平原河网地区水系规划方法探讨

平原河网地区水系规划方法探讨

摘要以昆山市千灯镇水系规划为例，提出了平原河网地区（特别是河网圩区）水系规划思路，并就水系规划中的防洪排涝标准的确定、排涝流量的计算、河网水系布局、水系整治方法、水面率控制等几个关键问题进行了研究和探讨。该文所提出的方法和措施可为同类地区水系规划的编制和水系建设提供科学指导。

关键词平原河网地区；水系规划；防洪排涝；水面率

1 问题的提出

平原河网地区是经济发达、人口众多的地区，同时又是河湖密布、地势平坦低洼、易于发生洪涝灾害的地区，平原河网地区的水系承担着行洪排涝、蓄水抗旱、供水、航运、造景、生态和环境等功能。然而，在城市化进程中，很多地区的河网水系出现了排水标准低、河道淤积、水系连通率及水面率下降、水生态环境遭到破坏等问题，需要通过编制水系规划，构建合理、安全的河网水系布局。鉴于此，该文以昆山市千灯镇水系规划为例，对水系规划中的几个关键问题进行研究，提出该类地区水系规划的基本框架、方法和措施，使水系规划更加科学化和专业化[1]。

2 水系规划的内容和方法

昆山市千灯镇总面积83.1 km2，地形平坦，属吴淞江水网地区，由7个联圩组成，现状圩内平均水面率为6.8%，圩内常水位为2.5 m，平均地面高程为3.6 m 左右。

2.1 规划思路

水系规划的核心是建立一个与城市发展相匹配的骨干河网，以有利于水系、水环境、水景观的合理开发、利用、保护和管理。千灯镇规划将通过圩外河道的整治，提高泄洪能力；根据防洪标准，全面加高加固各联圩外围防洪堤防，形成高标准的统一防洪控制线，以抵御50年一遇的洪水；优化圩内骨干河网布局，在确保规划水面积的基础上，按照以镇区、工业区和生活区为主的城镇圩区和以农业、水乡旅游和生态休闲为主的圩区不同的排涝标准，合理确定排涝模数，校核各圩区排涝能力，通过新建、改造排涝泵站、闸站，提高圩区的排涝标准[2-3]。

2.2 防洪排涝标准的确定

平原河网地区水系规划的首要任务是巩固和提高规划区的防洪排涝能力，做到挡得住、排得出，遇到超标准降雨时不至于无法应付。为此，确定合适的防洪排涝标准显得尤为重要。

（1）防洪标准。根据千灯镇社会、经济、人口现状和发展定位，按照我国现行的《防洪标准》和可持续发展需求，确定防洪设计标准为抵御50年一遇的设计洪水。

（2）排涝标准。千灯镇以镇区、工业区、生活区为主的地区，考虑每个时段都不能受淹，排涝标准按20年一遇最大24 h降雨确保每时段（以1 h为一时段）不受涝；以农业、水乡旅游、生态休闲为主的地区，考虑可短历时滞水，排涝标准按20年一遇最大24 h降雨雨后1 d排除不受涝。

2.3 排涝流量的计算

千灯镇根据城市发展定位，不同地区提出了不同的排涝标准，据此计算不同水面率情况下的排涝流量，是合理确定排涝工程规模的前提。

（1）以镇区、工业区、生活区为主的圩区。计算排涝流量时，考虑河道的调蓄作用，根据水量平衡原理，采用水文调蓄计算的方法，按以下公式进行逐时段排涝演算：

式中，V1、V2为计算时段始、末的河道蓄水量；q为假设的排涝能力；Q1、Q2为计算时段始、末的入流流量。

结合千灯镇圩区的平均地面高程和排水要求确定各圩区的控制水位；由圩区常水位和汛期外河水位确定各圩区关闸水位、开机水位。当外河水位从常水位涨至关闸水位时，关闭所有圩口闸，关闸后内河水位涨至开机水位时开机全力抽排，控制内河水位在控制水位以下。以千灯镇千灯圩为例，确定的关闸水位、开机水位和控制水位分别为 2.5、2.8、3.1 m，采用以上方法进行调蓄计算，水面率在6%～12%范围内，排涝模数为2.41～3.11 m3/s·km2（表1）。

（2）以农业、水乡旅游、生态休闲为主的圩区。采用平均排除法，按以下公式计算排涝模数。

式中，q为设计排涝模数，R1、R2、R3分别为水田、旱地（包括非耕地）和河网沟塘的设计径流深；R4为河网沟塘的滞蓄水深；R5为圩堤的渗漏产水量；T为规定的排水时间；t为每天开机时间。以千灯镇团结圩为例，采用平均排除法计算，水面率为6%～12%，排涝模数为0.93～1.15 m3/s·km2（表1）。

2.4 水系治理规划

（1）河道分级。参照江苏省县级河道的分级方法，昆山市千灯镇河道分为圩外河道、圩内一级骨干河道、二级骨干河道和三级河道。外河主要承担千灯镇的引排水任务，圩内一级河道和二级河道称为骨干河道，主要承担除涝、滞涝、引水、供水和生态、景观等诸多功能，三级河道主要承担滞蓄涝水、景观及生态功能[4]。

（2）水系治理方法。由于圩内水面率偏低，河道本身分布的不均匀性，且有淤积现象，难以组成一个具有均匀性和通畅性的骨干河网。为了建立一个经纬性的骨干河网，并尽可能减少开挖量、侵占土地和开挖公路，根据规划区水系现状、总体规划和路网规划，以一些镇、村级河道和部分生产河道为基础，在充分利用现有水系格局的情况下，调整、疏浚、拓宽骨干排水河道，需要时新开部分骨干河道，使之达到行洪排涝的要求。

圩内一、二级骨干河道以“井”字型或“丰”字型布置，河网间距500～1 000 m，以满足排水要求，便于雨水管道的布置，规划确定的骨干河道，实施过程中原则上不作调整。三级河道除包括为了达到规划水面率而必须保持的滞蓄水体，以保留现状河道为主，可规划调整为湿地、人工湖等，主要是滞涝、景观和体现水乡特色。河网水系调整时，应在满足排水要求的情况下，盘活水系，满足水环境、水景观要求。

各圩区按计算结果设计排涝能力，结合当地常用泵型，在骨干河道上配置排涝泵站或排涝站闸，圩口闸的闸宽与河道口宽相适应，尽量满足水环境和景观要求。

（3）水面率控制。平原河网地区维持适宜的水面率有利于行洪排涝，有利于水生态环境的改善及保持水乡特色。千灯镇圩区水水面率结合苏州市新农村水系规划要求确定，对于建成区，由于恢复水面积受到一定的限制，以5%的水面率作为控制标准，其他圩区以8%的水面率作为控制标准。现状水面率超过控制标准的圩区维持现状水面率不变，没达到控制标准的圩区，在城市开发、建设过程中，结合景观河道、人工湿地或公园景观等进行统一规划，可通过土地平整、开挖水面、改造孤塘、断头浜，调整滞蓄水面，实现占补平衡，使水面率不低于控制标准，改善城市生态、景观和人居环境，同时可促进土地整合和大幅升值[5-6]。

3 参考文献

[1] 张超，徐向阳，刘俊，等.苏南地区新农村水系规划防洪安全校核[J].灾害学，2008，23（4）：139-142.

[2] 龚甏，程吉林，张仁田，等.张家港市水系规划[J].南水北调与水利科技，2006，8（8）：44-46.

[3] 王敏锋，黄幼朴，施伟伟.从水系规划到用地规划——浙江省瑞安市经济开发区阁巷新区的水系规划构思[J].给水排水，2012，38（4）：195-197.

[4] 徐慧，徐向阳，崔广柏.景观空间结构分析在城市水系规划中的应用[J].水科学进展，2007，18（1）：108-113.

[5] 张向东.水系规划在城市建设中的作用和地位[J].水利水电技术，2007，38（5）：16-20.