论文部分内容阅读
摘要：宜兴地理位置特殊，东濒太湖，湖西区主要行洪通道西氿—宜城六河—东氿穿城而过，其承泄水量及太湖水位直接影响着城区防洪安全，南部又受本市山洪威胁，加上城区本身排涝系统不完善，导致城市防洪、排涝问题随着经济的发展而变得越发突出，为保障宜兴市经济快速、稳定发展，必须加快推进适应城区发展的防洪保安工程建设，首先拟定合适的防洪水位，为城市防洪工程建设提供基础，推进城市防洪建设。
关键词：城市防洪;防洪标准;降雨;防洪水位
中图分类号：TV87 文献标识码： A 文章编号：
1、城市概况
宜兴市地处经济发达的长江三角洲地区，位于江、浙、皖三省结合部，隶属江苏省无锡市，其南部和西南部分别与浙江长兴、安徽广德毗邻，西邻溧阳，北接金坛和常州市武进区，水利分区属太湖流域湖西区。宜兴属我国东南丘陵向长江下游平原的过渡地带，境内地貌形态多样，山、丘、平原、圩区并存，其中丘陵山区占34.12％，平原占29.74％，圩区占19.39％，水域（不包括太湖水面）占16.75%。市域地势总趋势是南高北低，南部山丘区，山丘高程为200～400米，其中茗岭境内的市最高峰黄塔顶达611.5米，岗地一般为20～200米；北部为宽广的太滆平原，地面高程约为5～7米；东、西部为圩区，地面高程为3～4.5米。
2、防洪标准
根据宜兴市城市总体规划要求，近期宜兴城市人口为34万人，远期至2020年将达到45万人。按照国家《防洪标准》(GB50201-94)和《城市防洪工程设计规范》(GJJ50-92)的规定，人口在20~50万之间，属于Ⅲ级中等城市，其防洪标准应该达到50～100年一遇标准。考虑宜兴洪水主要受上游区域洪水压境和下游太湖洪水顶托的影响，宜兴城市防洪标准近期按50年一遇设计；远期，随着流域按第二轮防洪规划进一步扩大望虞河、实施吴淞江分洪工程和湖西区扩大通江河道工程新孟河等的实施使宜兴城市防洪达到100年一遇标准。
3、暴雨类型及其特性分析
宜兴市地处太湖上游、湖西区的下游，汛期洪水位既受湖西区上游来水的影响，同时又受太湖洪水位的顶托的影响，因此，宜兴市洪涝灾害与流域、湖西区暴雨密不可分。根据流域、湖西区（包括宜兴市）洪涝灾害分析，造成流域、区域洪涝灾害的降水类型主要有两种，一种是历时较长、连绵不断的梅雨型降水；另一种是历时较短、强度较大的热带风暴雨型。
4、防洪水位分析
宜兴市由于其地理位置的特殊性，推算各标准防洪设计水位比较复杂，须通过多种技术途径综合分析确定。由于区域发展较快，流域、区域工况及下垫面条件都发生了较大变化，水位排频成果难以直接作为宜兴防洪设计水位。因此，本文考虑工况及下垫面条件的变化，利用设计暴雨推求设计洪水，并根据以往研究成果综合分析确定设计洪水位，其中，由于宜兴地理位置的特殊，设计暴雨须考虑流域设计暴雨和区域设计暴雨两种分布状况。
4.1、太湖流域设计暴雨、年型及地区组成
本次各洪水频率、流域、设计雨量直接采用《太湖流域防洪规划简要报告》成果，流域设计典型年及暴雨采用四种组合中对湖西区和宜兴城区洪水位影响较大的 “91上游”、“91北部”和“99南部”三种组合。
流域设计暴雨以30、60、90日雨量控制，湖西区设计暴雨以15日雨量控制。流域上述雨型50年一遇和100年一遇设计暴雨，湖西区雨量最大分别为20年一遇和70年一遇左右。
4.2湖西地区设计暴雨及设计典型年
暴雨频率成果：根据《太湖流域湖西防洪规划》，湖西地区暴雨采用的设计时段为15天。与流域防洪规划相协调，区域暴雨频率成果采用太湖流域管理局、河海大学于2000年12月编制的《太湖流域防洪规划——设计暴雨及产流计算》中的分析成果。
设计暴雨典型年：通过对湖西区和宜兴市主要成灾年份的暴雨特性以及太湖水位作对比分析，宜兴城市防洪50年一遇和100年一遇洪水设计典型年均选用1991年。
设计暴雨过程：根据1991年实况降雨，暴雨分两个时段，第一个时段是5月21日～6月20日；第二个时段是6月30日～7月15日。湖西区最大1、3日降雨量均发生在第一个时段内，为6月12日左右；最大7日和最大15日降雨量均发生在第二个时段内，即7月初的的暴雨。宜兴站实际发生最高洪水位的时间为7月14日，达5.21米，属于由第二个时段降雨所形成的洪水位。对形成宜兴城区最高洪水位的设计暴雨过程，采用湖西区1991年最大15天降雨过程，即以1991年型第二时段6月30日～7月14日的暴雨作为基本过程。
太湖流域其它地区采用1991年实况降雨过程。
5、水利计算
5.1计算方法
采用流域与区域防洪规划中常用且比较成熟的、由河海大学程文辉教授等研制开发的水文水动力学模型进行模拟计算进行模拟计算，计算范围为整个太湖流域，面积36895km2。模拟计算中的河网是在天然河网、湖泊的基础上进行适当合并概化，概化河道为平底、棱柱形断面。概化河网、湖泊在输水能力与调蓄能力两个方面与天然河网、湖泊相似。本次全流域河网模型概化河道总计1486条，概化节点总计1228个。计算整套模型分为产、汇流模型和河网水流运動模型两部分。
5.2计算条件
现状工况：1986年《太湖流域综合治理总体规划方案》确定的十大骨干工程全部完成，芜申运河未开挖。
规划工况：新一轮防洪规划工程包括望虞河后续工程、太浦河后续工程、新孟河延伸拓浚工程、吴淞江行洪工程、东太湖疏浚整治工程、扩大杭嘉湖南排工程、东西苕溪防洪后续工程、新沟河延伸拓浚工程等全面完成，芜申运河按三级航道标准开挖完成。
模型中涉及流域、区域内控制建筑物的控制运用方式，当推算近期50年一遇宜兴城区防洪设计水位时按1999年国家防总批准的调度办法运行；推算远期100年一遇宜兴城区防洪设计水位时，采用流域、区域防洪规划中相应规划的调度办法运行。
5.3计算成果
根据现状和规划的工况及相应控制运行条件，通过全流域模型分析计算，宜兴城区及周边外河最高水位见表1。
表1宜兴城区及周边最高洪水位计算成果表
6、防洪设计水位
根据水利计算成果，由流域和区域设计暴雨分别计算得到宜城区50年一遇和100年一遇不同工况下的最高水位，经综合分析，确定宜兴城市防洪近期50年一遇水位为5.5米。
远期，在太湖流域新一轮防洪规划工程全面实施，特别是下游望虞河扩大、吴淞江分洪工程及湖西通江河道新孟河工程等的实施，使流域洪水北排长江能力加强、下游通道进一步打通，对降低宜兴城区水位作用明显。因此，宜兴城区100年一遇水位也定为5.5米，对远期规划工况下宜兴城区防洪是安全的。
参考文献：
1、《太湖流域土地利用社会经济发展现状与预测》水利部太湖局、中科院南地所在1999年10月联合编制
2、《太湖流域防洪规划——设计暴雨及产流计算》太湖流域管理局、河海大学于2000年12月编制
关键词：城市防洪;防洪标准;降雨;防洪水位
中图分类号：TV87 文献标识码： A 文章编号：
1、城市概况
宜兴市地处经济发达的长江三角洲地区，位于江、浙、皖三省结合部，隶属江苏省无锡市，其南部和西南部分别与浙江长兴、安徽广德毗邻，西邻溧阳，北接金坛和常州市武进区，水利分区属太湖流域湖西区。宜兴属我国东南丘陵向长江下游平原的过渡地带，境内地貌形态多样，山、丘、平原、圩区并存，其中丘陵山区占34.12％，平原占29.74％，圩区占19.39％，水域（不包括太湖水面）占16.75%。市域地势总趋势是南高北低，南部山丘区，山丘高程为200～400米，其中茗岭境内的市最高峰黄塔顶达611.5米，岗地一般为20～200米；北部为宽广的太滆平原，地面高程约为5～7米；东、西部为圩区，地面高程为3～4.5米。
2、防洪标准
根据宜兴市城市总体规划要求，近期宜兴城市人口为34万人，远期至2020年将达到45万人。按照国家《防洪标准》(GB50201-94)和《城市防洪工程设计规范》(GJJ50-92)的规定，人口在20~50万之间，属于Ⅲ级中等城市，其防洪标准应该达到50～100年一遇标准。考虑宜兴洪水主要受上游区域洪水压境和下游太湖洪水顶托的影响，宜兴城市防洪标准近期按50年一遇设计；远期，随着流域按第二轮防洪规划进一步扩大望虞河、实施吴淞江分洪工程和湖西区扩大通江河道工程新孟河等的实施使宜兴城市防洪达到100年一遇标准。
3、暴雨类型及其特性分析
宜兴市地处太湖上游、湖西区的下游，汛期洪水位既受湖西区上游来水的影响，同时又受太湖洪水位的顶托的影响，因此，宜兴市洪涝灾害与流域、湖西区暴雨密不可分。根据流域、湖西区（包括宜兴市）洪涝灾害分析，造成流域、区域洪涝灾害的降水类型主要有两种，一种是历时较长、连绵不断的梅雨型降水；另一种是历时较短、强度较大的热带风暴雨型。
4、防洪水位分析
宜兴市由于其地理位置的特殊性，推算各标准防洪设计水位比较复杂，须通过多种技术途径综合分析确定。由于区域发展较快，流域、区域工况及下垫面条件都发生了较大变化，水位排频成果难以直接作为宜兴防洪设计水位。因此，本文考虑工况及下垫面条件的变化，利用设计暴雨推求设计洪水，并根据以往研究成果综合分析确定设计洪水位，其中，由于宜兴地理位置的特殊，设计暴雨须考虑流域设计暴雨和区域设计暴雨两种分布状况。
4.1、太湖流域设计暴雨、年型及地区组成
本次各洪水频率、流域、设计雨量直接采用《太湖流域防洪规划简要报告》成果，流域设计典型年及暴雨采用四种组合中对湖西区和宜兴城区洪水位影响较大的 “91上游”、“91北部”和“99南部”三种组合。
流域设计暴雨以30、60、90日雨量控制，湖西区设计暴雨以15日雨量控制。流域上述雨型50年一遇和100年一遇设计暴雨，湖西区雨量最大分别为20年一遇和70年一遇左右。
4.2湖西地区设计暴雨及设计典型年
暴雨频率成果：根据《太湖流域湖西防洪规划》，湖西地区暴雨采用的设计时段为15天。与流域防洪规划相协调，区域暴雨频率成果采用太湖流域管理局、河海大学于2000年12月编制的《太湖流域防洪规划——设计暴雨及产流计算》中的分析成果。
设计暴雨典型年：通过对湖西区和宜兴市主要成灾年份的暴雨特性以及太湖水位作对比分析，宜兴城市防洪50年一遇和100年一遇洪水设计典型年均选用1991年。
设计暴雨过程：根据1991年实况降雨，暴雨分两个时段，第一个时段是5月21日～6月20日；第二个时段是6月30日～7月15日。湖西区最大1、3日降雨量均发生在第一个时段内，为6月12日左右；最大7日和最大15日降雨量均发生在第二个时段内，即7月初的的暴雨。宜兴站实际发生最高洪水位的时间为7月14日，达5.21米，属于由第二个时段降雨所形成的洪水位。对形成宜兴城区最高洪水位的设计暴雨过程，采用湖西区1991年最大15天降雨过程，即以1991年型第二时段6月30日～7月14日的暴雨作为基本过程。
太湖流域其它地区采用1991年实况降雨过程。
5、水利计算
5.1计算方法
采用流域与区域防洪规划中常用且比较成熟的、由河海大学程文辉教授等研制开发的水文水动力学模型进行模拟计算进行模拟计算，计算范围为整个太湖流域，面积36895km2。模拟计算中的河网是在天然河网、湖泊的基础上进行适当合并概化，概化河道为平底、棱柱形断面。概化河网、湖泊在输水能力与调蓄能力两个方面与天然河网、湖泊相似。本次全流域河网模型概化河道总计1486条，概化节点总计1228个。计算整套模型分为产、汇流模型和河网水流运動模型两部分。
5.2计算条件
现状工况：1986年《太湖流域综合治理总体规划方案》确定的十大骨干工程全部完成，芜申运河未开挖。
规划工况：新一轮防洪规划工程包括望虞河后续工程、太浦河后续工程、新孟河延伸拓浚工程、吴淞江行洪工程、东太湖疏浚整治工程、扩大杭嘉湖南排工程、东西苕溪防洪后续工程、新沟河延伸拓浚工程等全面完成，芜申运河按三级航道标准开挖完成。
模型中涉及流域、区域内控制建筑物的控制运用方式，当推算近期50年一遇宜兴城区防洪设计水位时按1999年国家防总批准的调度办法运行；推算远期100年一遇宜兴城区防洪设计水位时，采用流域、区域防洪规划中相应规划的调度办法运行。
5.3计算成果
根据现状和规划的工况及相应控制运行条件，通过全流域模型分析计算，宜兴城区及周边外河最高水位见表1。
表1宜兴城区及周边最高洪水位计算成果表
6、防洪设计水位
根据水利计算成果，由流域和区域设计暴雨分别计算得到宜城区50年一遇和100年一遇不同工况下的最高水位，经综合分析，确定宜兴城市防洪近期50年一遇水位为5.5米。
远期，在太湖流域新一轮防洪规划工程全面实施，特别是下游望虞河扩大、吴淞江分洪工程及湖西通江河道新孟河工程等的实施，使流域洪水北排长江能力加强、下游通道进一步打通，对降低宜兴城区水位作用明显。因此，宜兴城区100年一遇水位也定为5.5米，对远期规划工况下宜兴城区防洪是安全的。
参考文献：
1、《太湖流域土地利用社会经济发展现状与预测》水利部太湖局、中科院南地所在1999年10月联合编制
2、《太湖流域防洪规划——设计暴雨及产流计算》太湖流域管理局、河海大学于2000年12月编制