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1、园博园度汛方案研究与对策园博园度汛方案研究与对策陈小惠园博园是个水中园，总占地面积 676.0ha，其中陆域为 296.0ha、水域为 380.0ha，主要建筑物的设防高程为 1.8m，次要建筑物为 1.4m，防洪标准为 50 年一遇。原拟在杏集海堤下修建 5 条宽 6.5m、高5.56m 有压排洪隧洞的杏林湾防洪排涝工程，防洪标准为 50 年一遇，用于确保“园博园”防洪安全，因与厦门公铁大轿建设施工有冲突，暂缓建设。而杏林湾水库调蓄能力不足，现有泄洪设备集美排洪闸的泄流能力偏小，且受外海潮汐顶托影响，不能满足“园博园”工程的防洪安全要求。因此，研究探讨园博园度汛方案十分重要。基本情况基本情况
2、园博园位于集美区林湾水库内中洲岛陆地上，上游有后溪流域流入杏林湾水库通过集美排洪闸排入东海，区间有坂头、石兜、大龙潭、小龙潭、塔山边等 9 座水库，除石兜水库为中型水库，溢洪道设有控制闸门外，其余均为小型无闸门控制的水库。1、流域概况集美区后溪流域为厦门市第二大河流，由主流苎溪和支流许溪汇合而成，自西北向东南流经坂头至后溪镇，与支流许溪汇合，流入杏林湾水库通过集美排洪闸排入东海。流域面积 209.3 km2，河长29.25km，河道平均坡降 8.73。2、杏林湾水库概况1956 年兴建鹰潭厦门铁路时，在杏林至集美之间的海域上修建海堤使杏林湾成为封闭水域，形成了杏林湾水库，集水面积 209.3
3、km2。为了排泄后溪流域来水，兴建了一条排洪渠和集美排洪闸。目前杏林湾水库排洪主要是利用潮差，依靠集美排洪闸排洪。近年来，由于无序开发，围垦现象严重，加之泥沙不断淤积等因素，杏林湾水库库容不断减小，蓄洪能力大大降低；水库自然排洪受外海潮汐顶托，有效泄流时间有限；集美排洪闸排洪能力偏小，设备老化，启闭手段落后、速度慢，影响杏林湾水库排洪。现在杏林湾水库的防洪标准不足 10 年一遇。3、 石兜水库概况石兜水库位于后溪东溪流域上游河段，流域流经集美后溪镇，流入杏林湾水库通过集美排洪闸排入东海。水库于 1959 年底建成，为提高抗洪标准，分别于 19641966 年和 19781981 年进行加固，控
4、制流域面积 59.3km2，大坝为粘土心墙土坝，总库容 6668 万 m3 ，为多年调节水库。加固后水库设计洪水标准为 100 年一遇，设计洪水位 49.26 m，相应库容 6143 万 m3。校核洪水标准为 2000 年一遇，校核洪水位 50.45m。大坝左边设 5 孔挂闸宽顶堰，溢洪道堰顶高程 45.26m。水库虽然进行加固加高，库区正常蓄水位范围内尚有部分移民没有搬迁，水库无法蓄水至正常蓄水位 49.26 m,未建园博园之前，水库仍按 50 年一遇设计洪水标准运行，设计洪水位 45.26m 即为汛限水位，相应库容为 4506 万 m3。 水库承担集美、杏林两区供水任务。4、气象水文条件每
5、年 56 月，由于受西南气流控制和地面锋系的频繁影响，常发生峰面雨。79 月由于常受台风（热带风暴）袭击，经常出现强降雨过程，最容易引发沿海的风暴潮和河流的洪水，形成洪涝和地质灾害。调查历史洪水，可知一般由台风雨造成，基本上发生在 79 月份，接近汛末。杏林湾水库洪水计算杏林湾水库洪水计算1、洪水组合杏林湾水库的入库洪水为经上游石兜水库调蓄后的下泄流量加上石兜杏林湾区间流量。洪水组合采用同频率地区组成法，组合方式有两种：洪水组合一：石兜杏林湾区间同频率、石兜相应；洪水组合二：石兜同频率、石兜杏林湾区间相应两种地区组合。经计算，洪水地区组合对杏林湾水库最高水位的影响见表 1。 表表 1 1 设计
6、入库洪水地区组合对最高库水位的影响比较表设计入库洪水地区组合对最高库水位的影响比较表洪水地区组合杏林湾水库最高库水位（m）备注区间同频率石兜相应1.49石兜同频率区间相应1.45洪水频率为 50 年一遇，设计洪水采用推理公式计算，石兜水库 50 年一遇及以下洪水不下泄。从表 1 可以看出，以石兜杏林湾水库区间同频率、石兜相应的地区组合洪水计算结果比较恶劣，而且，石兜以上流域面积的比例为 21.1，石兜杏林湾区间流域面积的比例为 79.9，为安全计，采用石兜杏林湾区间同频率，石兜相应这种地区组合洪水。杏林湾外海的潮汐为半日潮，一天中有两个潮波，潮型为“两高两低”涨潮时间约为 6h，退潮时间约为
7、6.5h；杏林湾水库集美排洪闸泄洪能力受外海潮位潮位的顶托影响，最高洪水位随洪峰到达时间与外海高潮位到达时间错峰的情况不同。经计算，不同洪潮遭遇组合下，杏林湾水库 50 年一遇洪水最高水位计算成果见表 2。表表 2 2 入库洪水与外海潮位不同遭遇组合时杏林湾水库调洪成果表入库洪水与外海潮位不同遭遇组合时杏林湾水库调洪成果表（50 年一遇洪水、石兜水库为全部拦蓄 50 年一遇及以下洪水的调洪形式） 高潮位前错小时数最高库水位（m）高潮位前错小时数最高库水位（m）高潮位前错小时数最高库水位（m）0*1.34101.47201.3711.26111.44211.4121.24121.37221.47
8、31.26131.30231.4941.29141.20241.4251.32151.2061.34161.2571.36171.2781.39181.3091.4191.34最高库水位平均值为 1.34 m（此种情况洪峰与高潮位相遭遇）从表 1 可以看出，对于 50 年一遇洪水，在石兜水库全部拦蓄上游洪水情况下，当高潮位来临时间晚于洪峰时间 2 h (后错 2 h)时最为不利，杏林湾水库最高库水位达 14.9m；当洪、潮遭遇最有利组合时，杏林湾水库最高库水位可降低至 1.20 m；高潮位与入库洪水洪峰的不同遭遇组合下，杏林湾水库平均最高库水位为 1.34 m。在以下分析计算中，采用高潮为前错
9、 8h 为洪潮遭遇一般偏不利组合进行水库调洪演算，并采用高潮位后错 2h 为洪潮遭遇最不利组合进行校核。洪水调节计算原理依据水量平衡，即在一个计算时段中，水库入库流量与出库流量之差为该时段中水库蓄存水量的变化，进而求得库水位。水量平衡公式如下：(Qt+1+Qt)t/2（q t+1-qt）t/2= Vt+1+Vt式中：Vt 为 t 时段末水库蓄水量；Vt+1为 t 时段初水库蓄水量；Qt 为 t 时段末入库流量；Qt+1为 t 时段初入库流量；qt 为 t 时段末下泄流量；q t+1为 t 时段初下泄流量；t 为时段长。看看石兜水库按照原调度形式和全部拦蓄 50 年一遇及以下洪水的调度形式两种方
10、式对其入库洪水进行调蓄后，杏林湾水库按照尽可能降低库水位调洪原则、下边界条件为外海潮位，上边界条件为上游入库洪水和上述计算方法进行调洪演算，洪潮遭遇一般不利组合及最不利组合（高潮位后错 2h）时，杏林湾水库最高库水位计算结果见表 3 。对于 50 年一遇设计洪水，在不同洪潮遭遇组合下，杏林湾水库最高库水位分级统计情况见表 4 。 表表 3 3 杏林湾水库调洪演算成果表杏林湾水库调洪演算成果表杏林湾水库最高库水位（m）洪、潮一般偏不利组合洪、潮最不利组合石兜水库调度方案洪水频率推理公式单位线推理公式单位线21.511.851.561.9051.371.501.451.50原调度形式101.201
11、.321.201.4021.391.501.491.5451.201.301.201.40新调度形式（全部拦蓄 50 年一遇洪水）101.141.201.201.20表表 4 4 不同洪、潮遭遇组合下杏林湾水库最高水位分级统计表不同洪、潮遭遇组合下杏林湾水库最高水位分级统计表项目1.4m1.4mZ1.5m=1.5m1.5mZ1.6m1.6m原调度形式0014110推理公式新调度形式196000原调度方式000025单位线新调度形式051730从表 3、4 可以看出：（1）随着石兜水库控制下泄流量的减小，杏林湾水库的最高库水位降低。（2）杏林湾水库现有防洪标准不能满足园博园的防洪安全要求。（3）
12、石兜水库对上游洪水的调蓄作用，可以提高杏林湾水库的防洪标准。（4）杏林湾水库的防洪标准要达到 50 年一遇，还需要其它工程措施。园博园即杏林湾水库临时度汛措施园博园即杏林湾水库临时度汛措施根据上述的杏林湾水库的洪水调节计算成果及成果分析，对于“杏林湾防洪排涝工程”建成之前“园博园”临时度汛问题，可采取的措施主要有以下几方面：1、工程措施（1）石兜水库降低汛期限制水位拦蓄上游全部洪水（50 年一遇及以下）。石兜水库 50 年一遇洪水 1140 万 m3，水库要全部拦蓄 50 年一遇及以下洪水，需预留防洪库容 1140万 m3。41.76m45.26m 之间的库容为 1270 万 m3，可以拦蓄
13、50 年一遇及以下洪水。45.26m49.26m 之间的库容为 1637 万 m3，可以再拦蓄 50 年一遇及以下洪水。由于石兜水库 45.26m（溢洪道高程）以下没有较好的泄水设施来腾出库容， 79 月份经常遭受台风影响，频繁出现暴雨天气，经常会出现连续几场洪水。如 2006 年 7 月中旬下旬连续遭受 4、5 号台风影响，出现大暴雨、特大暴雨。受第 4 号热带风暴影响，1423 日石兜水库过程降雨量为 445mm，上游许庄为 617mm。受第 5 号台风影响，2528 日石兜水库过程降雨量为 176mm，上游许庄为 273mm。两次降雨过程累计来水量达 3095 万 m3。短时间内连续出现
14、两场洪水，虽然洪水标准均未达到 50 年一遇，但洪量超过。为安全起见，水库控制起调水位为41.76m， 在第二次洪水到来时，水库水位已接近 45.26m，可以考虑溢洪道闸门下闸蓄水，水库水位控制不超过 49.26m（加固后正常水位） ，待下游洪峰过后再开闸泄水，确保杏林湾水库水位低于 1.8m。（2）集美排洪渠清淤衬砌集美排洪渠 1956 年建成至今已经运行 40 多年，渠内淤积平均厚度约 1.0m，对渠道排洪能力有一定影响。排洪渠下游段约 300m 靠右岸受水流冲刷较为严重，多处出现冲坑，冲坑最深达 3m 多，已有多处护岸出现坍塌现象，建议该段渠道在清淤后，给予护底衬砌，以确保水库泄洪安全。
15、（3）继续开展杏林湾水库清淤工作，将水库清淤至0.74m，以增加杏林湾水库防洪库容。2、非工程措施（1）加强现代化监测、提高洪水预报和水库调度的水平目前，杏林湾水库采用手工计算和经验估算等方法进行人工预报调度，洪水预报和调度的水平还较低。为提高调度水平，要尽快建立后溪流域统一的防洪调度系统和防洪水情信息系统，提高预报精确度，为水库洪水管理提供合理的决策依据，为排洪设备工作闸门的启闭提供科学决策。（2）编制完善各类防汛应急预案杏林湾水库管理单位要依据中长期天气预报，编制完善杏林湾水库的洪水调度方案与防御洪水方案、周边村庄防洪排涝应急预案，同时加强与气象部门联系，掌握天气态势，一旦遇到强降雨预报，根据潮差，提前预泄腾出库容，迎峰纳洪。（3）园博园 1.8m 高程以下要种植一些耐水性强的植物，尽量减少经济损失。结语结语1、石兜水库具备全部拦蓄上游洪水的条件，可以使杏林湾水库防洪标准从目前不足 10 年一遇提高到 20 年一遇，是“杏林湾防洪排涝工程”建成之前园博园度汛必须考虑的工程措施之一。2、建议尽快完成石兜水库移民工作，以便石兜水库为“园博园”的防洪安全发挥其重要的作用。（作者单位：厦门市防汛办）
