南通地區(qū)排澇控制水位初探

黃 莉， 袁文秀

(1.南通市水利勘測設計研究院有限公司， 江蘇 南通 226006； 2.江蘇省水利廳， 江蘇 南京 210029)

排澇控制水位是指在規(guī)劃排澇工況下，排除設計暴雨的過程中各河道節(jié)點應該滿足的水位。排澇控制水位確定的主要原則是遭遇設計暴雨，大部分地區(qū)不受淹。控制水位過高，會造成發(fā)生區(qū)域設計暴雨時多數地區(qū)短時受淹，影響受淹地區(qū)的經濟社會正常秩序，造成較大損失；控制水位過低，可以滿足大部分地區(qū)不受淹(包括局部高地中的低地)，但需要拓浚更多的河道，增加較多的排澇口門，不僅投資較大且會占用較多的土地資源。因此，排澇控制水位的確定應主要以地面高程為參照，同時還應滿足區(qū)域河網水位分布的適應性和合理性，適當考慮到目標的可達性和合理性，并考慮到區(qū)域內重要城區(qū)的排澇需求以及重要航道的通航要求。

1 南通市水利分區(qū)概況

南通市總體上劃分為淮河流域和長江流域。通揚運河、如泰運河以北一線為最早成陸區(qū)域，屬于黃河、淮河和海相沖積平原，屬淮河流域；通揚運河、如泰運河以北主要受長江主泓變遷的影響并主要由長江攜帶的泥沙沉積并陸，為長江三角洲平原，屬長江流域[1]。

根據南通市水利分區(qū)調整成果，淮河流域分為里下河圩區(qū)和斗南墾區(qū)，長江流域分為高沙土區(qū)、九呂區(qū)、通啟區(qū)、沿江圩區(qū)、諸島區(qū)。其中三余低洼區(qū)是九呂區(qū)中的獨立控制片區(qū)；沿江圩區(qū)又以焦港、如皋港、如海運河劃分為4個獨立控制片區(qū)[2]。

2 排澇控制水位的初步確定

南通雖然是平原地區(qū)，地勢相對平坦，但還是會有地勢高低的差異。在排澇過程中，河網水位從腹部到沿江沿海的排澇口門間會有水位坡降，為了盡可能準確地計算并分析水位的合理性，選取了20個點作為南通市的排澇控制節(jié)點。排澇控制節(jié)點盡可能結合雨量站、水位站選取，盡量滿足各水利分區(qū)、主要骨干河道節(jié)點均有控制點。在沒有水位站或雨量站的區(qū)域，如沿江圩區(qū)、三余低洼區(qū)和通啟中片，選擇主要河道的交匯點作為控制點。

結合水動力模型的子流域劃分以及各獨立片區(qū)的邊界[3]，確定每個控制點的統(tǒng)計范圍。以南通市200 m分辨率的DEM為基礎統(tǒng)計各區(qū)域內的地面高程，在排澇過程中以滿足80%區(qū)域不受淹的面積所對應的地面高程初步確定排澇控制水位，見表1。

3 排澇控制水位的調整和確定

根據南通全市河網的適應性，兼顧城市排澇要求，并考慮規(guī)劃方案的經濟可行性，結合各節(jié)點的實際情況對控制水位適當進行調整。

結合排澇調度的實際情況，從河網水位的適應性上看，腹部地區(qū)的節(jié)點水位相對較高，沿江沿?？陂T處的節(jié)點水位應相對較低?？偟膩碚f，搬經站、海安(通)、丁堰、石港的水位應該相對較高，而焦港閘站、南通閘站、小洋口閘站、遙望港閘站的水位應該相對較低；從沿海幾個節(jié)點控制來看，苴鎮(zhèn)站、掘港站因距排澇口門尚有一定距離，應該比小洋口閘站和遙望港站水位略高。沿江圩區(qū)的控制水位應該比高沙土區(qū)的控制水位低；通啟西片、中片、東片的水位應該逐步降低，同一個獨立片區(qū)的水位控制相差不宜太大。

表1 初步確定南通市排澇控制水位 單位:m

(續(xù)表1)

控制點水利分區(qū)所在位置平均地面高程80%不受淹的地面高程初步確定排澇控制水位四號港沿江圩區(qū)2四號港、大寨河支河交匯處3.292.42.4周圩港沿江圩區(qū)3周圩港、五零河交匯處3.292.42.4小李港沿江圩區(qū)4小李港、平五河交匯處4.393.543.5新中閘河三余低洼區(qū)新中閘河、三余豎河交匯處3.482.372.3

搬經站和焦港閘站均位于高沙土地區(qū)，該區(qū)地勢較高，排水條件又好，適當下調控制水位。搬經站排澇控制水位調整為3.6 m，焦港閘站位于沿江，排澇控制水位調整為3.3 m。苴鎮(zhèn)站和掘港站均位于斗南墾區(qū)，主要排澇方向是入海，苴鎮(zhèn)站和掘港站除局部低洼地外的地勢相對沿海區(qū)域較高，苴鎮(zhèn)站排澇控制水位調整為3.1 m，掘港站距口門稍遠，排澇控制水位調整為3.2 m。

南通閘站位于南通市區(qū)，是主要入江口門上游的控制節(jié)點，結合城市排澇需要，其排澇控制水位調整至3.0 m；貨隆站位于通呂運河中段，排澇條件較好，其排澇控制水位調整至3.2 m；石港站位于腹部，水位控制應該比南通閘站、掘港站略高，其排澇控制水位調整至3.3 m。

青龍港站位于通啟西片，包含了南通市區(qū)的部分以及海門城區(qū)，結合城市排澇需求，適當降低控制水位至比南通閘站略低，其排澇控制水位調整至2.8 m。大新河控制點位于通啟中片，水位控制應比通啟西片略低，其排澇控制水位調整至2.6 m。七門閘站、希士站均位于通啟東片，其排澇控制水位應比通啟中片略低，同時七門閘站與希士站的控制水位不宜相差太大，希士站的排澇控制水位確定為1.9 m，七門閘站的排澇控制水位調整至2.1 m。小李港控制點位于沿江圩區(qū)，水位控制應略低于高沙土區(qū)，其排澇控制水位調整至2.8 m。

小洋口閘站雖附近地面高程比較低，但其作為入海末端水位受沿海潮位影響更為明顯，小洋口附近的潮位是南通沿海各站中最高的。根據《南通市水利治理規(guī)劃》[4]，若控制其排澇水位至2.9 m，需要采取更多的工程措施進行河道擴挖及口門擴建，工程投資巨大而效益并不明顯，因此調高了小洋口閘站的控制水位，其排澇控制水位調整至3.0 m。參照小洋口閘站，適當調高了遙望港閘的控制水位，其排澇控制水位調整至2.9 m。

結合諸因素，確定的南通市排澇控制水位見表2。

4 控制水位的合理性分析

排澇控制水位的合理性分析，主要是分析排澇控制水位與正常水位、警戒水位、歷史最高水位、實測20年一遇高水位、骨干航道的設計通航水位以及城市建設的地面控制高程之間的協(xié)調關系。分片區(qū)控制水位見表3。

南通市歷史上均以河道的正常水位、警戒水位作為河道引排水調度的經驗水位，因九呂區(qū)、高沙土區(qū)和斗南墾區(qū)無建筑物控制，這3個區(qū)域的正常水位和警戒水位相差不大。在南通市的防汛調度運行中，一般重視日常的水位控制，即正常水位的控制；警戒水位作為排澇調度的參考。在以往的規(guī)劃和設計中多采用警戒水位開始排澇，計算河道的過流能力，未提出過排澇控制水位。

各分區(qū)排澇控制水位與歷史最高水位相比，均不超過歷史最高水位以及實測水位系列的20年一遇高水位。由于南通市的歷史最高水位一般出現(xiàn)在20世紀60年代，經歷過幾十年的建設，開挖河道建設沿江沿海水閘，工情發(fā)生了很大變化；此外，隨著水利工程調度運行管理的規(guī)范化和信息化，隨著雨情預報能力的逐步提升，防汛調度決策的科學性逐步提升，應對突發(fā)暴雨的能力大大提高；目前及規(guī)劃期間，發(fā)生相同暴雨的情況下，很難出現(xiàn)曾經的歷史最高水位，實測系列高水位也成逐步下降的趨勢。因此，排澇控制水位低于歷史最高水位以及實測水位系列的20年一遇高水位是合理的。

另外，控制水位一般低于城鎮(zhèn)控制標高0.5～0.8 m。如皋城區(qū)、海門城區(qū)、啟東城區(qū)、海安城區(qū)等地面控制高程一般高于排澇控制水位；南通市區(qū)范圍內劃分為11個排澇片，其中港閘東片、小海片與外部區(qū)域無控制，規(guī)劃要求該2個片區(qū)的地面控制標高至少高于排澇控制水位0.5 m；在其余的9個片區(qū)均采用建筑物獨立控制，每個排澇片根據歷史調度習慣、地形、市政排水要求等確定各分片的控制水位，與區(qū)域排澇控制水位相獨立，規(guī)劃要求其地面控制標高至少高于排澇控制水位0.5 m。在如東城區(qū)，由于地勢較低，其根據地形水系特點分為4個排澇分片，分別進行獨立控制并建設排澇泵站，與區(qū)域排澇控制水位相獨立，地面控制標高比獨立排澇片的控制水位高0.4 m以上；海安城區(qū)，部分地勢較低的區(qū)域也采取了獨立控制。通州區(qū)金沙鎮(zhèn)核心區(qū)域已經進行獨立控制并建設了排澇站，其余未進行獨立控制的區(qū)域，建議其規(guī)劃地面控制高程在3.8 m以上。總體上，從與城市建設相協(xié)調的角度來說，本次確定的區(qū)域排澇控制水位是基本合適的。

表2 南通市排澇控制水位

表3 分片區(qū)控制水位 單位：m

(續(xù)表3)

水利分區(qū)站點名稱控制水位地面高程正常水位警戒水位歷史最高水位20年一遇高水位城區(qū)規(guī)劃控制地面高程九呂區(qū)南通閘站3.0石港站3.3遙望港閘站2.9貨隆站3.21.6～6.31.91～2.212.61～2.813.64(1960-08-04)3.464.15(1960-08-05)3.513.49(1960-08-05)3.053.35(1962-09-06)3.23南通市區(qū)2.1～3.5 m通州城區(qū)3.6 m(非獨立控制區(qū)域地面控制標高在3.8 m以上)通啟西片青龍港站2.81.8～5.41.812.31營船港閘上2.92(1969-08-29)2.82新江海河閘上3.05(1987-08-11)3.03海門城區(qū)3.8 m通啟中片大新河2.61.8～6.31.411.81通啟東片七門閘站2.3希士站2.11.46～3.00.911.31三和港北閘下3.26(1960-08-05)2.13啟東城區(qū)2.8 m三余片新中閘河2.31.6～3.21.612.01三余鎮(zhèn)區(qū)、通州灣新區(qū)2.8 m沿江圩區(qū)1片如靖界河2.7沿江圩區(qū)2片四號港2.4沿江圩區(qū)3片周圩港2.4沿江圩區(qū)4片小李港2.81.8～5.41.612.011.612.011.411.811.411.81如皋港區(qū)2.8 m

南通通揚線與連申線三級航道最高通航水位采用20年一遇高水位，由實測水位頻率計算而來，本次確定排澇控制水位均低于三級航道最高通航水位，在排澇控制水位下對三級航道的通航無影響。因此，從航運上講，本次確定的控制水位也是基本合理的。

5 結 語

排澇控制水位是分析南通市的現(xiàn)狀排澇能力、合理確定排澇規(guī)劃方案的主要控制參數，也可作為今后河道、建筑物設計的依據，可為水利工程調度運行提供參考。