浙江省小流域防洪工程存在的问题及其对策研究

2013-04-08 17:02朱晓玲陈皓李玉芬
水利规划与设计 2013年1期
关键词:堤防防洪洪水

朱晓玲 陈皓 李玉芬

(1. 浙江省水利水电技术咨询中心 浙江杭州 310020;2. 浙江广川工程咨询有限公司 浙江杭州 310020)

浙江省地处我国东南沿海,是暴雨和大暴雨的高发地区,为保障山区人民群众生命财产的安全,加快山区经济社会发展,必须对小流域进综合治理。笔者在复核一些小流域防洪工程的设计和实施情况时,发现现状防洪工程的规划、设计和实施存在许多问题。

为指导小流域防洪工程的规划设计,特将这些存在的问题加以归纳总结,并提出相应的解决方案,供设计人员参考。

1 现状小流域防洪工程存在问题

1.1 规划依据不充分,防洪定位不明确

堤防工程是防洪工程,是服务于地区社会经济发展的,因此在规划设计时,首先应充分了解工程区的社会经济情况及其发展方向,在此基础上确定小流域内是否需要修建堤防以及堤防的建设标准才更符合发展的要求。

只有先进行河道规划,小流域防洪工程才能做到兼顾河道上下游、左右岸的关系,从而在防洪过程中突出重点,改零敲碎打的单一治理为综台治理,由分散的小范围治理发展为集中、连片的规模治理,变单纯的防护性治理为全流域的开发性综合治理。

从目前实施的工程情况来看,在工程初步设计的文本中对相关规划的论述内容很少,防洪标准取用较随意,有的规划只管局部河段,忽视和上下游左右岸的衔接,以致实施后或约束抬高水位水流快速下泄,或造成水流流势改变,影响相邻区域的防洪安全。

防洪工程应首先明确自己的任务,部分工程在初步设计报告中未明确保护对象,现场踏勘发现一些地段仅保护零星地块或没有任何保护对象,仍盲目地修建堤防,而有的排涝河道也安排防洪任务,结果按照防洪要求布置的建筑物无法排涝。

造成这一现象的主要原因就是工程设计缺乏规划依据,对所要整治的河道防洪定位不明确,致使不能按照流域的统一要求确定合适的防洪避洪形式。

另外实施过程中发现有的地方为上小流域防洪项目争取资金或者其他原因,没有进行详细的调查研究,规划编制草率,或修建堤防却没有保护对象,或现状堤防已满足防洪要求,或对现状生态状况良好的河道进行硬化改造,或影响人口多政策处理困难以致无法实施等,造成一些防洪项目必要性不足。

1.2 尊重河流自然形态仍有待形成广泛共识

人类要发展,土地是不可或缺的资源。如何做到既满足当代社会发展的需要,又不损害子孙后代生存的需要,以保障人类社会可持续发展就显得尤其重要。

浙江省人多地少,一些地方依然存在侵占河道、人与河道争地的现象。

例如,安吉县西苕溪东山段河道原为弯曲河流,为增加耕地面积对该段河道进行了裁弯取直。由于新开河道断面、比降、进口水流方向、河床粒径等与河道流量、流速无法适应,致使新开河产生冲刷破坏现象,河床纵向拉深,堤岸崩塌,河床粗质化。当河道纵向拉深后,紧临其上游的河道水流速度加快,溯源冲刷强度增大,河床拉深和河岸崩塌现象随之发生,严重影响了河势的稳定,不得已实施了西苕溪东山段河道废直返弯工程,河道恢复原况。

河道、河漫滩以及附近的湿地本来都是容纳洪水的良好场所,在防汛的时候,弯弯曲曲的河道长度较长,容纳水体的容量较大,流速也相对较缓,对堤岸的冲刷就会轻许多,河道的滞洪作用也比较明显,可以减轻下游的防洪压力。

通过裁弯取直,修改河道,本来可以蓄滞洪水的地方被开垦为农田或工业园区,为了保护这些开发出来的土地,又修了很高的堤岸,堤防越修越高,对洪水没有了蓄滞作用,洪水只能通过河道快速下泄,这样就造成了河道的水越涨越高,下游防洪压力不断加大,同时堤防失事的风险和损失也大大增加,这种情况应该引起足够的重视。

不管是填塘造地,还是将河道裁弯取直,背后都是同一种利益在驱动,就是与水争地。可是争夺的结果却往往破坏了水资源调节系统的平衡,加剧了洪灾危害,到头来得不偿失。如何改变这种堤防越修越高,水患威胁却依然难以消除的被动局面,从根本上说,需要我们重新来审视人与水的关系,要时刻牢记任何人在大自然面前都是渺小的,必须尊重大自然赋予的生存法则,否则必然要付出惨痛的代价。

1.3 河道横断面几何规则化、堤防材料硬质化

浙江省的小流域因长期以来普遍存在防洪能力不足的问题,故堤防建设往往将防洪作为第一要务,而忽略了河道其他应有的功能。片面强调防洪功能的结果是采用非自然的形式硬化河道,隔离了河水与地下水的交流,从长远看这违背了自然规律,破坏了水体与岸坡、水体与河床的有机联系通道,本来在沙土、砾石等河床土层中生存的微生物找不到生存环境,水生植物和湿生植物无法生长,使得食物链中的两栖动物、鸟类及昆虫失去生存条件,当河流生态系统遭受破坏之后再要恢复其功能,代价将是巨大的。

1.4 堤防的防冲设计仍有待加强

浙江省小流域内的洪水暴涨暴落,加之河道比降较大,洪水期间河道内流速较大,因此堤防能否抵御洪水的冲刷直接关系到堤防的安全性。

但从目前实施的工程情况来看,大部分设计没有通过计算堤岸冲刷深度来合理确定堤防基础的埋置深度,对小流域堤防堤脚的防冲设计没有引起足够的重视,致使堤防结构设计不够合理,损毁情况时有发生。从浙江省堤防的受灾情况看,堰坝及桥梁下游堤防冲毁情况较为严重,需要引起设计人员足够重视。

2 小流域河道堤防的防御原则

人类社会的发展既离不开水的养育,又难以避开大水的侵害。

浙江省在总结多年治水实践和经验教训的基础上,提出防洪减灾应贯彻以人为本、人水和谐的理念,把保障人民群众的生命安全放在首位,为此需提高小流域防洪避洪能力,完善预警预报体系和防汛抢险应急预案体系,给洪水以出路,防治洪水与规避洪水风险相结合,加强蓄滞洪区建设与管理,探索建立洪水管理制度,逐步实现由控制洪水向洪水管理转变。

基于上述治水理念的转变,小流域综合治理措施应依据“以防为主、防治结合”的原则,以非工程措施为主导,工程措施与非工程措施相结合,并应遵循“突出重点,有所舍弃的原则”、“防冲不防淹的原则”、“防洪安全兼顾生态安全的原则”。

2.1 突出重点,有所舍弃的原则

小流域堤防工程是为了保护防护对象的防洪安全而修建的,其自身并无特殊的防洪要求。如果在规划范围各河段均兴建封闭的防洪堤,使洪水归槽,势必会抬高河道水位,同时河道内流速加快汇流时间缩短增加了下游的防洪压力。

因此在小流域堤防工程的规划阶段就应统筹考虑河道上下游左右岸的关系,从而确定整个流域的防洪重点,而在一些防洪保护对象较少的地段,应尽可能降低堤防高度或不建堤防,使来势凶猛的洪水有一个缓冲地带,以较小的局部损失换取全局的利益,即根据保护对象的不同,分段采用“等级制堤防”的防御方式。

小流域河道坡陡流急,洪水暴涨暴落,同时推移质含量高,水挟砂势,水流冲刷能力强,一旦溃堤往往可将农田夷为砂滩,致使农作物颗粒无收,灾后恢复生产十分困难,因此溃堤造成的灾害相当严重。

山区性河道洪水消退很快,一般不超过 24h,农田即使受淹对农作物的影响也不会很大,而水冲与水淹对保护区造成的损失则大不一样。

针对这一情况设计可考虑修筑闭合堤和开口堤相结合的堤防形式,开口堤堤顶高程根据保护对象的不同,采用不同的标准,在保护区尾部人口较少的地段开口不闭堤,使洪水能从开口堤进入尾部保护区,以滞纳洪水,平衡堤身两侧的水位,并在洪水退后使区内的洪水从尾部开口处排出。

当保护区为两岸城镇地段时,因为受淹损失大,则应建封闭堤防,形成闭合区,使规划设防标准下的洪水不进入保护区,堤防应既防冲又防淹。堤防闭合后使洪水归槽,汇集速度加快,会抬高下游洪水位,加大下游防洪压力,致使堤防高度增加,如果堤防溃决则后果更加严重。为解决以上矛盾,可在封闭式堤防上设一段滚水堰,堰顶高程与规划防洪标准的水位齐平,当遇超标准洪水时,洪水从滚水堰溢入堤防保护区,一方面起到对超标准洪水的滞洪作用,保护重要城镇及设施的防洪安全,另一方面抬高保护区内农田的水位,可减少堤防内外水位差,保护堤防安全。

2.2 漫顶不垮塌,防冲不防淹的原则

根据小流域的地形地貌及水文气象特征可知,小流域内洪水暴涨暴落,水流冲刷能力强但历时很短。因此在小流域堤防的设计中,保护人口、耕地应以防冲为主,尽量还河流以空间,给洪水以出路,允许低频率洪水漫堤过水,确保堤坝漫而不垮,农田淹而不毁。只有让洪水漫溢,才会降低冲击力,并可减轻下游河段保护工程的压力,有效避免在遭遇超标准洪水时堤防工程的全面破坏,因此小流域堤防工程的建设应遵循“漫顶不垮塌,防冲不防淹”的原则。

2.3 防洪安全兼顾生态安全的原则

在堤防的规划设计中应综合考虑防洪、生态、景观等多因素,河流形态应基本保持原有河道平面形态,随弯则弯,宜宽则宽,在满足河道功能的前提下,尽可能保持河道的天然断面,在保持天然河道断面有困难时,设计应按复式断面、梯形断面、矩形断面的顺序选择。

堤防设计应重视堰坝、桥梁等涉河建筑物对河道水势的影响,建筑物下游河段堤防设计时应考虑建筑物对水流的影响,在一定范围内采取措施保护堤脚安全。

堤型的选择除满足工程渗透稳定和抗滑稳定等安全条件外,还应结合生态保护或修复的技术要求,尽量采用当地材料和缓坡,为植被生长创造条件,迎水面护坡的主要作用除防止水流冲刷、波浪淘刷和漂浮物的撞击破坏,还需要结合景观绿化等方面的要求,故堤防护坡不需要过分地追求坚固耐久,在堤防安全的前提下,应选择能够适应河流长期演变的结构型式。

3 结语

防洪规划是防洪建设和管理的基础,是宏观的指导性的文件,编制应客观科学合理,但目前实施的项目存在规划编制受到资金等眼前利益因素影响的现象。

政府应改变投资方式,以避免编规划就是为了上项目这种情况的发生。

小流域洪水具有明显的季节性、地区性和突发性,故不能单纯依靠堤防等工程措施来达到防洪的目的,应将战胜洪水、与自然抗衡的治水理念转变为控制与适应相结合,由自然的主人转变为自然的朋友和保护者,所以小流域堤防工程的防御方式应遵循“突出重点,有所舍弃的原则”、“防冲不防淹的原则”、“防洪安全兼顾生态安全的原则”。

小流域堤防工程是为了保护防护对象的防洪安全而修建的,根据保护对象的不同,分段修筑闭合堤和开口堤相结合、闭合堤结合滚水堰的筑堤方案,可较好的解决堤防越修越高,堤防失事的风险和损失越来越大的问题。

另外在堤防的规划设计中,应综合考虑防洪、生态、景观等多因素,以达到人与自然和谐相处的境界。

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