城市化建设对河道行洪能力影响分析及对策研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇城市化建设对河道行洪能力影响分析及对策研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

[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区一条骨干行洪河道，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.