摘要：本研究搜集了近年來杭州城西區域遭受的較大洪澇災害情況，分析了現狀防澇能力，指出了城西防洪排澇工程的短板——下排通道受阻，提出就近深隧排洪方案(城西南排通道工程)。本研究采用一維非恒定流水動力學模型，建立杭州市運西片河網水利計算模型，分析深隧洞徑和外排流量以及排澇效果。研究結果表明，實施城西南排通道工程深隧方案，隧洞襯后洞徑11m，隧洞長度約13.0km，出口泵站設計排澇流量為200m3/s(遠期300m3/s)，可有效減輕杭州市區城西洪澇問題，達到城區近遠期水位控制目標和20年一遇以上的排澇標準。本研究為今后城市深層隧道排水系統建設積累了經驗，對城市市政水利工程建設也有參考價值和推廣意義。

　　關鍵詞：洪澇;成因分析;模型;城西地區;南排通道

　　1研究背景

　　杭州市區運河以西地區西面以苕溪為界，北面以杭州市界附近東塘港為界，東面以京杭運河為界，南面以杭州山區分水嶺為界，處在浙西低山丘陵向浙北平原過渡地帶，地勢由西南向東北傾斜，總面積約579km2，扣除西湖流域及老城區面積(約93km2)，余下部分面積486km2。杭州運河以西地區地勢上由西南向東北傾斜，西南為流域的上游，屬低山丘陵地帶，往東北進入流域下游，屬平原河網地帶。上游為山區，中下游新建了小和山高教園區。下游平原區河網縱橫，為杭州市區西部城鄉結合區，包括西湖區的留下街道、蔣村街道和余杭區的閑林街道。城西區域上承西部山水，下受湖州、嘉興平原水位頂托影響，防洪排澇形勢嚴峻。

　　城市氣候論文范例：試論洪澇災害研究評估現狀

　　自2007年以來，杭州市先后遭遇“羅莎”臺風和“菲特”臺風等多次暴雨洪水，城西地區首擋其沖，內澇嚴重，經濟損失慘重，社會反響較大。2018年，浙江省政府將省級產業集聚區——杭州城西科創大走廊產業集聚區落戶于城西，2020年，浙江省政府決定在杭州城西科創大走廊產業集聚區在全省率先試點數字化城市建設——城市大腦，杭州城西區域地位無可比擬，城西區域淹不得，淹不起，區域發展對水利保障提出了更高的要求。

　　針對區域防洪排澇存在的問題，杭州市城市防洪減災規劃和相關城西洪水出路研究課題提出以“上蓄、中滯、下排”為原則的一系列防澇工程，規劃和研究課題均提出上蓄工程閑林水庫、中滯工程西溪濕地調蓄、下排工程“西部排水快速通道”，目前閑林水庫已建成投入運行，西溪濕地調蓄工程通過科學調度，正積極發揮蓄滯洪作用，下游骨干河道拓寬整治工程基本無實施。目前規劃下游河道拓寬受城市快速發展影響，實施難度極大，故城西區域主要存在下排通道受阻、排水不暢等問題;另外，近年來下游嘉興、湖州地區加大實施城市包圍、城鎮圩區工程，外圍骨干河網水位呈逐年上升趨勢，使城西下游河道排水時流速慢，排水受下游頂托時間長[1-6]。

　　國內學者已總結出洪澇災害的危害，如譚徐明等[7]認為洪澇災害是發生頻率最高、影響范圍最廣的自然災害，山區暴雨洪水引發的山洪泥石流是死亡人口最多的自然災害。因此基于城西區域特殊地理位置和規劃工程實施現狀，為適應新時代社會、經濟、環境協調發展，減輕和預防洪澇災害給城西地區居民帶來的生命和財產威脅，實現城市的可持續發展，更有必要系統分析杭州市區城西洪澇災害成因，因地制宜提出對策，為徹底解決該地區洪澇災害問題提供依據。

　　本文提出深隧排洪方案——城西南排通道，將城西澇水就近排放錢塘江，可大大緩解城市洪澇壓力，提高防洪減災能力。深隧排水系統是一種行之有效的內澇防治工程措施，縱觀國內外城市深隧排水案列，國外多個國家已經有了較為成熟的應用，比如：法國巴黎地下水處理系統管道總長達2400km，深達50m;日本東京“首都圈外圍排水工程”由地下管道、儲水立坑組成，包括總長6.3km、內徑10m的地下管道;美國芝加哥隧道及水庫隧道工程，隧道長211km，深45～91m，直徑2.7～10.8m;英國倫敦泰晤士深層排水隧道工程，長35km、最深處達75m。國內相對較少，尚處于試點階段：廣州深層隧道排水系統工程東濠涌試驗段工程，長1.7km、直徑6m，具有排水、排污或配水等多功能;上海蘇州河深隧工程，長約17km，管徑8m，具有排水、排污功能。

　　2城西洪澇現狀分析

　　2.1城西洪澇災害及現狀防澇能力分析

　　近十年來杭州城西區域遭受的較大洪澇災害為2013年“菲特”臺風暴雨洪水。2013年10月，受第23號“菲特”臺風影響，杭州市出現了大范圍的持續強降雨，全市面雨量186mm，重現期約為35年。“菲特”臺風對杭州城西地區造成嚴重影響，五常港南端最高水位4.15m，沿山河(慶豐新村)最高水位4.11m，拱宸橋最高水位3.64m。部分區域出現大面積積水，部分交通中斷，特別是留下等地區內澇嚴重，經濟損失慘重。

　　城西平原片由于地勢低洼、受杭嘉湖平原高水位的頂托，骨干河道規模小，一般河道局部存在卡口，整體排水效果不理想，積澇歷時也較長，積澇情況較為嚴重。對城西區域現狀用地、現狀水利工程下遭遇20年一遇、50年一遇的洪水進行演進計算，計算成果得出，城西區域整體排澇標準未達到20年一遇，其中五常街道、夢想小鎮(閑林港余杭塘河口)、云谷小鎮等重點建設區塊未達到50年一遇排澇標準。

　　2.2已建和擬建規劃工程效果分析

　　城西洪澇水通過區域內“兩橫兩縱”的骨干河網(兩橫：梧桐港沿山河、余杭塘河;兩縱：閑林港-九曲洋港、五常港-蓬駕橋港)東排北排進入運河。由于現狀九曲洋港及蓬駕橋港等北排通道缺乏整治，局部存在卡口，排水能力受限，沿山河東側受地形影響，洪水多經五常港后流入余杭塘河，沿余杭塘河東排運河成為城西洪澇水實際的主要排水通道，給下游杭州主城區防洪排澇帶來較大壓力。故城西洪澇水實際東排受限，勢必產生洪澇災害問題。

　　針對區域防洪排澇存在的問題，杭州市城市防洪減災規劃提出以“上蓄、中滯、下排”為原則的一系列防澇工程。從規劃工程落地性分析，擴建上游水庫，增加蓄洪功能;利用區內濕地水面率大、調蓄能力強，通過控制調度，充分發揮其河道行洪和滯洪作用等“上蓄、中滯”工程已實施，但下排工程“西部排水快速通道”方案，即在繞城公路西側，利用現有閑林港、余杭塘河、九曲港、毛家洋港、良渚港、柵莊橋港等河道整治形成一條自留下至勾莊的主要排水通道，城西山區洪水可直接進入排水快速通道;因地方政府政策處理原因，需拓寬的骨干河道兩側土地近年已開發或出讓，西部排水快速通道工程已無實施可能。

　　另外，下游地區河網水位對杭州城西地區的頂托影響，加劇了沿天然水流方向排水的受阻問題，導致下排流量、時間均受流域洪水影響，即為被動排除澇水，排水效果不佳。近年來，杭州也在探討建立城市包圍圈，北面設置控制線和強排泵站，但工程規模和強排流量等同樣受下游地區經濟發展需求影響，增加了流域防洪的不利因素，且存在工程投資巨大，實施時間長的缺點。

　　2.3影響防洪排澇的主要問題

　　根據城西所處地形條件和水系走向分布情況，本地區防洪排澇存在的主要問題有：

　　(1)上游山區面積大，洪水源短流急。上埠河等山區小流域集雨面積較大，有110余km2，上游缺乏骨干攔蓄工程(目前已建成閑林水庫，僅攔蓄17km2)，下泄洪峰流量較大，洪水下泄至平原后因河道排水能力不足造成水位抬高，漫溢至兩岸。

　　(2)自然地理因素獨特，河道坡降緩慢。城西地區從地理區塊上來看正處于京杭運河上游，下游受平原水位頂托，上游受山區來水承泄，加上自身地勢低洼，于上下游逼迫夾攻之間形成易澇死角。隨著杭州市域發展版圖的不斷擴大，防洪排澇包圍圈亦不斷擴大，給洪水出路帶來了更多的限制。

　　(3)城市化進程快，域內可調蓄面積迅速萎縮。

　　比較典型的情況如：小和山高教園區從可以短期滯蓄山洪的大片低洼農田變為校園或道路，地面硬化程度急劇升高，降雨形成的徑流增多，洪水量大幅增加;西溪濕地公園建成大包圍，并在周邊或過境的河道設閘擋水，洪水期為保護濕地內旅游設施，沿山河上西溪濕地節制閘往往很少甚至不打開，阻斷了沿山河東西向排洪，其自身的高標準防洪要求與周邊區域的排水、滯洪要求產生的新矛盾沒有協調好;留下、閑林、三墩一帶被納入了城市建成區的范圍，原來大面積的農田以及魚塘水面等變成了道路、小區等硬化地面，調蓄能力減弱。目前隨著海綿城市建設的理念深入及管理技術的提高，部分集中開發地塊可以發揮城市綠地、道路、水系對雨水的吸納、蓄滲作用，有效緩解調蓄面積驟減[8]。

　　3城西洪澇防治方案研究

　　根據城西洪澇現狀情況，防洪排澇工程的短板，是下排問題，骨干排水河道整治不能到位，且受北面下游洪水頂托，導致骨干河道規模排水不暢，而東排又受主城區余杭塘河規模擴建以及既有城市開發建設影響，穿城而過的地下隧道方案受工程投資及地鐵、市政管道線路制約，幾無可能。隨著社會經濟發展，土地資源日益緊缺，城西地區受地理條件制約，傳統的沿天然河流方向排水治水思路受限，本文另辟捷徑，大膽提出切實可行的外排方案，即城西南排通道方案(深隧排洪)，就近排放錢塘江，可大大緩解城市洪澇壓力，提高防洪減災能力。

　　4結論

　　(1)通過水利計算和分析，杭州市區城西地區的防澇現狀未達到20年一遇排澇標準，為10年一遇到20年一遇之間，與城市高質量社會發展提供水利要素保障要求尚不匹配。

　　(2)城西南排通道工程采用深隧排洪，隧洞襯后洞徑11m，開挖洞徑約12.5m，隧洞長度約13.0km，出口泵站設計排澇流量為200m3/s(遠期300m3/s)。結合區域上蓄、中滯及其他河道整治工程，使城西區域整體排澇標準達到20年一遇，城西核心五常街道、夢想小鎮、云谷小鎮等重點建設區塊達到50年一遇排澇標準。

　　(3)隨著社會經濟發展，土地資源緊缺，天然河道水系拓寬受阻，傳統治水思路受限，本次綜合分析城西所處地形、地勢條件，按照洪澇水就近強排原則，向地下空間要資源，提出切實可行的城西南排通道方案，不僅快速解決了城西洪澇災害下排問題，還緩解了杭嘉湖地區流域，特別是下游嘉興、湖州地區洪水壓力，為治理流域洪水災害也作出了一定貢獻。

　　本工程建成后，50年一遇設計工況下，近期運西片繞城公路以東水位可基本控制在3.5m左右，繞城公路以西水位可控制在4.0m左右。遠期隨著杭嘉湖水位抬升，工程目標范圍內水位將進一步抬升，但考慮地坪按規劃抬高后，水位可基本控制在4.0m以內，滿足區域防洪排澇要求。工程排澇效益明顯，方案切實可行。

　　參考文獻：

　　[1]左曉霞，胡珉，傅利輝，等.杭州市城市防洪減災規劃(批復稿)[R].杭州：浙江省水利水電勘測設計院，2015.

　　[2]顧希俊，吳益，郭麗君，等.杭州城西科創大走廊水利專項規劃(批復稿)[R].杭州：杭州市水利規劃研究與科技推廣中心浙江廣川工程咨詢有限公司，2018.

　　[3]湯沂園，章宏偉，章魯琪，等.杭州市區城西洪水出路研究(成果稿)[R].杭州：浙江省水利水電勘測設計院，2016

　　[4]馮一軍，賈能，邱夢雨，等.杭州市區城西南排通道方案研究(成果稿)[R].杭州：杭州市水利規劃研究與科技推廣中心杭州市城市規劃設計研究院，2017.

　　[5]湯沂園，章宏偉，張揚波.杭州市城西地區洪水出路研究[J].人民長江，2017，48(8)：10-14.

　　作者：蔣建靈