我国城市防洪现状研究

孙文佳，张 琨，郑艳娜，张明慧

（大连海洋大学 海洋与土木工程学院，辽宁 大连 116024）

我国城市防洪现状研究

孙文佳，张 琨，郑艳娜*，张明慧

（大连海洋大学 海洋与土木工程学院，辽宁 大连 116024）

我国是洪涝多发地区，很多城市都饱受洪涝灾害之苦。本文从城市的防洪标准、防洪区域、防洪质量以及防洪排水等角度分析了我国城市防洪过程中存在的问题。利用防洪工程措施和防洪非工程措施两种方法解决我国防洪现存的问题，并且在此基础上分析了防洪措施对环境的影响，并提出一些环境保护措施，为我国城市防洪规划提供参考。

城市；防洪；工程措施；环境影响

0 引言

城市的建设在社会发展中起到关键作用，我国有97%的城市具有防洪任务，而美国最严重的自然灾害就是洪涝灾害[1]。一方面，随着城市人口的增加，使得城市暴雨频发，雨水径流量增加，洪峰值增大，导致城市防洪排水压力增大。另一方面，城市人口密集，不透水建筑物和不透水道路集中较多，过多的硬化路面导致洪峰出现的时间提前[2]，所以城市的洪水问题比较复杂，而且城市作为经济、文化、生活的中心遭遇洪水后损失更为严重。合理深入的分析我国城市防洪现状，将有利于从根本上解决我国城市的洪涝灾害问题。

1 城市防洪问题

我国城市洪水分布范围极广，大约2/3的城市存在着不同危害程度的洪水灾害。我国城市防洪存在的问题主要有以下几个方面。

1.1 防洪标准

根据国家防洪标准中的相关城市等级及防洪标准，一等城市即特别重要城市，其非农业人口数大于等于150万人的防洪标准重现期为200年，例如南京属特别重要的一等城市，其城市防洪标准主城需达到200年一遇，其他城区为100年一遇[3]，而目前南京的城市防洪规划标准为50年一遇~100年一遇。二等城市即重要城市，非农业人口数为150~50万之间的城市防洪标准重现期为200~100年，例如滁州市[4]防洪标准仅为50年一遇。三等城市即中等城市，非农业人口数在50~20万的防洪标准重现期为100~50年，例如葫芦岛市仅为20年一遇防洪标准。四等城市即一般城市，非农业人口数小于等于20万的防洪标准重现期为50~20年，例如巢湖市[5]堤防重现期小于20年，又如河南省漯河市由于上游山洪控制工程不足，不能满足城市防洪的需要，现有城市防洪标准澧河段只有5年一遇标准，沙河段也只有10~20年一遇。因此，我国城市防洪标准不足现象较为严重，防洪标准问题是导致城市洪水发生的重要原因之一。

1.2 防洪区域

我国国土面积较大，地形、地貌种类较多，因此防洪区域的确定对城市防洪起到关键作用。在我国根据地理位置可将区域划分为以长三角、珠三角等强降雨量的临海城市，这类城市发生洪水可能性较大；东北平原、华北平原以及西南丘陵等中等强度降雨量城市，这类城市发生洪水时人类的可控制性较强；至于新疆、宁夏、甘肃等这样的少雨地区发生城市洪涝灾害可能性较小。在国外，日本是四周面临外海的岛国，其独特的地理位置导致其国家经常遭遇海啸、洪水等灾害，因此日本采用了大型预制混凝土体建造了“超级堤”，并且日本国家在水利方面拿出巨资进行投入，用以确保城市安全以及水利事业的兴建。对于美国来说，虽然其地理位置不像日本，但是美国的内河占据着较大的比重，所以美国则更多的修建水库，利用水库进行调洪、防涝、发电、航运等，不仅保护了城市的安全，而且还可以取得一定的经济效益。因此，区域因素是城市防洪过程中重要指标之一。

另外，在城市内部的防洪区域也有所不同，随着我国城市化建设的加速发展，城市中主城区及副城区的棚户区改造、城市扩建等政策的实施，使得原本的防洪区域保护范围变小，不足够保护到新兴城市的安全，甚至有一些新城区大部分处于无设防状态，险工弱段多。因此合理的规划城区内防洪范围也是保障城市免于洪水灾害的又一重要影响因素。

1.3 防洪质量

堤防质量差的问题在我国城市防洪过程中较为严重。第一，堤防筑堤材料多为砂土混合材料导致堤防抗渗性差、高水位时背水坡渗漏严重。第二，有的堤段存在各区使用义务工修建、局部段施工时基本未压实，而且许多城防经过多次修建及后期加固而且局部堤段修建年代久远。第三，有些地段在施工时地基未清基，堤身内夹杂有大量的建筑垃圾，存在极为严重的隐患。第四，在堤防上还存在穿堤建筑物数量多，排洪闸闸门关闭不严等一些严重问题。因此，提高防洪质量是防洪工程发挥作用的先决条件。

1.4 防洪排水

我国的城市排水系统不够完善。第一，我国大部分城市防洪排涝的设计暴雨重现期小于1年[6]，导致有些排水工程建设与城市发展很不协调。第二，水库蓄洪削峰能力不足，部分沿江、沿河城市含有水库的，水库并没有起到足够的作用，例如温州市、三门峡市等。第三，我国的排水管道计算方法采用的是折减系数修正暴雨强度，而海外国家采取的是最大径流量法设计排水管道[7]，我国的计算洪水方法远不如国外的方法承受的洪水强度大。第四，不仅仅是防洪标准存在不足，我国排涝标准也存在不足，例如我国三江平原周围各城市[8]等，另外我国排涝系统存在过于单一现象，例如阜阳市[9]中有多条河但仅仅通过一条河来规划城市排涝，排涝存在问题会大大影响当地的经济发展，尤其是当地的农作物，对居民的生活影响较大。

2 解决办法

防洪规划的依据主要根据城市实际情况进行分析，根据城市所属等级建立相对应的防洪标准，根据相应的防洪标准进行水文计算等。与城市规划、城市生态文明建设有机结合，充分发挥防洪系统的效益，调整人们在城市生产生活中的利益矛盾，注重发扬创新精神。

城市防洪规划本着蓄泄兼筹、以泄为主，全面规划、综合防御，分区设防、分步实施，的原则，坚持防洪工程措施与防洪非工程措施并举。

2.1 工程措施

在防洪标准方面，第一，对于现有堤坝没有达到防洪标准的，可以采取加高堤顶高程的方法，并加强对防洪堤的堤线、堤距、河道水面线、断面尺寸以及土建工程量等的研究。关于材料的选择、稳定性、护岸、排水措施、地质条件、抗冲稳定性、渗透稳定性及冻胀问题等一系列的影响因素也应进行深入研究，对必要部位也可加建回水堤。第二，一个城市的防洪标准的确定，应该综合考虑城市的地理位置、经济发展情况甚至是地下土质的含水量、最大蓄水量以及含水层厚度等因素。

在防洪范围方面，防洪范围应结合地域情况整体协调布局[10]，首先，对于新城区及老城区改建部分应分级分层界定，针对不同区域情况进行优化设计如在城郊附近建立特定的滞洪区，其不仅可缓解城市防洪压力，而且兼具城市湿地的功能。其次，防洪工程应结合当地实际地形以及工程地质条件，并充分考虑城市美观及环境美化等多方面因素进行设计，考虑到不同地区地理环境的影响如东北严寒地区将会涉及到冻胀问题，应采取相应的抗冻措施或添加一定的抗冻材料。另外，由于现在城市房价日益增升，城市防洪措施的建设也要尽量满足城市规划和发展的需要，使土地的利用达到最大化。城市防洪规划也可与城市中其它各行业部门如水资源利用、水环境整治、水生态保护及水资源文化建设、市政建设等工程项目结合开展。

在防洪质量方面，第一，对堤身及堤基存在渗漏问题的堤段，应急时采取防渗措施进行补救防渗以防止堤身问题扩大。另外在工程建设方面要突破原有的思维定式，有所创新，有所突破，将新专利利用到实际工程中例如新型直升式城市防洪闸门[11]等。第二，对下游未建堤段边坡进行护岸衬砌，且为了结合城市规划的美观与协调，两岸护岸型式建议采用复式断面型式，在年平均水位以上的建议采用斜坡式土堤[12]。第三，一定要加强堤防的后期修理维护工作，保证堤防的质量尤其是泄洪闸门的运行与维护。

在防洪排水方面，第一，对于城市中排涝系统不完善的地区应加强防洪排涝系统的建设与运行，必要时对管道进行增加或更改，许多城市将防洪工程优先于排涝工程建造，这样导致排水工程滞后，洪水来临时虽然可以完全阻挡住外部洪水，但是内部洪水却排不出去，这样外患虽然减轻了，但内忧增大了，所以最好将防洪工程与排涝工程结合同时规划修建，这样可同时解决内忧外患问题。第二，包含水库的城市应综合改善调整水库的运行调度方式，使其充分发挥水库的最大综合效益。最后，还应综合考虑我国现在的发展趋势，修整出一套完善的适合我国国情发展的新排涝调度制度。

2.2 非工程措施

非工程措施是城市防洪建设的重要补充[13]，创建完善的防洪指挥系统，为了便于各级防洪指挥部门的统一指挥、协同调度，根据水情变化，采取相应措施抵御洪水，防汛指挥系统需在现有基础上进一步完善。依据“统一领导，分级分部门负责”的准则，由城市防汛指挥部负责统一指挥、协调城区防汛抢险救灾工作。另外由于层级制的原因，导致防洪计划产生延时性，因此各部门领导应进行暗地抽查走访，调查防洪实施情况，确保防洪规划保质保量的按时完成。

增强防洪预警预告系统，在城区内规划布置加密水文、气象测报点、水文预报系统进行预测监控，及时搜集洪水变化情况，密切监测洪水发展趋势。

个别群众为谋求自身福利和经济随意挖沟填塘，导致城市内排水不畅，因此应该结合我国现以出台的相关防洪法规，加强广大市民对水文、水资源知识的认识以及城市防洪的应急处理自救常识。

2.3 防洪环境影响

美国在生态建设方面特别重视，他们着重将生态防洪与工程措施建设结合起来[14]。在施工期，首先，由于防洪工程中的堤防、护岸等工程均在近岸水体建设，近岸水体流速小，混凝土、砂石、土料等落入水中后会产生大量悬浮颗粒，会造成近岸局部水体污染。其次，施工人员的生活垃圾以及施工机械车辆产生的废弃机油等的排放也会对水体产生影响。再次，一些水下作业部分会影响鱼类等的生存环境，甚至导致生物多样性的破坏。

因此，我们要最大程度的保护水资源环境：第一，对于水下作业的工况，应进行围置，最大限度的减少对水体的污染。第二，设置专用散体材料堆放场、拌合站，严格控制防止其洒落入水体，降低或避免扬尘对保护区的不利影响。第三，施工人员的生活垃圾应排放到指定位置，有害污染物也应集中进行处理。第四，加强敏感水体段施工人员的环保教育和施工管理，提高施工人员保护水环境的意识，在施工段应设立保护区标志和宣传标语等。第五，针对相应的水体指标进行检测，可设置蒸发池或将施工废水排入沉淀池，禁止施工废水肆意排放，在风险情况下，作为事故池收集泄漏的有毒有害污染物，集中进行处理，进而可控制水体的污染尽力保证工程实施后的生态环境尽量接近开发前的原始状态。

3 结论与展望

3.1 结论

城市洪水已经成为影响我国城镇居民正常生产生活的危机之一，充分分析我国城市防洪现存的问题，有利于更深入的对城市防洪建设进行统筹规划。从防洪工程措施和防洪非工程措施的角度分析了解决城市洪水的办法，城市的防洪标准得到提升，防洪建筑物得到了改进，排涝系统得到了升级，大大减少了城市居民的生活隐患，提高了城市居民的生活质量，并在此基础上分析了防洪措施对环境的影响，提出一些环境保护措施，为城市防洪规划奠定了基础。

3.2 展望

在防洪方法、方式方面，目前我国对于防洪软件方面的研究不够深入，还应努力开发新技术并将计算机辅助处理等技术应用到城市防洪中，洪水预报、防洪预警以及3s等相关软件的应用还有待提高，以高效率的防洪措施，来保障居民的正常生活以及环境的可持续发展。

由于生态环境问题日益显著，所以在防洪排水方面应尽量做到自排优先化，或结合“海绵城市”新型概念，将多余的水体储存在相应的“海绵体”中，这样不仅能解决防洪排涝问题，而且还可改善城市水资源不足等问题。

参考文献：

[1]于洪蕾,曾坚.比较视野下的我国城市防洪策略提升研究――对美国城市防洪经验的借鉴[J].规划师,2015(7):92-95.

[2]刘妮,王炜.城市快速发展对城市防洪的影响与对策[J].山西建筑,2009,35(25):361-362.

[3]缪大宏,张晓峰.南京城市防洪规划研究[J].中国水利,2015(13):16-19.

[4]潘立新.滁州市洪涝干旱灾害与减灾对策[J].治淮,2001(6):6-7.

[5]石正宝.安徽省巢湖市城市防洪研究[J].水利规划与设计,2014(9):1-4.

[6]何文学,李茶青.城市“排水、排涝、防洪”工程之间的和谐关系研究[J].给水排水,2015(S1):85-88.

[7]谢新鹏,张旺锋,耿莎莎.城市规划防治城市内涝的反思与策略[J].山西建筑,2014,40(11):8-10.

[8]王波,管振范,付宁,等.三江平原防洪治涝工程现状及对策[J].黑龙江水利科技,1995(4):17-20.

[9]金贺梅.颍州城市防洪规划措施分析[J].中国水运月刊,2015,15(9):203-203.

[10]林锦霖.城市防洪排涝工程设计[J].水科学与工程技术,2009(2):66-68.

[11]张晴,刘旭辉,谢立华.新型直升式城市防洪闸门及应用[J].浙江水利水电学院学报,2016,28(2):35-37.

[12]鲁文俊.城市河道景观建设和防洪建设探析[J].山西建筑,2014,40(10):219-220.

[13]缪大宏,张晓峰.南京城市防洪规划研究[J].中国水利,2015(13):16-19.

[14]Jeffrey J Opperman,Gerald E Galloway,Stephanie Duvail.Encyclopedia of Biodiversity: Second Edition [M].Pittsburgh:Academic Press,2013.

Research Review on the City Flood Control of China

SUN Wen-jia,ZHANG Kun,ZHENG Yan-na*,ZHANG Ming-hui
(School of Ocean and Civil Engineering,Dalian Ocean University,Dalian 116024,China)

As a flood-prone area,many cities of China are suffering from flood disasters.This paper analyzes the problems existing in the process of urban flood control in China from the aspects of the city's flood control standards,the scope of flood control,the quality of flood control and the drainage of flood control.The engineering and non-engineering measurements of flood control method are used to solve flood problems which are existing in our country for a long time.And on this basis,the impact of flood control measures on the environment is analyzed,and some environmental protection measures are made to provide a reference for China’s urban flood control planning.

city;flood control;engineering measurement;environment influen

TV87

：A

：1008-2395(2016)06-0045-04

2016-07-11

海洋公益性行业科研专项经费项目（201405025）；国家自然科学基金（31572663）；辽宁省教育厅科研一般项目（L2014280）。

孙文佳（1992-），女，硕士研究生，研究方向：水利工程规划。

郑艳娜（1978-），女，副教授，博士，研究方向：水利工程规划设计。