沅江市堤垸警戒水位調整的必要性及調整值分析

沈陽林

（湖南省沅江市水利局，湖南 沅江 413100）

1 基本概況

沅江市地處湖南省洞庭湖腹地，東、南、西洞庭環繞其中，四水也從此匯集而入長江，常年穩定性河流有七條（南嘴河、草尾河、挖口子河、黃土包河、白沙長河、資江分河及南洞庭洪道）。全市總集雨面積2012.5 km2，其中耕地面積86.73萬畝，人口748191人，有堤垸九個，其中重點垸兩個（大通湖垸及長春垸），蓄洪兩個（共雙茶垸及保民垸）和一般垸五個（目平湖垸、畔山洲垸、憲成垸、凈下洲垸及永新垸）。有鎮、場、辦事處14個，一線防洪大堤長314 km，穿堤建筑物150處。

2 堤防防汛水位及水位站設置過程

沅江市堤防防汛水位在2004年之前設三線水位:防汛水位、警戒水位及危險水位，在全市設有22個水位觀測站；2004年后防汛水位設兩級水位:警戒水位及保證水位，設有19個水位觀測站。其中減少了熙和、志成、康寧、白沙等水位觀測站，新增了南嘴、小河咀、茶盤洲等水位觀測站。

3 堤防警戒水位調整的必要性

目前沅江市實施的堤垸警戒水位是在2004年確定的，至今已有13年，隨著2004年后的洞庭湖二期治理、蓄洪垸圍堤加固及安全建設，中型電排改造，本級財政水利投入工程建設及群眾自籌，沅江市堤防的防洪能力已有顯著提高，部分堤垸或部分堤段的警戒水位已不能客觀真實地反映堤垸或堤段實際抗洪能力和沅江防洪形勢，與沅江市防汛的工作實際也不相適應。而且沅江社會各界對二級水位特別是警戒水位的設置關注度不斷提高，部分堤垸或堤段警戒水位設置偏低，不科學不合理現象逐步呈現，形成“有警無險”，易給社會及群眾產生松懈麻痹思想，給防汛部門增加不必要的輿論壓力，也不利于將來防汛工作的開展[1]。因此對沅江市堤垸警戒水位作相應調整是十分必要的。

4 堤防警戒水位確定的基本原則

（1）堤防警戒水位值的確定應與當地堤防現狀及防洪能力相匹配。

（2）堤防警戒水位值的確定應結合堤垸堤防歷次出險情況綜合考慮。

（3）堤防警戒水位值的確定應科學合理。偏低易給社會及群眾產生松懈麻痹思想，偏高使警戒水位與保證水位之間的預警時間不足，使防汛工作措手不及。同時要兼顧周邊地區，特別是上下游地區，與其保持協調一致[2]。

5 堤防警戒水位調整分析

5.1 防洪標準

依據《防洪標準》（GB 50201-2014）、《堤防工程設計規范》（GB 50286-98）、《洞庭湖區綜合治理近期規劃報告》以及水利部水總規[2000]42號文，東、南洞庭湖以1954年最高洪水位作為設計洪水位，西洞庭湖區以新中國成立以來至1991年最高洪水位作為設計洪水位，按湖堤安全超高加1.5 m、河堤加1.0 m確定堤頂高程，重點垸堤防面寬6 m～8 m，一般垸堤防3 m～6 m（以下簡稱標準及規范），沅江市重點垸大通湖垸、長春垸堤防等級為Ⅱ級，其防洪標準為大于等于30年小于50年。大通湖垸、長春垸東線屬南洞庭湖，長春垸西線屬西洞庭湖，大通湖垸設計洪水位采用1954年草尾站最高水位35.62 m，長春垸東線設計洪水位采用1954年沅江站最高水位35.26 m，長春垸西線設計洪水位采用1954年小河站最高水位35.72 m。共雙茶垸、保民垸堤防等級為Ⅲ級，其防洪標準為大于等于20年小于30年。共雙茶垸、保民垸垸均屬南洞庭湖，共雙茶垸設計洪水位采用1954年草尾站最高水位35.62 m，保民垸設計洪水位采用1954年沅江站最高水位35.26 m，五個一般垸（目平湖垸、畔山洲垸、憲成垸、永新垸、凈下洲垸）堤防等級為Ⅲ級以下，其防洪標準為大于等于10年小于20年，畔山洲垸、憲成垸、永新垸、凈下洲垸四個一般垸屬南洞庭湖，畔山洲垸設計洪水位采用1954年沅江站最高水位35.26 m，憲成垸設計洪水位采用1954年草尾站最高水位35.62 m，永新垸設計洪水位采用1954年黃土包最高水位35.27 m，凈下洲設計洪水位采用1954年泗湖山站最高水位35.21 m，目平湖垸屬西洞庭湖，其設計洪水位采用1954年沅江站最高水位35.72 m。

5.2 堤防工程現狀及防洪能力

大通湖垸堤長88.331 km，樁號71+147～159+478，堤頂高程為 37.5 m～39.0 m，面寬10 m，內坡比1∶3，外坡比 1∶2.5，內設有一、二級平臺。

長春垸堤長31.398 km，樁號46+095～77+493，堤頂高程為38.5 m～39.0 m，面寬 10 m，內坡比 1∶3，外坡比 1∶2.5，內設有一、二級平臺。

共雙茶垸堤長121.74 km，樁號0+000～121+740，堤頂高程為 37.5 m～38.0 m，面寬 5 m～8 m，內坡比 1∶3，外坡比 1∶2.5，部分堤段內設一級平臺。共雙茶垸于2010年陸續開始圍堤加固工程及安全建設工程建設，對全垸當沖垮坡、堤身堤基滲漏、當風浪、堤身不達標堤段及病險建筑物進行了全部的改造與整治。另外泗湖山南線全線有外洲，外洲高程在32.0 m以上，10+000～18+570段因坪塘嶺安全臺和黃土包河疏竣工程的實施，外洲50 m～100 m以內高程已達33.0 m以上。

保民垸堤長9.185 km，樁號72+045～81+230，堤頂高程為37.5 m，面寬4 m～6 m，內外坡比1∶2.5，部分堤段內設一級平臺。保民垸于2010年～2014年陸續開始圍堤加固工程建設，對全垸當沖垮坡，堤身堤基滲漏，當風浪、堤身不達標堤段及3處病險建筑物進行了全部的改造與整治。

目平湖垸堤長8.642 km，樁號0+000～8+642，堤頂高程為38.5 m，面寬3 m～4 m，內外坡比1∶2.5，內無一、二級平臺。

畔山洲垸堤長6.27 km，樁號0+000～6+270，堤頂高程為37.5 m，面寬5 m，內外坡比1∶2.5，內無一、二級平臺。

憲成垸堤長9.8 km，樁號0+000～9+800，堤頂高程為38.0 m，面寬5 m，內外坡比1∶2.5，內無一、二級平臺。

永新垸堤長22.168 km，樁號0+000～22+168，堤頂高程為37.5 m，面寬4 m～6 m，內外坡比1∶2.5，內無一、二級平臺。

凈下洲垸堤長16.45 km，樁號0+000～16+450，堤頂高程為37.5 m，面寬 3 m～4 m，內外坡比 1∶2.5，內無一、二級平臺。2009年沅江財政投入300多萬元對凈下洲垸全線進行了加高培厚，使堤頂高程從36.5 m提至37.5 m，面寬從2 m～3 m達至3 m～4 m。

沅江市兩個重點垸、兩個蓄洪垸及五個一般垸經過近十多年來的水利工程建設，堤防堤頂高程、面寬及坡比已基本達到標準及規范的要求，防洪能力有了顯著提高。其間經受了八次較大洪水的考驗，堤防工程運行安全無恙。

5.3 堤防實際運用情況

大通湖草尾河左岸堤段:全長57.331 km，樁號71+147～128+478，根據2002年～2016年險情記載，此堤段沒有出現過較大險情。2010年草尾鎮勝天電排（73+337）出現閘門漏水險情，當時水位35.54 m，2016年草尾鎮陸續發生一些小險情（如小沙眼、散浸），出險水位均在34.5 m以上，2016年7月9日南大雙豐堤段出現兩處管涌險情，當時水位34.79 m。目前此段堤段存在的主要險工隱患是:草尾水文站段（73+000-75+000）外堤腳當沖，部分堤段散浸嚴重，部分建筑物年久失修等。

大通湖南大北堤段:全長31.0 km，樁號128+478～1159+478，根據2002年～2016年險情記載，此堤段基本未出現過險情。目前此段堤段存在的主要險工隱患是:永東段、康寧段（135+000-143+000）4 km外堤腳當沖，護坡板損壞，部分堤段兩水夾堤，部分防洪墻外傾以及部分建筑物年久失修等。

共雙茶垸草尾河右岸堤段:全長52.5 km，樁號50+000～102+500，根據2002年～2016年險情記載，此堤段險情出現較多，而且絕大多數出現在上、下游，但出險均在警戒水位0.5 m以上。2012年7月20日共華勝利閘（63+530）出現閘門漏水險情，當時水位34.64 m，2016年7月4日～6日在界福段相繼出現7處沙眼，當時水位34.44m～34.84m，2016年7月7日～9日在茶盤洲北閘段（99+000-109+900）相繼出現9處管涌，當時水位34.41 m～34.50 m。目前此段堤段存在的主要險工隱患是:界福段因屬（50+100-52+000）砂質堤，易發生沙眼及管涌，北閘段因屬砂質堤，且外河覆蓋層破壞，易發生管涌。

共雙茶垸黃土包河左岸堤段:全長61.64 km，樁號0+000～42+400，102+500～121+740，根據 2002 年 ～2016 年險情記載，此堤段2002年～2011年之間未出現險情。2012年7月21日在白沙堤段（33+500～38+500）相繼出現險情，當時水位為34.22 m，2016年7月4日此段類似險情繼續發生，當時水位為34.19 m；2016年7月4日～10日在泗湖山南堤石子硬段（2+250～8+000）相繼出現6處管涌等險情，當時水位34.19 m～34.83 m。目前此堤段存在的主要險工隱患是:白沙段（33+500～38+500）、石子硬段（2+250～8+000）因屬砂質堤，且外河覆蓋層破壞，易發生沙眼及管涌。

長春垸東線堤段:全長15.905 km，樁號46+095～62+000，其中城市防洪墻4239.86 m（拉筋堤1024.5 m），根據2002年～2016年險情記載，此堤段基本未出現過險情。目前此段堤段存在的主要險工隱患是:下星港段（47+500～48+500）外堤腳當沖，部分防洪墻裂縫、外傾，安寧段堤段散浸、飛鳳咀電排管身裂縫等。

長春垸西線堤段:全長15.493 km，樁號62+000～77+493，根據2002年～2016年險情記載，此堤段基本未出現過險情。西線13.493 km大堤主要是五壩及兩端連結段共6.152 km需加強防守，其余9.341 km大堤內外腳均是桔土，高程在33.5 m～35.0 m之間。目前此段堤段存在的主要險工隱患是:五壩內堤腳當沖，部分外洲（聯盟段）當沖垮坡等。

目平湖垸堤段:全長8.63 km，樁號0+000～8+630，根據2002年～2016年險情記載，此堤段基本未出現過險情。目前此段堤段存在的主要險工隱患是:外堤坡當沖垮坡，部分堤段散浸嚴重，四處建筑物年久失修等。

畔山洲垸堤段:全長6.27 km，樁號0+000～6+270，根據2002年～2016年險情記載，此堤段出現險情較多。共華西閘、附山洲電排出水池汛期均發生管涌險情，憲成小學段出現過沙眼群，出險水位在33.5 m以上。目前此段堤段存在的主要險工隱患是:部分堤段散浸嚴重及四處建筑物年久失修等。

永新垸堤段:全長 22.1687 km，樁號 0+000～22+168，根據2002年～2016年險情記載，此堤段出現險情較少。只是五花洲電排于2013年、2016年出現過壓力水箱泛水、閘門漏水險情，出險水位在33.5 m以上。目前此段堤段存在的主要險工隱患是:部分堤段散浸嚴重及五處建筑物年久失修等。

凈下洲垸堤段:全長16.4 km，樁號0+000～16+400，根據2002年～2016年險情記載，此堤段出現險情較少。只是凈下洲電排于2016年7月11日出現過管身伸縮縫泛砂險情，出險水位在34.46 m。目前此段堤段存在的主要險工隱患是:部分堤段散浸嚴重及五處建筑物年久失修等。

5.4 警戒水位設置應合理、科學

5.4.1 相同河流、同一堤垸應按汛期水力坡降確定警戒水位

采用2002年、2003年、2012年及2016年四年汛期連續20天的水位值，對草尾河左、右岸，資江分河左岸，黃土包河左岸、沅水右岸相鄰水位站，進行汛期水位差分析，得出水力坡降值,根據水力坡降值由上游警戒水位計算出中、下游警戒水位[3]。避免上、下游不防汛，中游防汛，絕大多數堤垸退去警戒水位多日個別堤垸仍在防汛的現象出現。如共雙茶垸南堤，處于下游的茶盤洲南堤警戒水位為33.3 m，而處于上游的泗湖山南堤警戒水位確是33.0 m。

5.4.2 相同河流，對應堤段應依重點垸、蓄洪垸、一般垸從高到低排序確定警戒水位

2004年確定的南大河警戒水位為33.2 m，而位于其下游的茶盤洲警戒水位為33.3 m，且南大河堤段屬重點垸堤防，可見南大河警戒水位33.2 m設置是不合理的。同樣長春垸胭脂湖西線與目平湖的警戒水位同為34.0 m，并且長春垸城區西線的警戒水位也是34.0 m，而長春垸西線無論從堤身斷面、堤頂高程及防洪能力均優于目平湖垸，可見長春垸警戒水位設置也是不合理的。

5.4.3 警戒水位的設立要與堤段的現實情況相適應

泗湖山南堤:2004年確定的三洲咀警戒水位為33.0 m，而此段經2010年開始的圍堤加固、安全建設工程的建設，險工隱患得到了整治，并且泗湖山南線全線有外洲，外洲高程在31.5 m以上，10+000～18+570段因坪塘嶺安全臺和黃土包河疏竣工程的實施，外洲50 m～100 m以內高程已達33.0 m以上。

凈下洲垸:2004年確定的凈下洲警戒水位為33.0 m，當時的堤防高程只有36.5 m，面寬2 m，后經2009年堤防達標建設，堤頂高程已達37.5 m，面寬達3 m～4 m。

永新垸:2004年確定的南洞庭警戒水位為33.0 m，當時的堤防高程只有36.5 m～37.0 m，面寬2 m～3 m，經1996年后連續幾年堤防達標建設，堤頂高程已達37.5 m，面寬達3 m～4 m。

5.4.4 警戒水位重現期

根據全國有關警戒水位重現期研究文獻成果，結合洞庭湖堤垸防洪能力實際，警戒水位重現期以2年～5年較為適合。為此我們統計了各堤垸2002年～2016年共15年的汛期最高洪水位數據（見表1），15年中目平湖垸警戒水位重現期為1.5年，南大北堤警戒水位重現期2.5年，其它堤垸或堤段警戒水位重現期均為1.9年。

表1 沅江市2002年～2016年超警戒水位年份統計表

5.4.5 警戒水位要與上下游周邊地區相協調

沅江市堤垸上、下游周邊地區有:資陽區、漢壽縣、南縣及大通湖區。資水分河右岸保民垸上游資陽張家塞警戒水位為34.0 m，資水分河左岸七鴨子上游資陽窯山口警戒水位為34.5 m，沅水胭包山上游漢壽段警戒水位為35.5 m，草尾河左岸上游南縣茅草街警戒水位為34.0 m，南大北堤下游大通湖區南通河33.2 m。

綜合上述，很有必要對沅江市堤垸或堤段警戒水位進行適調整。

6 警戒水位調整建議

6.1 大通湖垸

草尾河左岸堤段（71+147～128+147）:草尾站警戒水位采用長江委水文站值34.5 m與當前草尾站34.5 m之間的平均值34.3 m，根據汛期水利坡降計算黃茅洲水位站警戒水位為33.8 m，南大河水位站警戒水位為33.5 m。

南大北堤（128+147～159+478）:南大北堤警戒水位重現期2.5年，符合警戒水位重現期2年～5年的要求，但考慮到南大北堤堤基較好，汛期多無險情發生的實際，五門閘水位站、康寧閘水位站警戒水位定為33.5 m。

6.2 長春垸

長春垸東線（46+095～62+000）:七鴨子警戒水位仍為34.0 m，沅江警戒水位由33.5 m調整為34.0 m。長春垸西線（62+000～77+493）:小河咀警戒水位由 34.0 m 調整為34.3 m～34.5 m。

6.3 共雙茶垸

草尾河右岸（50+000～102+500）:新華警戒水位為34.0 m，泗湖山警戒水位為33.5 m，茶盤洲警戒水位為33.3 m。

黃土包河左岸（0+000～42+400，102+500～121+740）:黃土包警戒水位為33.5 m，三洲咀警戒水位為33.3 m，茶盤洲警戒水位為33.3 m。

6.4 保民垸

保民垸警戒水位為33.5 m。

6.5 一般垸

目平湖垸警戒水位仍為34.0 m，畔山洲垸、憲成垸警戒水位為33.5 m，永新垸、凈下洲垸警戒水位調整為33.3 m。數據見表2。

表2 沅江市堤垸二級水位調整建議表

7 結語

近十幾年以來，隨著國家加大對水利資金的投入，堤防除險加固工程的實施，沅江市堤防的防洪能力及防洪標準有了大的提高，從而為沅江市堤垸警戒水位值向上提升提供了現實條件；通過對相同或相鄰堤垸上下游典型年份水位的比較、分析，為沅江市各堤垸警戒水位調整值的確立提供了科學的依據。及時調整警戒水位不僅減少了防汛上堤的時間，而且減少了上堤勞力及防汛物質的消耗，具有較好的社會及經濟效益。