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[摘要]对海河现状行洪能力进行复核计算，评价其安全性；分析河道行洪能力变化原因，阐述城市化建设对其产生的影响性，提出相应的建议措施。
[关键字] 行洪能力 安全性 城市化建设
[中图分类号] TV87 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-2-247-2
1 天津市海河情况简介
1.1 海河基本情况
天津市海河干流是天津城區一条骨干行洪河道，始于子牙河与北运河交汇处，止于海河防潮闸，河道全长72km，流经中心市区、环城新区、贯穿滨海新区塘沽区于大沽口汇入渤海[1]。海河以防洪、承担两岸排涝沥水为主要任务，同时具备供水、蓄水、航运、旅游等多项功能。二道闸、防潮闸作为海河上两个重点防洪控制工程，起到了联合调度运用、泄洪、排涝、挡潮等作用。
1.2 河道建设工程
随着城市化建设的快速发展，加大了对海河的综合治理及两岸的开发改造，海河功能也随之发生了较大的变化。2003年，对海河上游段两岸40公里的堤岸进行全面改造，重新确定了两岸沿线和堤岸断面结构形式；并且背依古文化街中心新地带，以连续亲水空间为主线，设置了亲水平台和下沉式道路，平台距离水面仅0.5米，充分发挥了两岸的人文景观效果。
2 海河行洪能力计算
按照《海河流域综合规划》设计要求，天津市海河干流设计行洪能力为800m3/s，由于多年来的河道淤积、地面沉降自然因素以及堤防建设等人为因素，导致海河行洪能力不断下降。
以海河河底高程、断面形式、堤防布置等实际情况为基础，建立一维水动力模型，对海河现状行洪能力进行模拟计算。模型计算范围从耳闸（桩号0+000）至海河防潮闸（桩号71+500）；考虑河道整体行洪及小洪水行洪两种情况，分别进行演算。
2.1 河道整体行洪能力
根据《天津市海河干流治理工程初步设计报告》相关内容，堤防超高设计标准为1.25-1.9m，具体为：耳闸-海洋公司（桩号0+000-13+061）堤防超高1.25m、海洋公司-市航道处码头（桩号13+061-15+221）超高1.6m、市航道处码头-新河油库（桩号15+221-59+513）超高1.9m、新河油库-海河防潮闸（桩号59+513-71+500）超高1.7m。据此标准，对海河整体行洪能力进行计算，绘制相应的行洪水面线，如图1所示。
从图1可以看出，按照堤防安全超高1.25-1.9m的设计标准，当上游下泄800m3/s流量设计洪水时，现有堤防高程根本无法满足安全行洪的要求；市区段最为明显，堤顶高程远远低于安全高程标准。
当上游下泄洪水流量达到400m3/s时，市区高程较低段的堤防仍无法安全承泄全部来洪；当下泄洪水量降低至300m3/s时，市区段堤防刚好满足安全行洪要求。因此海河现状安全行洪能力仅为300m3/s至400m3/s，其中市区段堤防由于堤顶高程较低，仅能安全通过300m3/s的下泄洪水量，中下游段堤防高程较高则可以通过400m3/s的下泄洪水；与原设计行洪标准相比较，行洪能力下降50%～60%。
2.2 亲水平台行洪能力
由于海河市区（桩号0+000～12+000）段两岸设有亲水平台，综合考虑亲水要求和景观因素，海河行洪时要求小洪水不漫过亲水平台，因此对亲水平台段行洪能力进行单独计算，结果见图2。
由图2可以看出，市区亲水平台段高程仅能承泄上游140m3/s的小洪水流量，来水量达到150m3/s时小洪水将漫上亲水平台，平台高程无法满足安全行洪标准。
3 海河防洪排涝综合能力
海河作为天津市骨干行洪河道的同时，还兼顾两岸城区的排涝沥水，因此对海河防洪兼排涝综合能力进行计算。
根据《天津市排涝总体规划》相关内容，海河两岸现状排涝最大总流量为370m3/s，其中市区段最大排涝流量为207m3/s，详见表1。
优先考虑满足两岸排涝要求，对河道行洪能力进行计算，结果如下。
3.1 河道整体防洪排涝能力
当海河沿岸按照最大流量进行排涝时，河道刚好能承载两岸370m3/s的总排涝流量，堤防超高满足安全超高设计标准，但此时上游无任何下泄洪水量；当上游下泄洪水量仅增至100m3/s时，市区段堤防高程就无法达到安全行洪设计标准，中下游段可在满足两岸最大排涝要求的同时，承泄上游100m3/s的洪水流量，详见图3。
3.2 亲水平台防洪排涝能力
按照行洪时小洪水不上亲水平台的要求，仅考虑中心城区排涝207m3/s流量，此时行洪水面线已高于亲水平台高程，现状亲水平台根本无法满足沿岸的排涝需求，更无法起到行洪的作用，具体如图4所示。
4 河道行洪能力评价及变化因素分析
4.1 堤防安全性分析
按照《海河流域综合规划》设计要求，将河道行洪800m3/s的行洪水位与堤防1.25-1.9m的安全设计超高值相叠加，与两岸现状堤顶高程进行对比分析，判断堤防安全性，详见图5和表2。
通过对比分析可以看出，海河两岸近57km的堤防高程不符合安全行洪设计标准。市区（0-13+000）段现状堤顶高程为2.29～3.57m，堤防超高仅为-0.18～0.9m，低于设计标准0.35～1.43m，超高严重不足。
4.2 海河行洪能力总体评价
（1）海河作为骨干行洪河道，按照安全行洪设计标准，河道整体仅能安全承泄上游300m3/s的洪水量，与设计800m3/s流量的行洪标准相比较，行洪能力大幅度下降；河道满足两岸最大排涝需求时，无法承泄上游洪水，防洪、排涝不能同时兼顾。
（2）按照河道行洪时小洪水不上亲水平台的要求，市区亲水平台段现状高程仅能安全通过上游140m3/s的小洪水；考虑到沿岸排涝沥水，仅中心城区207m3/s的排涝流量已将亲水平台段淹没，更无法起到防洪的作用。
（3）按照设计标准行洪时，海河两岸57km堤防的堤顶高程不符合安全要求。市区亲水平台段堤防超高仅为-0.18～0.9m，低于设计标准0.35～1.43m，远远达不到安全超高设计要求，势必对海河行洪能力造成较大的影响。
4.3 行洪能力变化影响性分析
通过海河行洪能力复核计算可以看出，由于两岸堤顶高程不同程度的低于设计标准，导致了海河行洪能力的下降。尤其是市区段，由于海河两岸堤防改造和景观工程等城市化发展建设，较大程度降低了该段堤防高程，致使河道整体行洪能力降至300m3/s；亲水平台的设置，进一步降低了河道行洪的安全性。目前，海河在满足两岸排涝沥水要求时，根本无法同时承泄上游来洪，河道防洪排涝综合能力的降低，对汛期天津市防洪安全性构成了严重的威胁。
5 建议措施
（1）亲水平台段以外的海河两岸堤防，对其超高不足段进行加高加固工程建设，及时对险工险段进行处理，提前做好汛期应急度汛和抢险救灾的准备工作[2]。
（2）为了最大限度的满足河道两岸的景观要求，避免或减少汛期排涝沥水漫上亲水平台的可能性，分析并制定合理的运行调度方案，在汛期有效的控制河道水位变化，充分发挥亲水平台的景观功能。
（3）建立河道运行监测及预警系统，对汛期海河水位变化进行实时监测，及时对超出安全范围的水位做出预警响应，为防洪抢险提供决策支持。
参考文献
[1]张秋丽.海河的变迁与发展[J].天津：现代水务，2010.10.
[2]高孟川.海河干流行洪能力下降成因及对策分析[J].北京：水科学与工程技术，2009.3.
[关键字] 行洪能力 安全性 城市化建设
[中图分类号] TV87 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-2-247-2
1 天津市海河情况简介
1.1 海河基本情况
天津市海河干流是天津城區一条骨干行洪河道，始于子牙河与北运河交汇处，止于海河防潮闸，河道全长72km，流经中心市区、环城新区、贯穿滨海新区塘沽区于大沽口汇入渤海[1]。海河以防洪、承担两岸排涝沥水为主要任务，同时具备供水、蓄水、航运、旅游等多项功能。二道闸、防潮闸作为海河上两个重点防洪控制工程，起到了联合调度运用、泄洪、排涝、挡潮等作用。
1.2 河道建设工程
随着城市化建设的快速发展，加大了对海河的综合治理及两岸的开发改造，海河功能也随之发生了较大的变化。2003年，对海河上游段两岸40公里的堤岸进行全面改造，重新确定了两岸沿线和堤岸断面结构形式；并且背依古文化街中心新地带，以连续亲水空间为主线，设置了亲水平台和下沉式道路，平台距离水面仅0.5米，充分发挥了两岸的人文景观效果。
2 海河行洪能力计算
按照《海河流域综合规划》设计要求，天津市海河干流设计行洪能力为800m3/s，由于多年来的河道淤积、地面沉降自然因素以及堤防建设等人为因素，导致海河行洪能力不断下降。
以海河河底高程、断面形式、堤防布置等实际情况为基础，建立一维水动力模型，对海河现状行洪能力进行模拟计算。模型计算范围从耳闸（桩号0+000）至海河防潮闸（桩号71+500）；考虑河道整体行洪及小洪水行洪两种情况，分别进行演算。
2.1 河道整体行洪能力
根据《天津市海河干流治理工程初步设计报告》相关内容，堤防超高设计标准为1.25-1.9m，具体为：耳闸-海洋公司（桩号0+000-13+061）堤防超高1.25m、海洋公司-市航道处码头（桩号13+061-15+221）超高1.6m、市航道处码头-新河油库（桩号15+221-59+513）超高1.9m、新河油库-海河防潮闸（桩号59+513-71+500）超高1.7m。据此标准，对海河整体行洪能力进行计算，绘制相应的行洪水面线，如图1所示。
从图1可以看出，按照堤防安全超高1.25-1.9m的设计标准，当上游下泄800m3/s流量设计洪水时，现有堤防高程根本无法满足安全行洪的要求；市区段最为明显，堤顶高程远远低于安全高程标准。
当上游下泄洪水流量达到400m3/s时，市区高程较低段的堤防仍无法安全承泄全部来洪；当下泄洪水量降低至300m3/s时，市区段堤防刚好满足安全行洪要求。因此海河现状安全行洪能力仅为300m3/s至400m3/s，其中市区段堤防由于堤顶高程较低，仅能安全通过300m3/s的下泄洪水量，中下游段堤防高程较高则可以通过400m3/s的下泄洪水；与原设计行洪标准相比较，行洪能力下降50%～60%。
2.2 亲水平台行洪能力
由于海河市区（桩号0+000～12+000）段两岸设有亲水平台，综合考虑亲水要求和景观因素，海河行洪时要求小洪水不漫过亲水平台，因此对亲水平台段行洪能力进行单独计算，结果见图2。
由图2可以看出，市区亲水平台段高程仅能承泄上游140m3/s的小洪水流量，来水量达到150m3/s时小洪水将漫上亲水平台，平台高程无法满足安全行洪标准。
3 海河防洪排涝综合能力
海河作为天津市骨干行洪河道的同时，还兼顾两岸城区的排涝沥水，因此对海河防洪兼排涝综合能力进行计算。
根据《天津市排涝总体规划》相关内容，海河两岸现状排涝最大总流量为370m3/s，其中市区段最大排涝流量为207m3/s，详见表1。
优先考虑满足两岸排涝要求，对河道行洪能力进行计算，结果如下。
3.1 河道整体防洪排涝能力
当海河沿岸按照最大流量进行排涝时，河道刚好能承载两岸370m3/s的总排涝流量，堤防超高满足安全超高设计标准，但此时上游无任何下泄洪水量；当上游下泄洪水量仅增至100m3/s时，市区段堤防高程就无法达到安全行洪设计标准，中下游段可在满足两岸最大排涝要求的同时，承泄上游100m3/s的洪水流量，详见图3。
3.2 亲水平台防洪排涝能力
按照行洪时小洪水不上亲水平台的要求，仅考虑中心城区排涝207m3/s流量，此时行洪水面线已高于亲水平台高程，现状亲水平台根本无法满足沿岸的排涝需求，更无法起到行洪的作用，具体如图4所示。
4 河道行洪能力评价及变化因素分析
4.1 堤防安全性分析
按照《海河流域综合规划》设计要求，将河道行洪800m3/s的行洪水位与堤防1.25-1.9m的安全设计超高值相叠加，与两岸现状堤顶高程进行对比分析，判断堤防安全性，详见图5和表2。
通过对比分析可以看出，海河两岸近57km的堤防高程不符合安全行洪设计标准。市区（0-13+000）段现状堤顶高程为2.29～3.57m，堤防超高仅为-0.18～0.9m，低于设计标准0.35～1.43m，超高严重不足。
4.2 海河行洪能力总体评价
（1）海河作为骨干行洪河道，按照安全行洪设计标准，河道整体仅能安全承泄上游300m3/s的洪水量，与设计800m3/s流量的行洪标准相比较，行洪能力大幅度下降；河道满足两岸最大排涝需求时，无法承泄上游洪水，防洪、排涝不能同时兼顾。
（2）按照河道行洪时小洪水不上亲水平台的要求，市区亲水平台段现状高程仅能安全通过上游140m3/s的小洪水；考虑到沿岸排涝沥水，仅中心城区207m3/s的排涝流量已将亲水平台段淹没，更无法起到防洪的作用。
（3）按照设计标准行洪时，海河两岸57km堤防的堤顶高程不符合安全要求。市区亲水平台段堤防超高仅为-0.18～0.9m，低于设计标准0.35～1.43m，远远达不到安全超高设计要求，势必对海河行洪能力造成较大的影响。
4.3 行洪能力变化影响性分析
通过海河行洪能力复核计算可以看出，由于两岸堤顶高程不同程度的低于设计标准，导致了海河行洪能力的下降。尤其是市区段，由于海河两岸堤防改造和景观工程等城市化发展建设，较大程度降低了该段堤防高程，致使河道整体行洪能力降至300m3/s；亲水平台的设置，进一步降低了河道行洪的安全性。目前，海河在满足两岸排涝沥水要求时，根本无法同时承泄上游来洪，河道防洪排涝综合能力的降低，对汛期天津市防洪安全性构成了严重的威胁。
5 建议措施
（1）亲水平台段以外的海河两岸堤防，对其超高不足段进行加高加固工程建设，及时对险工险段进行处理，提前做好汛期应急度汛和抢险救灾的准备工作[2]。
（2）为了最大限度的满足河道两岸的景观要求，避免或减少汛期排涝沥水漫上亲水平台的可能性，分析并制定合理的运行调度方案，在汛期有效的控制河道水位变化，充分发挥亲水平台的景观功能。
（3）建立河道运行监测及预警系统，对汛期海河水位变化进行实时监测，及时对超出安全范围的水位做出预警响应，为防洪抢险提供决策支持。
参考文献
[1]张秋丽.海河的变迁与发展[J].天津：现代水务，2010.10.
[2]高孟川.海河干流行洪能力下降成因及对策分析[J].北京：水科学与工程技术，2009.3.