（农业水土工程专业论文）武进运南片平原区水系规划及换水均匀性研究.pdf

梁敏武进运南片平原区水系规划及换水均匀性研究三 中文摘要 常州市武进区位于江苏省南部，太湖平原西北部，境内平原宽广，地势低平， 河网稠密。武进区运南片位于京杭大运河以南，太湖以北，西接武宜运河和涌湖， 东至武进区边界，是武进区商业、工业和居住中心。目前，运南片防洪标准较低， 与城市经济发展要求不相适应。特别是随着太湖流域新一轮治理开展，运南片排 水格局也要随之调整，亟需进行水系调整规划。 本文就运南片水系规划和水环境调度两个方面进行探讨研究：水系规划针 对武进运南片水系的具体情况，结合流域、区域、城市规划，配合新沟河工程， 对河道进行分级定位，完成了武宜运河、采菱港、永安河等一、二级河道及相关 配套建筑物的规划；联圩并圩；对三级河道水系进行拓浚、沟通规划，完成防洪 排涝基础设施配套建设，完善了片区防洪除涝工程规划，达到规划防洪除涝标准； 运用一维河网非恒定流模型，对骨干排水河道断面进行校核；规划河道蓝线，为 保护河道、建设和管理河道、保护水资源提供依据；依据规划制定水面率目标， 既是防洪治涝的保障，也是生态景观的要求。针对武进区武南河附近工厂密集、 河水污染严重的问题，本文规划活水工程以改善水环境。运用一维河网非恒定流 模型，模拟换水方案，计算各方案所需换水时间，提出以换水均匀度为选优指标， 推荐r 常换水方案。 关键词：水系规划防洪除涝断面校核水面率换水方案换水均匀度 2 一 扬州人学硕士论文 a b s t r a c t c h a n g z h o uw u j i nd i s t r i c t i sl o c a t e di nt h es o u t ho fj i a n g s up r o v i n c e ，t h e n o r t h w e s to ft a i h up l a i n t h ed i s t r i c ti sw i d e f l a ta n dl o w , t h er i v e rn e t w o r ki sd e n s e y u n n a na r e ai si ns o u t ho fj i n g h a n gc a n a l ，n o r t ho ft a i h ul a k e ，e a s to fw u y ic a n a la n d g el a k e ，w e s to ft h eb o u n r a r yo fw u j i nd i s t r i c t , a n di t st h ec o m m e r c i a l ，i n d u s t r i a la n d r e s i d e n t i a lc e n t r eo fw u j i nd i s t r i c t a tp r e s e n t ，t h ec r i t e r i o no ff l o o dp r o t e c t i o na n d s t o r md r a i n a g ei ny u n n a na r e ai sl o wa n dc o u l dn o ta c c o m m o d a t et h ee c o n o m i c d e v e l o p m e n td e m a n d e s p e c i a l l ya l o n gw i t ht h et a i h ub a s i ne n v i r o n m e n ti m p r o v e m e n t p r o j e c tl a u n c h i n g ，t h ed r a i n a g ep a t t e r nn e e da d j u s t m e n ta c c o r d i n g l y , s oi t s i nu r g e n t n e e df o rf i v e rs y s t e ma d j u s t i n ga n dp l a n n i n g t h i sp a p e rh a sd i s c u s s e dt w op r o b l e m si n c l u d i n gr i v e rs y s t e mp l a n n i n ga n dw a t e r e n v i r o n m e n ta t t e m p e r m e n t ( i ) a c c o r d i n gt ot h ec o n c r e t ec o n d i t i o n so ft h ef i v e rs y s t e m i ny u n n a na r e a , c o m b i n e dw i t hb a s i n ，r e g i o na n dc i t yc o m p r e h e n s i v ep l a n n i n g ， m a t c h i n gw i t hx i n g o ur i v e rp r o j e c t ，t h i sp a p e rh a sc o m p l e t e dt h ef o l l o w i n gw o r k s ： c l a s s i f i c a t i o na n df u n c t i o no r i e n t a t i o no ft h er i v e r s ，p l a n n i n go fw u y ic a n a l ，c a i l i n g r i v e ra n do t h e r 矗r s ta n ds e c o n dg r a d er i v e r sa n dc o r r e l a t e dm a t c h i n gb u i l d i n g s ；p o l d e r s c o m b i n a t i o n ；t h i r dg r a d er i v e r sd r e d g i n g ，w i d e n i n ga n dc o n n e c t i o np l a m n i n g ，f l o o d c o n t r o la n ds t o r md r a i n a g ei n f r a s t r u c t u r ec o n s t r u c t i o np l a n n i n g ；c h e c k i n gt h em a i n r i v e r s e c t i o n sb yo n ed i m e n s i o nu n s t e a d yf l o wm o d e l ；f o r m u l a t i n gr i v e rb l u el i n ew h i c h p r o v i d e sb a s i sf o rr i v e rp r o t e c t i o na n dm a n a g e m e n t ；s e t t i n gw a t e rs a f er a t ew h i c hn o t o n l yi st h es a f e g u a r da g a i n s tf l o o da n ds t o r m ，b u ta l s ot h er e q u i r m e n t so f f l o o dc o n t r o l a n ds t o m ad r a i n a g ea n de c o l o g ya n ds i g h t ( 墓) b e c a n s et h ef a c t o r i e sn e a rt h ew u n a n r i v e ra r ed e n s ea n dt h en e a r b yr i v e r sa r eh e a v i l yp o l l u t e d ，l i sp a p e rp l a n st oi m p r o v e w a t e rq u a l i t yt h r o u g hw a t e re x c h a n g ep r o j e c t , a n ds i m u l a t e st h ew a t e re x c h a n g i n g p r o c e s sb yu n s t e a d yf l o wm o d e l ，c a l c u l a t e sw a t e re x c h a n g et i m eo f d i f f e r e n ts c h e m e s ， a n dp r o p o s e sw a t e re x c h a n g eu n i f o r m i t ya so p t i m i z a t i o ns e l e c t i n gi n d e x k e y w o r d s ：f i v e rs y s t e mp l a n n i n g ；f l o o dc o n t r o la n ds t o r md r a i n a g e ；r i v e rs e c t i o nc h e c k ； w a t e rs a f er a t e ；w a t e re x c h a n g es c h e m e ；w a t e re x c h a n g eu n i f o r m i t y 扬州大学学位论文原创性声明和版权使用授权书 学位论文原创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是在导师指导下独立进行研究工作所取得的研究 成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的 研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：粱钗 签字日期：多d1 0 年歹月乃日 学位论文版权使用授权书 本人完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向 国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅。 本人授权扬州大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学 技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向 社会公众提供信息服务。 学位论文作者签名：梁钗 导师签名： 孑名多乒j | l 一 签字日期：2 o d 年歹月矽日签字日期：2 0 加年歹月矽日 梁敏武进运南片平原区水系规划及换水均匀性研究 三 1 绪论 1 1 问题提出 常州市武进区位于江苏省南部、长江三角洲太湖平原西北部。南临太湖，西 衔涌湖，托抱常州市区。全区总面积为1 2 4 6 6k m 2 ，境内平原宽广，地势低平，河 网稠密。武进区运南片位于京杭大运河以南，太湖以北，西接武宜运河和涌湖， 东至武进区边界，总面积为5 4 2 4 耐，地面平均高程为5 0 m - 7 o m ，该片是武进 区商业、工业和居住中心。 目前，运南片防洪标准较低，低洼区除涝标准与城市经济发展要求不相适应； 区内河道断头浜多，河况差，水质标准低；随着经济建设的迅速发展，该区水系 萎缩、引排不畅、河水污染、河床淤积、整治力度不足和沿河居民对河道的保护 意识不强等诸多问题日益突出，已不能满足该区社会经济的发展需要。 特别是随着太湖流域新一轮治理开展，根据太湖流域水环境综合治理总体 方案，近期实施的新沟河工程是实施改善梅梁湖及太湖西北湖湾水环境的重要引 排工程。新沟河工程实施后，运南片的中小型涝水由原来南排太湖改为北排长江， 该区排水格局也要随之调整，亟需进行水系调整规划。 新沟河工程实施后，规划区的排水工程布局、换水方案及换水均匀性问题的 研究对武进区的社会发展具有重要意义。 1 2 国内外研究状况 1 2 1 关于水系规划 2 0 0 5 年展永兴【1 1 从分析区域成灾原因和目前主要存在问题入手，考虑新增降 雨典型，合理选定典型年，并在复核区域现有工程能力的基础上，通过多方案分 析论证比较，提出了区域治理工程，明确了非工程措施，从而形成完整的区域防 洪除涝减灾体系，为区域改善水环境、增加水资源供给提供有利的条件。 4 一 扬州人学硕十论文 2 0 0 6 年马秀梅【2 】以张家港市杨舍片区及城西新区的水系规划为实例，其中杨 舍水系规划的重点是骨干水系，通过水系的沟通、疏浚、水系功能的完善、河道 环境的治理、河道断面的设计以及水系的防洪安全等对现状水系进行全面规划； 城西水系较少且封闭，研究的重点是怎样才能满足人类对水系的环境景观生态等 方面的需要，主要通过水利工程布设、亲水平台高程确定、河道断面型式设计、 新区水资源问题的解决来体现现代水系规划理念。 2 0 0 6 年张建涛、刘俊【3 】针对张家港市的现状条件，概化出了“十纵六横八湖” 的水系格局，并力图从现代水利、资源水利的角度，阐述水系规划及保护的新思 路、新方法。 2 0 0 7 年张超【4 】以张家港市乐余片区新农村水系规划为研究实例，综合考虑新 农村建设对防洪、水资源、水环境、水生态、水景观等方面所提出的要求，进行 必要的水系调整和水利工程布设，并通过利用河网水动力模型模拟规划工程条件 下的洪涝情况，进行防洪安全校核，提出必要的防洪安全措施，从而规划出一个 与新农村建设相适应的河网水系布局。 2 0 0 8 年张彦刊5 j 在在分析平原河网水系特点及人类活动对河网水系的影响等 基础上，论述了平原河网水系规划多功能规划、生态规划和综合开发利用的设计 理念，并以余姚市水系为实例规划出了余姚平原河网地区最适合的骨干水系布局。 2 0 0 9 年鲁航线、程绍静1 6 等从东营市水系现状、规划目标、规划原则、水系 的功能定位、平面布局、水源、水循环、水质保持及修复，以及水系规划对城市 防洪排涝的积极影响等方面，简要地介绍了东营市中心城区水系规划的内容。 2 0 0 9 年张长征、李凯1 7 等为了加强番禺区水系的统一规划与管理，确保水利 工程的安全运行，健全防洪潮排涝安全保障体系，改善城乡水环境和水景观，理 清水利发展的思路，明确水利发展的目标、任务和重点，编制了番禺区水系蓝线 控制规划。介绍了番禺区水系的基本情况，论述了蓝线规划的必要性和规划的基 本原则，介绍了番禺区蓝线规划的成果，提出了实施蓝线规划的措施。 在国外越来越多的国家重视到水系这一空间领域，例如美国的芝加哥、查尔 斯顿，从工业社会时期的单纯性的利用水的自然属性为交通提供便利，到如今将 梁敏武进运南片平原区水系规划及换水均匀性研究三 城市的水系规划、布局作为城市建设的一个重要组成部分，将水系规划和城市的 景观设计相结合，充分发挥水资源的自然属性和社会属性，使之发挥更大的作用 与城市建设发展相互促进；英国的港口城市曼彻斯特、加拿大的格兰威尔岛根据 城市的再次改造建设工程成功实例，提出水系规划的重要性，及水系规划思路要 灵活改变，要与城市规划、生态建设相适应【8 】。 1 2 2 关于换水方案 2 0 0 3 年周建仁【9 】结合科研项目，采用理论研究、资料分析、现场监测、数学 模拟相结合的方法，对张家港市引长江水改善城市水环境工程进行研究，利用长 江水与市区河道水体动态交换的方式，使境内水体由静变动，流动由慢变快，加 快水体稀释自净，改善水环境质量。针对要达到市区河流水质目标，还提出了具 体的治污规划及水环境保护措施。 2 0 0 6 年颜秉龙【l o 】结合扩大“引江济太 调水试验及杭嘉湖南排放水换水试验， 研究杭嘉湖区域从太湖流域进行调水解决该地区水质型缺水和水环境恶化的问 题。从杭嘉湖区域整体入手，研究杭嘉湖区域水量水质联合调度及多工程联合调 度，通过对各调水方案的改善效果和负面效应进行综合分析，优选出了改善效果 较好的调水方案。 2 0 0 7 年赵小兰【l l 】在江阴市长江引水改善水环境原型调水试验的基础上，利用 监测数据，对模型参数进行率定，确定模型的适用性。通过对不同调水方案下的 模拟计算，对引长江水改善城市水环境、提高水体水环境质量的途径进行了详细 研究；然后对通过两种截污措施的计算比较，对截污条件下改善城市水环境的方 法也进行了定量分析，针对不同方案下的计算，提出了旨在改善水环境的水利工 程建设及调度方案以及截污措施。最后提出了截污治本、引水辅助的治理方向。 2 0 0 7 年张刚f 1 2 】以平原河网典型区太仓市为例，建立了符合太仓河网的水量水 质数学模型，并分析从长江引水对太仓城区水环境的改善程度，并对通过截污措 施改善城市水环境的方法也进行了定量分析；研究了太仓市的水环境容量及引水 改善水环境容量的途径，为合理优化平原河网区引水方案和截污措施的确定提供 6 一 扬州人学硕十论文 一定的科学依据。 2 0 0 8 年尧一骏【1 3 】研究了滴水湖水系的水利调度模式，包括大引大排模式和边 引边排模式。具体针对以上两种模式，分别模拟分析了滴水湖现状水系条件下不 同引排水口优化组合条件下的湖泊入湖与出湖水量，以及相应的水动力场及水质 改善效果。提出了相应的优化调度方案。大引大排和边引边排两种模式的水流场 和水质改善效果基本相当。考虑到现阶段滴水湖水系的链河及射河上没有闸门， 边引边排模式会产生“短流 现象而难以有效实施，建议现阶段采用大引大排模 式或小幅度的大引大排也即引排分开的模式。 2 0 0 9 年杜掣1 4 1 利用盐城市防洪工程改善城市水环境，按防洪区划、水系走向、 受污染河道地段及动力情况，充分运用现有城市防洪工程的排、引、抽等功能， 引入水质较好的水置换污染严重的水体，改善水动力条件以增加水自净能力，排 除、稀释污水，从而使水质改善。 1 3 本文主要研究内容 ( 1 ) 运南片水系规划 本文水系规划针对武进运南片水系的具体情况，结合流域、区域、城市规划， 配合新沟河工程，对河道进行分级定位，完成了武宜运河、采菱港、永安河等一、 二级河道及相关配套建筑物的规划；联圩并圩；对三级河道水系进行拓浚、沟通 规划，完善了片区防洪除涝工程规划，达到规划防洪除涝标准；运用一维河网非 恒定流模型，对骨干排水河道断面进行校核；规划河道蓝线，为保护河道、建设 和管理河道、保护水资源提供依据；依据规划制定水面率目标。 ( 2 ) 换水方案 武进区武南河附近工厂密集，河水污染严重，规划活水工程，以改善水环境。 运用一维河网非恒定流模型，模拟换水方案，计算各方案所需换水时间，提出以 换水均匀度为选优指标，推荐日常换水方案。 梁敏武进运南片平原区水系规划及换水均匀性研究三 2 武进运南片水系规划 2 1 武进区运南片概况 常州市武进区位于江苏省南部、长江三角洲太湖平原西北部。南临太湖，西 衔涌湖，托抱常州市区，东临江阴市、锡山市，南接宜兴市，西毗金坛市、丹阳 市，北接常州城区、新北区。地理位置位于北纬3 1 0 1 9 3 1 0 5 5 ，东经1 1 9 0 3 8 1 2 0 0 1 2 。武进区属北亚热带季风区，又处于长江和太湖、涌湖之间，水气调节适 宜，四季分明，雨量充沛；境内平原宽广，地势低平，河网稠密，全区总面积为 1 2 4 6 6k m 2 。该区区域位置优越，交通便捷，经济实力雄厚。 根据武进区的水系和地形地貌特征，将其分为三个片区：运北片区、运南片 区和涌西片区，见图2 1 。 运南片是灞湖和武宜运河以东、京杭运河以南的武进区域，总面积为 5 4 2 4 k i n 2 ，包括横林镇( 运河以南) 、遥观镇( 运河以南) 、湖塘镇、牛塘镇、洛阳 镇、礼嘉镇、南夏墅、前黄镇和雪堰镇。运南片地面平均高程为5 0 m 7 o m ，现状 水面率为7 7 1 ，该片是武进区商业、工业和居住中心。 扬州人学硕十论文 图2 - 1武迸区分区示意图 2 2 水系规划原则、任务、水平年、标准 2 2 1 规划原则 总的原则是在服从流域、区域规划的前提f ，以防洪排涝、水环境治理为主， 全面规划，综合治理，分步实施。规划在满足区域防洪排涝规划标准的情况下， 努力改善水环境和景观要求，科学合理，有利于综合开发利用水资源，保障区域 社会经济可持续发展。 ( 1 ) “统筹兼顾、标本兼治、综合治理、高水高排、低水低排”的原则。 ( 2 ) 专业规划服从总体规划的原则。 ( 3 ) 区域防洪除涝与改善水环境、营造区域景观相结合的原则。 ( 4 ) 充分考虑地形条件，合理利用现有工程设施的原则。 ( 5 ) 工程措旌和非工程措施相结合的原则。 ( 6 ) 远景规划与分期实施相结合。 梁敏武进运南片平原区水系规划及换水均匀性研究1 2 2 2 规划任务 在常州市武进区战略规划、常州市武进水利建设“十一五”规划和武进 区防洪除涝与骨干水系规划的基础上，根据常州市防洪除涝规划和太湖流 域规划的要求进行武进区运南片防洪除涝与水系规划，以满足片区经济社会的快 速发展和水生态、水景观建设的要求，分析武进区运南片现状水系工程设施现状 和存在问题，主要任务为： ( 1 ) 合理划分骨干河道等级、确定河道功能。根据骨干河道所处的位置、规 模、作用及其水力特征，确定河道的防洪、排涝、引水、排污、景观、旅游、航 运等功能。 ( 2 ) 确定排水分区与联圩并圩。根据运南片骨干水系、地形、行政区划、交 通和航道规划、总体发展规划，按照分片排水、等高截流、高水高排、力争自排 的原则，进行排水分区，提出武进区运南片联圩并圩方案。 ( 3 ) 建立健全运南片防洪除涝工程总体布局。从现有区域内部河网水系的引 排水能力着手，分析存在的问题，提出满足防洪除涝和河网供水、生态环境等综 合要求的骨干河网工程体系。 ( 4 ) 校核骨干排水河道断面，确保排涝安全。 ( 5 ) 制定运南片骨干河道蓝线控制方案，为依法管理河道提供依据。 2 2 3 规划水平年 ( 1 ) 基准年：2 0 0 7 年。 ( 2 ) 规划水平年：近期2 0 1 5 年，远期2 0 2 0 年。 2 2 4 规划标准 ( 1 ) 防洪标准 根据武进区城市发展战略( 总体) 规划，武进主城区北至改道京杭大运河， 南至武南河，西至牛塘，东至遥观，规划区范围土地面积约为1 2 6 k m 2 。武进城区 现状户籍人口2 3 万，2 0 2 0 年主城区人口将达到5 0 万人，其中户籍人口2 5 万人， 1 0 _ 一 扬州人学硕+ 论文 暂住人口2 5 万人，将达到中等城市规模，是以高新技术产业为先导的新型工业区， 武进城区也是常州市城区的主要组成部分。根据防洪标准( g b 5 0 2 0 1 9 4 ) 和常 卅i 市城市防洪规划，武进城区防洪标准为1 0 0 年一遇，其他地区为5 0 年一遇。 ( 2 ) 除涝标准 根据常州市城市防洪规划和常州市湖塘地区防洪除涝工程可研报告， 考虑到城市区域的重要性，城市区域排涝标准应高于一般地区，结合暴雨特性和 防洪布局，武进城区标准按城镇排涝要求，以水文学方法进行调蓄计算，达到2 0 年一遇最大2 4 h 降雨确保每个时段( 以l h 为一时段) 骨干河道水位不超过控制水 位；农业区、生态旅游区等达到日雨量2 0 0 m m ，雨后1 d 排出不受涝。 2 3 流域与城市规划对片区水系的要求 2 3 1 流域规划 常州市地处太湖流域湖西区和武澄锡区的交界处，北靠长江，南临太湖。京 杭大运河自西北向东南经市区穿越过境，由诸多北支和南支分别沟通长江和涌湖、 太湖，构成纵横交错的水网，形成一个北排长江，汇流运河，南注太、涌两湖和 东排的自然水系。太湖和长江是常州武进区主要排洪水体，京杭运河主要功能是 承担规划泄洪、引排水和航运的任务。 运河以北的新藻港河、藻港河东支横塘河和新沟河( 舜河) 三山港三条 通( 长) 江水道为骨干而形成运北水网。平枯水季利用长江涨潮开闸引水补给运 河及境内水网，供航运、灌溉、城市用水；洪水时期，利用长江落潮开闸排泄境 内涝水或利用闸门挡潮。 运河以南的南运河、武宜运河、采菱港、武进港为骨干河道与太湖、涌湖相 通，大部分来自上游的洪水和地区涝水向东沿京杭运河进入武澄锡低片，向南经 南运河、采菱港、武进港等排入太湖。 近年来，由于水质污染严重，京杭运河和涌湖曾作为城市饮用水水源的河湖 丧失了其提供水源的功能，长江成为当前主要的区域饮用水水源。新沟河延伸拓 粱敏武进运南片平原区水系规划及换水均匀性研究旦 浚工程可改善太湖和区域河网水环境，提高区域防洪除涝能力。 2 3 2 武进区城市总体规划 武进区全区总体结构：“一城、二区、五片”的结构体系( 见图2 2 ) 。 “一城”指中心城区，是城市发展、人口聚集的重点发展区域，也是常州市主城 区的重要组成部分，规划人口5 0 万人。 “二区”指武南高新产业开发区和农发区。武南高新产业开发区规划人口2 3 万 人，规划建设用地3 0k m 2 ；经济开发区规划人口9 万人，规划建设用地6 k m 2 。 “五片”指城镇发展片：东北城镇发展片、城东城镇发展片、环太湖旅游度假发 展片、西北城镇发展片和西南城镇发展片。 武进区运南片主要包括中心城区、城东城镇发展片、武南高新产业开发区和 环太湖旅游度假发展片。 扬州人学硕+ 论文 图2 - 2武进区城镇空间结构图 233 流域规划要求与片区日常排水对策 为了改善太湖水环境，运南片5 年一遇以下涝水由南排太湖改为北排长江；5 年一遇以上涝水排水方向不变，为此，武进区运南片水系、防洪与排水体系需要 随之调整和完善。 为呼应流域对片区日常排水的要求，结合城市总体规划，规划建议以太涌运 河锡溧漕河为界，以北为城区、工业区，同常涝水北排长江；以南为农业区、 旅游区，日常涝水南排太湖。 梁敏武进运南片平原区水系规划及换水均匀性研究 2 4 防洪除涝总体布局 2 4 1 防洪除涝分区 根据武进区发展战略( 总体) 规划行政区划和水系特点，规划将运南片区的 排水片区分为牛塘湖塘片、遥观横林片、南夏墅片、礼嘉洛阳片、前黄片和雪堰 片六个片区。见图2 - 3 。 图2 - 3运南片防洪排涝分区 1 4 - 一 扬州人学硕十论文 2 4 2 联圩并圩 武进区运南片圩区分布主要分布在沿涌湖周边和遥观、洛阳、横林等镇。运 南片现有圩区1 2 4 个。圩区地面高程基本在3 0 - - - , 5 5 m 以下，堤顶高程大部分在 6 0 - - 7 o m ，2 0 0 0 亩以上主要圩区现状平均排涝模数约2 3 0m 3 s k m 2 。 按照“等高截流，分片排涝，高水高排，低水低排”的圩区涝水排除原则联圩并 圩，同时考虑行政区界，避免水利矛盾。运南片联圩并圩见表2 - 1 。 表2 - 1运南片联圩并圩表 规 划序 联圩名称原圩区名称 面积行政 分号 ( k m 2 ) 区域 区 采菱港 纺织上业闶东升联圩、马东圩、郭西圩、钱家圩、 湖塘、 1 新房圩、通济圩、下梅圩、建设圩、东方圩、倪 3 3 1 北联圩 遥观 家头圩、塘桥圩、宋剑湖圩、芳庄圩 2 薛家联圩小袁圩、农业同圩、薛家圩 3 7 湖塘 南夏 3 坂上集联圩坂上集镇圩、震生圩 3 7 墅、礼 嘉 4 蒲岸联圩蒲岸圩北、人刘寺圩北 1 7 礼嘉 ，一 蒲岸圩南、大刘寺圩南、窑墩头圩、小桥头圩、 还5 窑墩头联圩 2 3 礼嘉 南 天王圩 后岸村圩、渔庄圩、黄天圩、下场圩、：r ：业闭区 遥观、 片 6黄天联圩 7 2 圩洛阳 7 联庆联圩灵庆圩、联庆圩、联丰圩、坊兴圩 1 5 7 前黄 8 戴溪联圩 镇东圩、戴溪联圩、新生圩、空塘岸圩 2 洛阳 马安河洛刚、 9 马安人圩、镇北圩、阳湖大圩、东尖圩 1 4 9 南联圩横林 马安河 横林、 1 0 黄桥联圩、张公圩 1 3 洛阳、 北联圩 遥观 11常锡联圩 常锡圩 5 3 横林 1 2蒲溪联圩蒲溪圩 8 8 雪堰 2 4 3 河道分级定位 将运南片区内的河道参照水利部中国河流名称代码s l 2 4 9 1 9 9 9 规定和以 粱敏武进运南片平原区水系规划及换水均匀性研究 下原则划分为三个等级：一级河道为涉及流域和区域性防洪排涝及水环境安全的 河道；二级为影响整个武进区的骨干引排水河道，主要承担防洪、除涝、工农业 用水、景观、生态环境等用水；三级为影响一个排水片区范围内的的河道，承担 片区排涝、生态和景观用水；其余为四级河道包括水面、塘坝，仅承担滞涝、生 态、景观等功能。在河道等级划分的基础上，进行河道功能定位，并制定河道蓝 线控制方案，为依法管理河道提供依据。 运南片区“三横三纵”骨干河道及功能定位见表2 2 。 表2 - 2运南片一级、二级骨干河道及功能定位 河道 序号格局河道名称主要功能备注 级别 l 一横京杭人运河一级行洪、引排、航运服从流( 区) 域规划 2 二横武南河二级行洪、引排、生态景观 3 二横马安河二二级行洪、引排、航运 4 三横锡溧漕河一级航运、行洪、引排服从流( 区) 域规划 5三横太涌运河一级行洪、引排、航运 6一纵武宜运河一级 行洪、引排、航运 7二纵 采菱港二级行洪、引排、航运 8二纵 永安河 二级 行洪、引排、生态景观服从流( 区) 域规划 9三纵武进港一级 行洪、i l t t b - 、航运 2 4 4 骨干水系总体布局 运南片规划为“三横三纵”的水系总体格局( 见表2 2 ) 。三横即京杭大运河、 武南河马安河、太涌运河，三纵即为武宜运河、采菱港永安河、武进港。另 外锡溧漕河连接京杭大运河和渭湖，沟通武宜运河、太渭运河和武进港。太涌运 河连通太、涌两湖，形成北排长江、南入太湖的自然水系。 水系总体布局见图2 - 4 ，河道详情见表2 3 。 扬州人学硕十论文 图2 _ 4运南片骨干水系总体辖局 夏 餐 及嚣 菽蚕 要 旅 饔饔疆察 鲜 n 鲟鲟鲟餐 媸 抖 凶 卜 凶 凶凶凶 地 v8vv 一 嫣 n 蟋拣蠖蟋 酃 2 匠 墩 盛基 警蹬 蚀t 日 菇 日 玻捌疑 疑蝠蜘 卜i ，、 卜、 q nhh 涩 接 伯 怕 刊 接搐塌 划 塌接蝠 罄 ， ，饔 ， ， 戳 蜷 j 止 繁 j “，霞j lj 止 赣 州 ， 赣蟥 辐 ， 辐 赣峨 鞋职轿 ， 一 ， _ _ 二 ， - 二 而 一 不价 n ! 不小、 f i ：、 瘿 翥蔓 烈氧童 。v 1v 、l nn寸n n寸袭 善一 褥蜒糖 小on口n口套 制 ：晏 n nn 一 一 nn n 饭 一 ， ? 暮 焱 耍 o o 嵌一 口 夏 饔 餐 凶 镊 鳞 斌 2 蛙 摊 袭 刘 留 ， 度 ! 刨 囊 斗 ， 窝 熟 醚 察 ， 窝 删 长 蟋 峰 西- 寸 o oooooo 苌i 轼 o口i n卜、i n甘 憾 工裳 盲， 蜊o 度 ， h 垂羹 ooono n ” o 一 n 甘 nn n m 、n 一 = = ， ! 圈 蓉a i o。n oo v oo 矧 一 心nnnm寸“ 一 信 垫髑 蠖蠼 = 七 墓 n 泰 魁 囊羹 i n 。o noo 1 寸 一 n o i n 一 一 甘 = 一 裂 耍v i 卜、 度 o ooooooooo 卿 睽 蟾 彩 篷 ， 曹 垂萎 ov 1 i n oo o o 寸 o o 庭 h o o 口i o 一 装 昧 浆震嚣 定 暴 艘 捌 ! 蜘 墨 袭 垃 刳锄搁 是 硼督廷 + 型塔 暴 杉 毳 僖 魏 删 ， 襄 定窿 捌 庭 幅 蜒 妖 暮 肇蠢 删 惺 o = 1 定暮 囊! 目 测 ! 刨暴 l 柳! 刨袭 宫 矧熙斗k 粼 蟋 “ j 熊 错糕螓眯 僖 测罱爨黑嶷黑嶷嶷 黑聚囊疑 暮黑111 1 寂捌趟鲁 onv 、卜n, q - 叩 的 一 十 累容半薹 ao n 寸 n 高n n nn 一一 褪定廷照襄 挪 划 墓艘窝装 艇 袋 鏖 划蟋 垃 ! 刨! 刨 槲 椒 蚓撰稍 宫 j 畦 锾 蜒徊 张 镊 醚 秣 泖 b 、- 斗 智窭 世小一 n甘v 1也卜小 。 楚 一 卜_ i 琳寂累测霹卜啦雠州武怔卿 - 一僻 妖宣翅亩露妥辎隧夏累长苌邕隧止怔捌捌铽 搭繇 扬州人学硕十论文 2 5 防洪规划 2 5 1 片区行洪 运南片( 京杭运河南移段以南) 以武宜运河、太灞运河、采菱港、武进港、 武南河等河道作为运河太湖及涌湖太湖的主要行洪通道，排入太湖；新沟河 工程规划实施后，在设计暴雨南排太湖的同时，5 年一遇以下降雨通过规划的运河 武迸港泵站北排( 三山港) 长江。 2 5 2 设计洪水位 2 5 2 1 水位频率分析 京杭大运河常州站建于1 9 2 3 年，现位于常州市区西门外三堡街西首的京杭大 运河上，观测降雨量和水位，具有较完整的长系列降雨量和水位观测资料。多年 平均水位3 2 9 m ，历史最高水位5 5 9 m ( 1 9 3 1 年) ，历史最低水位2 2 9 m ( 1 9 3 5 年) 。 水位频率分析采用常州站1 9 5 0 , - - , 2 0 0 7 年共计5 8 年资料，以p i i i 型曲线对年 最高水位系列进行目估适线，适线时参考了1 9 3 1 年的历史最高水位。常州站2 0 年一遇水位5 3 8m ，5 0 年一遇水位5 5 8 m ，1 0 0 年一遇水位5 7 2 m ，见图2 5 。 涌湖( 坊前) 1 9 5 2 - - 2 0 0 7 年5 6 年资料频率计算成果为2 0 年一遇水位5 1 2m ， 5 0 年一遇水位5 4 0 m ，1 0 0 年一遇水位5 5 9 m ，见图2 - 6 。 粱敏武进运南片平原匣水系规划及换水均匀性研究 西可常州站历年最高水位额幸曲蛙 圈2 - 5 运河常州站( 1 9 5 0 2 0 0 7 年) 历年最高水位频率曲线 蔫瑚历年最高小位1 5 亘辜曲缝 图2 6 漏蝴( 1 9 5 2 - 2 0 0 7 年) 历年最高水位频率曲线 2522 防洪控制水位 尽管该站资料系列较长，但由于规划区内地形和水系复杂，人类活动频繁， 常州站水位受沿长江建闸、河道疏浚、地面沉降等因素影响，区域的防洪设计水 2 0 - 一 扬州人学硕十论文 位难以直接采用实测水位频率分析成果。 常州市城市防洪规划根据设计暴雨和建筑物控制运行条件，利用一维河 网非恒定流数学模型对常州市规划工程方案进行水利计算，其大包围方案计算成 果见表2 - 4 。 表2 41 0 0 年一遇设计暴雨水利计算外河最高水位表 单位：m ；磊荔芝 大包围方案 计算断面位置( 计入新运河) 新闸( 闸前) 6 3 1 规划新闸( 规划新运河武宜运河，闸前) 6 1 7 常州( 老运河)4 4 6 常州市区 戚墅堰( 新运河) 5 7 5 外河 马杭镇( 采菱港近新运河) 5 7 7 丁堰镇( 丁塘河老运河) 5 8 l 北塘河、横塘河口 5 6 3 龙虎( 澡港河老澡港河) 5 6 8 涌湖 5 7 7 常州市区 外围 焦溪( 北塘河三山港) 5 4 9 戴溪( 武进港溧漕河) 5 5 0 常州市城市防洪规划防洪水利计算成果，常州市武进区主要河流的1 0 0 年一遇的最高水位基本上控制在5 5 0 5 8 0 m 。 常州市区目前防汛警戒水位4 3 m ，保证水位4 8 m 。通过近几年的实施，总体 防洪能力正在逐步提高。常州城市设计防洪水位近期已按5 8 0 m 进行建设，综合 考虑工程建设标准一致性等因素，确定武进城区1 0 0 年一遇设计洪水位为5 8 0 m ， 其它地区5 0 年一遇设计洪水位为5 6 0 m 。 2 5 3 防洪工程规划 2 5 3 1 工程级别及设计标准 常州市武进区防洪标准为5 0 - - 1 0 0 年一遇，根据水利水电工程等级划分及 洪水标准( s l2 5 2 2 0 0 0 ) 和堤防工程设计规范( g b5 0 2 8 6 9 8 ) ，外河堤防工 梁敏武进运南片平原区水系规划及换水均匀性研究 程及相关的闸、泵等防洪工程级别为2 级，次要建筑物为3 级。 堤防工程堤顶高程按下式确定： z = h 4y y = r + e + a 式中：扯堤顶高程，m ； ( 2 1 ) ( 2 2 ) 屠一设计洪水位，m ； 卜堤顶超高，r n ； k 设计波浪爬高，n l ； 卜设计风壅增水高度，m ； 彳安全加高，m 。 片区堤防工程安全加高值确定为o 8 m ，波浪爬高和壅水增高等按0 2 m 计，护 岸式堤防工程的设计堤顶高程确定为：1 0 0 年一遇6 8 0 m ，5 0 年一遇为6 6 0 m 。 京杭大运河、锡溧漕河为3 级航道，武宜运河、武进港等为规划5 级航道， 考虑堤顶风雨侵蚀、磨损及常州市地区的地面沉降，且在近期内仍将惯性下沉， 防洪堤防工程应适当考虑地面沉降预留值。 2 5 3 2 堤防工程断面设计 防洪工程包括堤防、护岸、泵站、水闸及泵闸枢纽等。防洪工程不仅要满足 防洪、排涝等基本功能，同时应综合考虑与市政建设相结合，与周围景观相协调， 充分考虑水环境、水文化，体现以人为本，人与自然协调共处，营造优美、休闲 的居住和生活环境。 根据堤防工程设计规范( g b 5 0 2 8 6 9 8 ) ，堤顶宽度应根据防汛、管理、施 工、构造及其他要求确定。l 级堤防堤顶宽度不宜小于8 m ，2 级堤防堤顶宽度不 宜小于6 m 。堤坡应根据堤防等级、堤身结构、堤基、筑土土质、风浪情况、堤高、 施工及运用条件，经稳定计算确定。结合防洪堤防现状，堤顶宽度结合防汛道路 取6 0 8 0 m ，路基采用泥结碎石路面或沥青路面；内边坡采用1 ：2 0 - - 1 ：3 0 ，做成 扬州人学硕+ 论文 绿化土坡；外边坡采用生态型工程护坡。 2 5 3 3 堤防规划 根据联圩并圩规划( 见表2 1 ) ，规划达标建设圩堤7 0 7 k m ，新建6 3 5 k m ， 共计1 3 4 2 k m 。详见表2 5 。 其中湖塘镇沿采菱港永安河西岸低洼地区规划圩堤4 9 k m ；牛塘镇沿南运河 东岸低洼地规划圩堤0 3 k m 。 运南片各联圩闸站布置及圩堤情况见图2 7 。 粱敏武进运南片平原匣水系规划及换水均匀性研究 望 图2 7 运南片防洪工程规划图 嘤赠嘤卿明璎嘤嘤 嘤嘤 嘤嘤嘤 嘤 列 11111111 11 111 1 施 廿 廿 抖 冲蚌 冲 廿 廿 廿 廿 廿 廿 廿 蚌 oooooooooooooo 22222222i n i n222n 蜷魁nn l n o o岔o 寸 nu v 、 卜 蝈捌 o t q t qn - _n寸 卜寸 。 一v - - in n - _ - _ 卜 及 餍 捌寸心 寸n口 - _ 寸t n _ - n _ i n 蘼 oo t q寸，、 ndnoono寸 一 卜 _ 、o g v dd叼岣均口崎口 髑 匿 樊 蜷 础 夏 幄2 o oo o 寸口 o oo o口 累 瞀s口 垃、o田田崎叼叼崎 吣 裂 受童 n小 田寸 寸 o寸 西心 nq t q o卜 i nn一n 岔 _n甘 no寸 n 一一 _ 一 憾名 寸口 n nn峪nn崎 臀0 2 t q ? n ?22? nn 寸寸t qt qn寸 q乜匕乜 葵 础 卜 i n nd 寸 赛 訾3 2n口? ? i n ? 寸 l ，、n 裂q 哩99口乜 n n 女 裂 nnn 受主 nn i n 岔o 寸 nnnt - o n t qn 一 n寸 卜 寸 o 一 一 ni n 一 _ 卜 椿 蒙璺 女 盘野 墙 妇 婶 捌瑚 鍪 女 警 妊女 虫如鍪鍪 囊 野 餐 涨 裔 鍪 证鲁鉴 餐 区 髦髦 一r 搽进 冰 鍪鉴鍪 。巡郸襄庭略螂 馨 磐 魏 铤 硼 韫 警糍似 懈 粘攥蜊 缝 鼙 靳 廿曩 驿 米 胛口t 由 nn寸i n口卜ao n、寸七 世 _- _ 一 司a 僻承累拯球 s n 僻 议袋书肇扑k辜辍 寸n 梁敏武进运南片平原区水系规划及换水均匀性研究 2 6 排涝规划 2 6 1 排涝现状 运南片地面高程一般在4 0 - - 一7 5 m ，现状水面率约为7 7 1 。圩区主要分布在 横林、遥观、洛阳和武宜河的沿涌湖地区，阳湖大圩、马安圩、常锡联圩、黄桥 圩、灵庆圩、灵新圩等地面高程为3 0 - - - 5 5 m ，千亩以上圩区现状平均排涝模数为 2 3 2m 3 s k m 2 。 2 6 2 排涝方案 按照太湖流域治理规划，当排水区遭遇2 0 年一遇涝水时，运南片南排入太、 涌两湖。当排水区遭遇5 年一遇及以下涝水时，按太湖流域规划要求，运南片由 三山港工程枢纽经新沟河北排运河、长江，另外，规划采菱港( 永安河) 枢纽北 排运河。 2 6 3 排涝水文计算 2 6 3 1 典型圩区排涝模数计算 典型圩区排涝模数计算以常锡联圩为例。常锡联圩近期为农区，排涝标准为 同雨量2 0 0 m m 雨后一r 排出；远期为工业、居住区和农产品加工区，排涝标准为 2 0 年一遇设计暴雨确保每小时不超过河道控制水位。 常锡联圩位于常州武进与无锡交界处，总面积5 2 7 k m 2 。常锡联圩地处长江下 游，属太湖流域，受海洋性气候影响，温和多雨，年平均降雨量在1 0 0 0 - 1 l o o m m 左右。圩区地面高程平均在2 9 m 左右( 吴淞零上，以下同) ，最低的只有2 4 m 。 ( 1 ) 设计暴雨量 根据常州站具5 7 年实测最大一日雨量资料进行频率分析，求得最大一日雨量 统计参数为：xl d = 8 8 9 m m ，c v - - o 4 1 ，c j c ，= 3 5 ，见图2 8 。2 0 年一遇的设计降雨