2的区域，地面高程为2.40 ～ 3.30 m，平均高程约为2.70 m，由于城市开发建设的时序性以及旧城改造的难度，还应兼顾这2处区域地坪尚处于较为低矮的情况，研究分析调度等措施使其在建设过程中不致受淹严重。

4.3.1 排水路径方案

考虑充分利用现有的主要排涝河道及连通性、节制闸等水工建筑物，拟定“统排”和“分排”2种排洪涝路径，对丹山路南北的涝水、山区洪水不同的排洪方式进行研究。

统排方案：丹城区域周边山区的洪水经坡面汇流进入丹城城区，汇合城区涝水，并主要通过横向河道进入西大河、南大河和东大河3条纵向河道，进入横大河，经扩建的岳头嘴水闸和柴嘴头水闸进入大目涂二期滞洪区后，经大目涂二期海堤上面的92 m排涝闸排至外海。

分排方案：山区洪水和丹山路以北区域的涝水通过横向河道进入东大河通过柴嘴头水闸排入大目涂滞洪区，丹山路以南区域的涝水通过西大河、南大河通过岳头嘴水闸排入大目涂滞洪区，当滞洪区水位高于西大河和南大河的水位时关闭岳头嘴水闸。2种排水路径的水利计算成果见图3。

图3 象山县中心城区不同排水路径方案示意图

4.3.2 两方案作用及效果

统排方案将丹城路以北的洪涝水分别通过纵向河道向下游排泄，排水通道相对较顺畅，丹城路以北区域洪涝水位可降低相对低一些，为3.51 ～ 3.57 m，可以满足已建城区的局部低洼地带的排涝水位3.6 m，同时丹城路以南区域水位为2.65 ～ 2.83 m，略高一些，但仍基本在区域的允许高程2.70 m范围内，基本可以满足农田的排涝要求。

分排方案由于利用现有西大河和南大河的节制闸和岳头嘴水闸的节制措施将丹城路以南的洪涝水水位高程降低为2.50 ～ 2.59 m，低于南部较低的未开发区域的农田平均高程2.70 m，但丹城路以北的局部洪涝水位达到3.82 ～ 3.87 m，高于该区域的地坪高程0.20 m，区域涝水将无法排出，将造成主城区的交通道路、小区等受淹给居民出行等造成不利影响。

4.3.3 排水路径选择

考虑对城市居民的影响以及农田的耐淹深度等原因，建议本区域选择统排路径。即各自区域的洪涝水分别通过临近排洪干河向下游排泄，以尽快降低北部主城区的洪水位的目的。对于不同的规划区域应结合不同的保护区特点确定排涝方案。

4 结 论

（1）沿海平原河网地区的水动力关系较为复杂，运用数学模型进行模拟时，应对采用的洪潮组合、洪涝组合进行详细分析，在具备条件时应结合实际的水位潮位资料详细分析后采用。

（2）在滨海地区尤其下游原滩涂区域规划建设新城的区域，除通过填高地坪、疏浚河道等措施外，还可结合新城的规划及水系设计，设置一定规模的滞洪区，以保障上游老城区的调蓄容积，同时也为下游新城的景观和生态用水提供存蓄空间。

（3）按照规划地坪进行城市的防洪排涝规划方案研究时，应考虑老城区局部低矮区域和旧城改建的时序等因素，充分利用现有节制闸措施，设置不同的排水路径，保障局部低矮区域在改造过程中的排涝安全。