２０１３年４月 Ｊｏｕｒｎａ１ ｏｆ Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｒａｉｎａｇｅ 灌溉排水学报 第３２卷第２期 文章编号：１６７２—３３１７（２０１３）０２—００５７—０４ 大范围平原河网地区防洪标准分析研究 喻君杰 （江苏省水利工程规划办公室，南京２１００２９） 摘 要：分析了大范围平原河网地区洪涝特性，指出这类地区存在本地降水引发的防洪问题。研究了防洪标准确 定的相关因素，提出防洪标准表达需包含设计暴雨频率、设计暴雨年型、防洪设计水位、与承泄区水位组合关系等 内容。研究了防洪标准确定的基本思路，大范围平原河网地区防洪标准确定时建议将低洼圩区作为整体来研究， 中等城市或大面积乡村，防洪标准可选用５０￣１００年一遇。对区域内部圩区和城镇防洪排涝治理提出了协调要求。 关键词：平原河网地区；洪涝治理；防洪标准；排涝标准；防洪规划 中图分类号：ＴＶｌ２２ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．７６３１／ｉ．ｉｓｓｎ．１６７２—３３１７．２０１３．０２．０１５ 喻君杰．大范围平原河网地区防洪标准分析研究［Ｊ］．灌溉排水学报。２０１３。３２（２）：５７—６Ｏ． 我国东部和南部地区江河ｏｅ－Ｆ游，存在着大量的平原河网地区，这些地区地势低平、河网密布、外排受流 域性河湖洪水或海潮顶托，洪涝灾害易发；同时，人口稠密、土地开发利用程度高、经济发达、资产密集，防洪 排涝要求高。对本地降水引发的防洪问题缺乏统一认识，一定程度上影响了治理步伐Ⅲ。因此，有必要分析 研究大范围（＞５ ０００ ｋｍ。）平原河网地区因本地降水引发的洪涝问题和治理标准。 ｌ 大范围平原河网地区存在本地降水引发的防洪问题 １．１“外洪内涝”的观念客观存在 洪涝灾害都是由于大水淹没，造成生命财产损失、生产受阻、农田减产。涝灾因本地暴雨生成的地表径 流不能及时排除而发生，水位超过地面不多，一般不会危及人生命，对生产生活危害性较小，治理标准低，治 理责任由本地承担。洪灾因水漫溢各种自然或人工堤坝而发生，洪水有冲击性，水位超过地面较多，常危及 人生命，对生产生活危害性大，治理标准高，治理责任常由上下游和各级共同承担。由于涝灾成因强调本地 暴雨因素、洪灾成因强调高水满溢因素，洪涝治理标准的巨大差别，以及洪涝治理责任和投资的长期差 异，在我国一些地区和部分规划人员中，逐渐形成了“外洪内涝”的观念。 １．２大范围平原河网地区“外洪内涝”难以区分 在大范围平原河网地区，地形高低交错，河网贯通。降水后，高地水快速汇入低洼地区，与低洼圩区抽排 涝水混流，共同抬高河网水位，引发洪涝灾害，难以分割上游高地来的“外洪水”和圩区抽排的“内涝水”。由 于圩区分布广（如太湖圩区占平原陆域面积的６Ｏ ，里下河腹部圩区占腹部面积的７２ ），圩区产流较大［引。 经多年的治理，圩区抽排能力大于区域河网外排能力，成为外河网水位抬高的重要原因。因此，既存在周边 高地给低洼圩区带来的“因洪致涝”灾害，也存在低洼圩区抽排对圩区自身和上游无圩地区带来的“因涝致 洪”灾害，难以简单区分洪灾与涝灾。 １．３ 大范围平原河网地区难以实施严格的“洪涝分治” 大范围平原河网地区洪水灾害多源，低洼地区地面高程相近又有差别，不同保护范围与对象保护要求有 别，逐步形成了防御流域外围洪潮水、邻近水利分区共同防御区域洪水、地面高程相近的地区共同防御外围 高水以及城市、圩区、基础设施自保等多类型、多范围的洪涝防御工程体系。体系间具有明显的层次性，单个 收稿日期：２０１２—１２—１３ 作者简介：喻君杰（１９６８一），男，江苏南通人。高级工程师，主要从事水利规划编制与管理工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｕｇｈｂ＠１２６．ｃｏｒｎ ５７ 体系“外洪内涝”的概念清晰、具有一定的性，但不同体系需要协同发挥作用，体系之间“洪涝”边界具有 不确定性，洪涝治理相互影响，不同体系治理标准、布局需要协调，难以实施严格的“洪涝分治”，而需要“洪 涝兼治”。 １．４ 采用相关排涝规范确定大范围平原河网地区洪涝治理标准偏低 在我国现行规范中，排涝标准多根据农田或面积较小的地区排水来确定，标准总体较低，多为５～１０年 遇，高者不超过２Ｏ年一遇［３］。大范围（如面积大于５ ０００ ｋｍ ）的区域排涝标准的确定，缺乏规范依据。由 于“外洪内涝”观念的存在和规范的缺位，造成大范围平原河网地区洪涝治理标准选择的随意性，一些地区甚 至长期按“内涝”治理，淡化了平原河网地区洪涝灾害的严重性和复杂性，进而影响洪涝治理的进程。 回归洪灾因水漫溢各种自然或人工的堤坝而发生的基本概念，认清大范围平原河网地区洪涝特性、“洪 涝兼治”要求及采用排涝标准治理的局限性，可以明确提出大范围平原河网地区存在本地降水引发的防洪问 题和防洪标准确定问题。 ２ 大范围平原河网地区防洪标准相关因素与表达方式 “防洪标准”是指防护对象防御洪水能力相应的洪水标准，根据防护对象的规模属性、重要性和受灾损失 程度来确定Ｌ４］。江河流域防洪规划所称“防洪标准”常指流域防洪体系能够安全处置的流域性洪水的标准， 通过排洪、分洪、蓄洪、滞洪、挡洪等综合措施，保证各河段洪水安全下泄、河道防洪水位不超过堤防设计防洪 能力；各河段防洪标准根据保护对象确定，可以不同，但需要上下协调。对大范围平原河网地区，其防洪标准 概念类似于江河流域洪水处置标准，其防洪标准的分析与表达要体现大范围平原河网地区设计洪水计算方 法及洪水处置特点。 ２．１设计洪水与设计雨量 大范围平原河网地区设计洪水一般采用雨量资料推求，无法通过流量资料分析。在分析成灾暴雨类型 和成灾（造峰）降雨历时的基础上，确定各种历时面降雨量、降雨的时程分配和面分配。 暴雨类型。大范围平原河网地区洪涝成灾降雨主要有二类，一类为梅雨型，特点是降雨历时长、总量大、 范围广，往往造成全区性洪涝灾害；另一类是台风暴雨型，特点是降雨强度大、暴雨集中，易造成局部性洪涝 灾害［２］。太湖和里下河地区设计暴雨一般选用梅雨型。 成灾（造峰）降雨历时。大范围平原河网地区由于水面率高、河湖贯通、河湖调蓄能力强，短历时暴雨和 局部暴雨不会造成河网水位的剧烈抬升而成灾，成灾暴雨历时较长。太湖地区成灾（造峰）降雨历时为 ３０￣９０ ｄ，区域内部各水利分区稍短，湖西地区１５ ｄ、武澄锡虞区７ ｄ、阳澄淀泖区１５ ｄＥ。 ；里下河地区成灾 （造峰）历时为７～３Ｏ ｄ。成灾（造峰）降雨历时与区域排水规模、蓄水能力关系密切，降雨一定时，外排和蓄滞 能力加大，成灾（造峰）降雨历时延长；而内部圩区抽排能力加大，则缩短。 设计暴雨量。由于成灾（造峰）暴雨历时较长，需考虑不同历时设计暴雨同频率组合对流域水情的影响。 以全区域面平均雨量为对象，统计分析各历时设计暴雨量。根据区域降雨与汇流特点，统计分析历时一般可 选择最大３、７、１５、３Ｏ、４５、６Ｏ、９０ ｄ等。 时空分配。大范围平原河网地区设计暴雨时空分配一般采用典型年法。一般选择暴雨总量与设计暴雨 接近，暴雨时间集中，暴雨中心与区域中心低洼地区基本重合的不利年型为典型年；对暴雨中心在区域内移 动的降雨过程，优先选择暴雨先发生在区域排水下游地区的暴雨过程。根据典型年降雨的时空分布，采用时 空同倍比或同频率缩放推求设计暴雨，空间分布上设定设计暴雨与典型暴雨中心一致。为防止典型年代表 性不够，还可选择多个典型年进行复核计算，或将不同典型年用于不同区域。 地区组成。大范围平原河网地区，常有分区治理要求，需研究设计暴雨地区组成。分别采用本分区与全 区域降雨同频率、其他地区降雨相应的组合，确定各区域设计暴雨，用于各分区治理规划研究 ］。 ２．２防洪设计水位 大范围平原河网地区河湖调蓄作用突出，蓄泄关系是防洪规划的关键问题，防洪设计水位是“蓄泄兼筹” 和“上下游共同分担”规划原则的核心体现。防洪设计水位定得过高，河网外排能力与调蓄能力相应增加，河 道排洪整治工程量小，但筑圩范围及相应的涝水抽排范围扩大，圩堤高程提高，破圩风险加大；防洪设计水位 定得过低，可减少筑圩范围、相应扩大涝水自排范围，减少破圩风险，但需要大量拓浚河道，对地面高程与承 泄区水位高差不大、地面坡降甚至小于Ｉ／ｌＯＯＯＯＯ的地区非常不经济。因此，防洪设计水位技术经济比较成 ５８ 为防洪标准和规划布局确定中的重要工作。 大范围平原河网地区防洪设计水位，一般选用历史最高水位、次高水位或其相近水位，体现历史洪水特 性和地形特点。防洪设计水位还与区域内城镇、村庄及产业布局，以及涵闸、泵站、堤防等水利设施和桥梁、 码头等涉河基础设施设计参数有关，具有相对稳定的协调关系，以及高度的社会认知度。大范围平原河网地 区河道防洪设计水位变幅小于山丘区、平原坡水区，但变动影响范围大、影响更加深刻。因此，需保持长期稳 定不变、不能轻易调整。 ２．３与承泄水体遭遇关系 本地暴雨与承泄区水位组合关系是大范围平原河网地区防洪标准确定中需要研究的内容。平原河网地 区洪涝水多以江河、湖泊、海域作为承泄区，江河湖泊承泄区水位变化一般比较缓慢，海域承泄区水位呈周期 性变化，感潮河道承泄区水位同时受径流和潮汐影响，变化更为复杂。一些大范围平原河网地区排水出路多 向，如太湖地区有北排长江、东出东海、南下钱塘江３条途径，里下河地区有东排黄海、南排长江、西抽人京杭 大运河３条途径，增加了遭遇分析的复杂性。可采用典型年法或暴雨、洪水（潮）位组合频率法确定防洪 标准 一 。 当排水区设计暴雨与承泄水体洪水位同时遭遇的可能性不大时，采用典型年法，即承泄水体设计水位采 用设计暴雨典型年对应实况洪水位过程；或采用历年承泄期常遇洪水位概化过程。当排水区设计暴雨与承 泄水体洪水位同时遭遇的可能性较大时，承泄水体设计水位可采用设计暴雨重现期相应的洪水位过程，并考 虑区域排水时引起的水位雍高。 ２．４防洪标准的表达 根据上述分析，大范围平原河网地区防洪标准表达需包含设计暴雨频率、设计暴雨年型、防洪设计水位、 与承泄区水位组合关系等内容，可简化表达为“防御某某年降雨典型的多少年一遇洪水，，［引。 ３ 大范围平原河网地区防洪标准确定 ３．１ 区域防洪标准确定 大范围平原河网地区本地降水引发的洪涝灾害，在洪涝特性、洪水风险、治理代价、成灾损失等方面都有 其特点，在区域防洪标准确定时需加以注意［ｇ］。一是区域内部洪涝相互影响，应将低洼圩区作为整体来研究 区域防洪标准，区域防洪标准应达到区内大部分防护对象按照文献［４］确定的防洪标准；二是较之江河外洪、 山洪，平原河网地区本地洪水水位差小，洪涝成灾破坏力小，对同样属性的保护对象，防洪标准应较低；三是 平原河网地区人口稠密、土地开发利用程度高、地面附属设施多，征地补偿和移民安置成本高，防洪标准定得 过高代价过大、实施困难，对防洪要求高的重要城市中心城区可采取自保措施。 考虑上述特点，大面积平原河网地区防洪标准建议参照文献［４］中等城市或大面积乡村防洪保障要求， 选用５Ｏ～１００年一遇标准，并经技术经济比较和环境、社会影响综合论证确定。对城市化率较高、中等城市 数量多、产业和基础设施密集的地区可采用上限标准。对范围相对较小、城市化率不高、中等城市不多、产业 和基础设施不太密集的地区可适当降低，采用３Ｏ年一遇以上标准。 ３．２圩区治理 圩区排涝能力提高会对区域防洪产生不利影响，带来“因涝致洪”问题。圩区总体排涝标准应与区域蓄 洪、排洪能力相协调，应根据规划区域防洪标准和汇流计算方案，对圩区排涝标准、圩内控制水面率、排涝模 数，以及圩口闸、泵站调度运行方案，提出区域性控制要求，并严格执行。 在圩区，常有联圩并圩、缩短防洪战线需求，以及加高堤防、提高防御能力的需求，从而带来圩区间治理 的不平衡性。应根据区域防洪标准对应工情条件，统一确定圩外防洪设计水位和圩堤标准，控制联圩并圩， 避免形成比拼圩堤的恶性循环。 ３．３城镇防洪排涝 对重要和特别重要城市的中心城区以及特大型工矿企业，其防洪标准可高于区域防洪标准。以区域防 洪标准对应工情条件和中心城区防洪标准对应设计洪水，确定中心城区防洪设计水位。 在城镇防洪规划布局中，联圩并圩要适度，尽量避免采用大包围方案，保证将区域性排水河道留在圩外， 尽量保留圩外自由调蓄水面。对联圩并圩后带来城市周边地区附加洪水风险，应通过扩挖区域外排河道等 方式予以补偿。 ５９ ３．４分区治理 当根据地形条件区域内可分区设防、分片排水的，可分片研究其防洪标准，各分区防洪标准可低于区域 防洪标准。研究区域性河湖洪涝水排放与分区内部洪涝水排放的协调关系，明确区域性骨干河湖满足分区 排水要求的控制水位，确定洪涝水量调配方案和骨干河湖调度运用规则。 对上游山丘区、高地、次高地，应按照“洪涝分开、高水高排”的原则，有条件的扩大直接外排能力，建设水 库或利用湖荡蓄滞。 参考文献： Ｅｌｉ张蔚榛，张瑜芳．有关农田排水标准研究的几个问题ＥＪ］．灌溉排水，１９９４，１３（１）：１—６． Ｅ２］黄宣伟．太湖流域规划与综合治理［Ｍ］．北京：中国水利水电出版社，２０００． ［３］ＧＢ５０２８８－－９９，灌溉与排水工程设计规范［ｓ］． ［４］ＧＢ５０２Ｏｌ－－９４，防洪标准［ｓ］． Ｉｓ］ＳＬ４４－－２００６，水利水电工程设计洪水计算规范［ｓ］． ［６］ｓＬ１０４—９５，水利工程水利计算规范［ｓ］． ＥＴ］姬晓辉．江汉平原 汉湖区排涝标准的研究［Ｊ］．灌溉排水，１９９４，１３（１）：２５—２９． ［８］朱杰．城市化地区排涝计算中的几个问题［Ｊ］．水利规划设计，２００８，（１）：Ｉｉ一１３． ［９］刘俊，张海涛，刘翔，等．平原河网城市水资源综合规划防洪校核研究［刀．河海大学学报（自然科学版），２００６，３４（６）：６０３—６０５ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｆｌｏｏｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｉｎ Ｇｒｅａｔ Ｐｌａｉｎ Ｒｉｖｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｒｅｇｉｏｎｓ ＹＵ Ｊｕｎ－ｊｉｅ （Ｊｉａｎｇｓｕ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｐｌａｎｎｉｎｇ Ｂｕｒｅａｕ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００２９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｆｌｏｏｄ ａｎｄ ｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ ｄｉｓａｓｔｅｒｓ ｉｎ ｇｒｅａｔ ｐｌａｉｎ ｒｉｖｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ ｒｅｇｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｓｅｄ，ａｎｄ ｌｏｃａｌ ｆｌｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｓｓｕｅｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｌｏｃａｌ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｉｎ ｓｕｃｈ ｒｅｇｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ．Ｒｅｌ— ｅｖａｎｔ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｆｌｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｓｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ｆｌｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏ１ ｓｔａｎｄａｒｄ ｓｈｏｕｌｄ ｉｎｃｌｕｄｅ ｔｈｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｎｄ ｍｏｄｅｌ ｙｅａｒ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎ ｓｔｏｒｍ，ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｆｌｏｏｄ ｃｏｎ— ｔｒｏｌ。ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅ１ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ ｗｉｔｈ ｄｒａｉｎａｇｅ ｒｅｃｅｉｖｅｒ，ｅｔｃ．Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｉｄｅａｓ ｉｎ ｄｅｔｅｒｍｉｎｇ ｆｌｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｗｅｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｌｏｗ—ｌｙｉｎｇ ｐｏｌｄｅｒ ａｓ ａ ｗｈｏｌｅ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔＯ ｔｈｅ ｆｌｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔａｎｄａｒｄ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｍｅｄｉｕｍ－ｓｉｚｅｄ ｃｉｔｙ ｏｒ ｌａｒｇｅ ａｒｅａ ｖｉｌｌａｇｅ ｆｌｏｏｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ， ｆｌｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｔｈａｔ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｏｎｃｅ ｅｖｅｒｙ ５０～１００ ｙｅａｒｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｆｌｏｏｄ ａｎｄ ｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ ｇｏｖｅｒｎａｎｃｅ ｉｎ ｉｎｔｅｒｉｏｒ ｐｏｌｄｅｒｓ ａｎｄ ｕｒｂａｎ ａｒｅａｓ ｗｅｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｌａｉｎ ｒｉｖｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ ｒｅｇｉｏｎ；ｇｏｖｅｒｎａｎｃｅ ｏｆ ｆｌｏｏｄ ａｎｄ ｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ；ｆｌｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔａｎｄａｒｄｓ；ｗａ— ｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔａｎｄａｒｄｓ；ｆｌｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｌａｎｎｉｎｇ ６０
