南水北調防洪影響處理工程穿越鄭州城區(qū)存在問題及處理方案

楊曉涵　胡琪坤　袁月

【摘 要】本文針對河南省南水北調中線防洪影響處理工程穿越鄭州城區(qū)時涉及河道所具有的特點，提出了該工程所存在的復雜問題。該工程涉及的占馬屯溝、賈寨溝、荊胡溝、杏園西北溝與大李莊溝等五條河道，具有雨洪徑流總量大、洪峰流量大、峰現(xiàn)時間早、防洪壓力大等特點；并且周邊城市建成區(qū)經濟發(fā)展迅速，土地類型變化較快，使該工程中的問題更加復雜。結合區(qū)域防洪規(guī)劃、城市規(guī)劃、水系規(guī)劃等，本文進一步提出了切實可行的處理方案。

【關鍵詞】南水北調；城市防洪；處理方案

【Abstract】This article identified complex problems of the flood control impact treatment in the South-to-North Water Diversion project of Henan province passing through the Zhengzhou urban area. Five involved rivers， including ZhanMaTun ditch， JiaZhai ditch， JingHu ditch， XingYuanXibei ditch and DaLiZhuang ditch， are characteristic of large rain flood total runoff volumes， high peak discharge， early peak time and big flood control pressure. Besides， rapid economic development and rapid change of land types make the problems more complicated.A viable treatment scheme was also proposed， with comprehensive consideration of the regional flood control planning， urban planning and water system planning etc.

【Key words】South-to-North Water Diversion；Urban flood control；Treatment scheme

1 背景

南水北調中線工程是一項跨流域、跨省市的長距離特大型調水工程，是優(yōu)化我國水資源配置的戰(zhàn)略性基礎設施。工程的修建截斷了天然河道，為保障總干渠安全以及交叉河流正常行洪，南水北調總干渠工程在與河流交叉處設置了交叉建筑物，為盡量減少建筑物數(shù)量，對溝道進行了合并，造成部分河道洪水由分散坡面流或多條支溝集中下泄改變?yōu)橥ㄟ^交叉建筑物孔口的集中出流，左岸排水建筑物下泄洪水流量、流速增大，對下游溝道造成沖刷影響；其次，上游河道合并匯流加大了下游河道承泄洪水的壓力，而部分現(xiàn)狀交叉溝道淤積嚴重，不能滿足防洪要求，造成兩岸淹沒。

南水北調中線總干渠穿越鄭州市城區(qū)，截斷原有城市排水系統(tǒng)。近年來，鄭州市發(fā)展迅速，改變流域下墊面條件，使產匯流特性發(fā)生了顯著的變化，城區(qū)防洪壓力驟增[1]。鄭州市作為河南省的政治、經濟、文化中心，人口密集，社會經濟集中，其城市防洪的重要性不言而喻，一旦對鄭州市城市防洪安全造成影響，其社會經濟損失巨大，并且對社會和諧穩(wěn)定造成不良影響。因此，消除南水北調中線工程建設對區(qū)域防洪安全造成的影響，進行鄭州市防洪影響處理工程建設非常必要。

2 工程概況

河南省南水北調中線防洪影響處理工程穿越鄭州市區(qū)主要涉及站馬屯溝、賈寨溝、荊胡溝、杏園西北溝、大李莊溝等5條溝道，是通過銜接左岸排水建筑物進出口、整治下游河道等措施，排除洪水，以滿足城市防洪規(guī)劃的需要。

3 存在問題及處理方案

與非城區(qū)河道不同，城區(qū)河道具有雨洪徑流總量大、洪峰流量大、峰現(xiàn)時間早、防洪壓力大的特點[2]。城市河道不僅需要滿足防洪要求，還具有美化景觀，改善城市生態(tài)環(huán)境的特殊要求[3]。且城市人口密集，社會經濟集中，土地緊張，市政管網、道路、高鐵、地鐵等線路規(guī)劃復雜。因此，南水北調中線總干渠穿越鄭州市城區(qū)的防洪影響處理應與區(qū)域防洪規(guī)劃、城市規(guī)劃、水系規(guī)劃等相協(xié)調[4，5]，具有其特殊的難度和復雜性。

3.1 存在問題

五條溝道原排水形式均為緩坡漫流加單溝或多溝下泄，總干渠修建后多支溝合并為一條溝道集中下泄，且同時原漫坡流在上游提前匯合通過排水倒虹吸或排水渡槽一并下泄，加大了下游溝道過流量，并且下游溝道普遍存在過流能力不足、無處排水的問題。

3.1.1 站馬屯溝

工程初期排水倒虹吸出口下游溝型明顯，老溝穿村而過，村內溝道雖淤積嚴重，過流能力嚴重不足，但按照設計洪水標準疏浚河道仍能緩解上游來水對村莊的威脅。隨著城市發(fā)展，工程實施階段站馬屯村已列入鄭州市拆遷改造計劃，規(guī)劃為宇通工業(yè)園區(qū)，紫金山路南延線從站馬屯村穿過，與原溝道交叉，站馬屯溝下游至西干渠段已改成暗涵，設計流量6m3/s，過流能力不足，沿老溝道疏浚的方案難以實施。

3.1.2 賈寨溝

工程初期賈寨溝排水倒虹吸下游溝道從村邊穿過，溝道狹窄，過流能力嚴重不足，但按照設計洪水標準疏浚河道可減輕上游來水對下游房屋及岸坡道路的影響。隨著城市發(fā)展，工程實施階段賈寨溝下游溝道兩側填滿建筑垃圾，再往下游已建成居民小區(qū)，洪水無處可排。

3.1.3 荊胡溝、杏園西北溝

兩溝屬于熊耳河流域，如果將兩溝疏挖至熊耳河，需要在鄭州市區(qū)穿越，距離約為4.5km，涉及眾多居民區(qū)和道路，實施難度大；后提出就近排水入金水河，但根據《鄭州市生態(tài)水系規(guī)劃》，金水河現(xiàn)狀防洪標準10～20年一遇，難以承納兩溝水量，方案難以實施。

3.1.4 大李莊溝

大李莊溝排水渡槽下游即為鄭州市區(qū)，渡槽出口下游100m正對國道鄭州市區(qū)交通要道中原西路，穿中原西路涵洞為2孔直徑1.5m的管涵，過流能力僅為18m3/s，規(guī)模不足。回水造成總干渠左側村莊淹沒影響，泄洪對下游城市防洪造成影響。并且隨著城市發(fā)展，中原西路下游原有溝道已被填平，并規(guī)劃為鄭州市行政服務中心用地，已不具備排水條件。

3.2 處理措施

3.2.1 杏園西北溝、荊胡溝、賈寨溝及站馬屯溝

針對杏園西北溝、荊胡溝、賈寨溝及站馬屯溝存在的問題，綜合考慮高鐵、地鐵、道路、城市規(guī)劃區(qū)、總干渠供水配套21號管線、劉灣水廠管線等因素，提出四溝合并治理，在總干渠右岸一級水源保護區(qū)內新開挖溝道至十八里河，具體為杏園西北溝至站馬屯溝段沿環(huán)翠路南側向東排，再與站馬屯溝排水倒虹匯合；站馬屯溝至十八里河段過紫金山南路后，穿規(guī)劃環(huán)翠路，后沿規(guī)劃環(huán)翠路北側開挖河道至霞飛路；后沿霞飛路（向北）和霞飛南路（向東）設置箱涵入十八里河。線路大部分位于總干渠一級水源保護區(qū)范圍內，局部線路與現(xiàn)有管線交叉，通過工程措施解決，無重大制約因素。

治理方案匯合口位于十八里河與總干渠交叉斷面下游約1.4km處，十八里河在匯合口上游流域面積約60km2，站馬屯溝為十八里河支流，方案只是提前匯入十八里河；其余三條溝道屬于熊耳河流域，匯水入十八里河后，使其匯水面積增加12.6km2，增加比例21%。根據《鄭州市生態(tài)水系規(guī)劃》、《鄭州市十七里河、十八里河河道生態(tài)治理工程可行性研究報告》，站馬屯溝洪水經由原河道下泄，向十八里河分流150～200m3/s。本方案開挖河道按10年一遇標準設計，向十八里河匯入流量195m3/s，十八里河可以承納本方案匯入流量。

經水文計算，治理末端設計水深為3m，相應位置十八里河10年一遇水深1.91m。設計水位高于十八里河同頻率水位，滿足排水要求。3.2.2 大李莊溝

針對大李莊溝存在的上述問題，綜合考慮賈峪河與總干渠交叉下游左岸布置有23號線輸水管線和分水口門，提出在排水渡槽上游，即總干渠左岸200m綠化帶范圍內按10年一遇洪水標準開挖河道至賈峪河，遇超標準洪水仍沿渡槽排水。線路位于總干渠一級水源保護區(qū)范圍內，與渠南路部分線路重疊問題可協(xié)調解決，無重大制約因素。

賈峪河原河道10年一遇設計洪峰流量120m3/s，上游常莊水庫除險加固，調蓄能力加大，除險加固后河道十年設計洪峰流量為46m3/s，本方案開挖河道按10年一遇標準設計，向賈峪河匯入流量71m3/s，賈峪河能承納本方案匯入流量。

經水文計算，河道匯入點賈峪河10年一遇洪水位為112.11m，設計河道末端10年一遇洪水位為112.50m，設計水位高于十八里河同頻率水位，滿足排水要求。

4 結論

本文針對杏園西北溝、荊胡溝、賈寨溝、站馬屯溝治理工程，提出的四溝跨流域合并治理方案，首次在防洪影響處理工程中采用，其涉及溝道多、治理線路長、沿線地形復雜，并且涉及高鐵、地鐵、道路、城市規(guī)劃區(qū)、管線等因素眾多，本治理方案的提出為城區(qū)河道的防洪治理工程提供了一定借鑒價值。

本文針對大李莊溝治理工程其區(qū)位特點創(chuàng)新性提出了沿總干渠左岸治理，遇超標準洪水仍沿排水渡槽排水的治理方案，解決了總干渠和下游城區(qū)的防洪安全問題，為城區(qū)河道的防洪治理工程提供了一定借鑒價值。

【參考文獻】

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[4]李志強，魏智敏，盧雙寶.南水北調沿線城市水環(huán)境建設的初步探討[A].2004 北京城市水利建設與發(fā)展國際學術研討會論文集，2004.

[5]辛長爽，金銳.我國城市防洪體系存在的問題及解決途徑的探討[J].水利學報，2007（增刊）.

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