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洪水与洪水灾害
  2015-03-13 15:23  

洪水灾害与损失

    黄淮海流域的主要问题是(i)干、支流流洪水流量大,可达14000~18000m3/s,而水库的蓄洪库容有限,(ii)几个世纪以来洪泛区随着人口的增长被逐渐侵占。
    其它比较严重的问题还有:(a)洪泛区排水不畅,出现涝灾;(b)中游排洪受阻,导致支流倒灌;(c)滩区防洪大堤及河道整治工程的防洪能力不足;(d)黄河含沙量非常高,导致河床不断淤高。
    以往的防洪策略侧重于各类工程设施的建设,目的是减轻洪灾损失,尤其是人口稠密的洪泛区。但是,现在日益认识到这些工程措施并不能从根本上解决问题,洪水还会继续发生,所以必须对洪水测报/报警和防汛等非工程措施一视同仁。表5.1为中国典型的防洪问题以及中国政府为解决这些问题提出的主要举措与策略。要想保护华北洪泛区的所以城市是不可能的,也是不经济的,所以必须优先考虑哪些城市/洪泛区需要重点保护。现在要拿出办法,利用现有的资源先确定并保护主要财产,使有限的资源发挥最大的减灾效益。国家在黄淮海流域采取的策略如表5.2所示。

表格5.1 主要问题和解决方法

防洪措施

问题/困难

政府策略

防洪水库

大坝安全; 坝基;渗水;地震破坏;坝肩滑坡;堤坝沉陷以及不精确的溢洪道设计。

排沙管理

侵蚀

枢纽作用

重点改善现有水库;加快蓄洪区和滞洪区的修建;控制河道及增加排洪能力。

防沙大坝(如小浪底坝,及永定河上游支流)

设计/运作的变更

调整下列各项的平衡关系:

防洪

发电

供水

排沙管理

完善洪水测报,提高下游防洪标准。

堤坝

破坏,低设计标准;缺乏维修;沉降;泥沙沉淀;涝灾/坝后排水不畅。

加固堤坝;加高堤坝;修建防沙大坝;放淤;堤坝内部安装压力钢管闸门或出口结构;

用排水系统把当地径流量排放到最近的出口中;

在出口附近于坝后开挖池塘。

河流引导工程;河流设计

河道不稳定,防止侵蚀。

受制约的河流排放能力

流量小,泥沙含量大,入海能力下降。

河流改道

扩充河渠

导流渠

入海口维护及疏浚潮汐拦河坝。

水土保护

黄土高原的自然浸蚀

在高产量的梯田上种植农作物和果园,在斜坡种植树木和灌木草丛用作燃料、木材和饲料;在沟道处修建小水坝。

表格5.2 黄淮海流域政府的防洪措施

 

主要问题

战略性政策

需要采取的行动

黄河流域

泥沙年平均量为16亿吨,尤其是可口-龙门段。

洪峰排放能力下降

新建水坝下面受到侵蚀

 

完成小浪底水库;制定水土保护项目;故县水库〔漯河〕;陆浑水库(伊河);三门峡水库

淮河流域

对百年一遇的30天洪水41.3Bcm (10亿立方米),上游流域水库和滞洪区只能容纳三分之一。水库分布在支流,无法降低洪水和洪峰排放。

淮河中游排洪水道受阻,洪水返回支流;关于洪泛区和滞洪区的土地使用问题。

洪泽水库堤坝的防洪标准较低。

增加淮河向海洋的排放能力;2)上游和一些重要支流达到20年一遇的防洪标准;3〕中游主要干道达到百年一遇的防洪标准;4)下游达到300年一遇或更大的防洪标准,在易发生涝灾的地区达到300年一遇或更大的防洪标准。

政府计划修建一些主要项目来实现这些目标,包括1〕修建入海水道;2〕修建燕山和白兰亚水库;3)改善涝灾和排洪控制能力;4〕疏浚河流和河口。

拟建的郑阳观水库(100年一遇)

加强安全修建洪泛区和滞洪区

有所放弃,有所保留;全部或部分取消洪泛区,改建滞洪区;疏浚河道;加固堤坝。

提高排洪能力,使其达到100年一遇

拓宽丽云河河道

加宽灌溉运河,拓宽至沂河的淮水旁道

修建新的人海水道

通过拓宽新沭河新沂河改善南寺湖至入海口的排水

拓宽韩庄和中运河

修建湖西堤坝和落马湖。

海河流域

降水集中等

没有水库控制涝灾区域,难于制定流域范围的防洪措施;

夹河的排水能力降低,因此潮汐影响流量;

因为有人口居住,不常用滞洪区;

土壤沉淀,降低了防洪能力。

 

引滦入津

改善潘家口蓄水能力

修建闸门后的导流运河,控制潮汐。

疏浚河流

监测滞洪区结构的修建

修建盘石头和张坊水库

保护等级(防洪标准)

    通过回顾黄淮海流域半个世纪以来的洪灾损失和防洪工程设施的防洪标准,发现有不少工程设施密集地区的防洪标准很低(不到10年一遇),所以建议适当提高其防洪标准。
    黄淮海流域的防洪工程包括数以千计的水库、堤防、河道整治工程、大型分洪渠、滞洪区以及临时滞洪区内的安全设施。其中很多水库库容在10亿m3以上,包括海河流域30座,黄河流域15座,淮河流域35座。
    水利部为黄淮海流域制定的洪水设计标准分别为20~50年一遇不等,但实际标准却要低得多,尤其是在人口稠密的低洼地区,即设洪标准低于实际标准。

表5.3 黄淮海流域防洪工程汇总表

工程类型

海河

淮河

黄河

水库

1860(30>108m3,9>108m3),很多达不到(水利部)1990标准。

5100(35>108m3,其中15座达不到万年一遇防洪标准)。

15>108m3,其中30座设洪标准低于万年一遇。

滞洪区

23个,北黄、淮、海4个,永定河2个,大清河系6个,子牙河3个,漳卫南运河8个;防洪标准从20年一遇到50年一遇,只有7个达到20年一遇标准。

9个,总滞洪能力86.1亿m3,19条泄洪道,一半每2~3年动用一次,另一半至少每10年动用一次。

6个,东平湖滞洪区平均不到20年动用一次,泥沙淤积是最主要的问题。

大堤

   

改建3次,总长278.19km, 达到20年一遇防洪标准。

防洪标准

 

防洪标准为5~40年一遇不等,9条支流中有4条防洪标准低于20年一遇。

 

适当的防洪标准

工程措施:应调整/提高水利部的防洪标准体系,以(a)提高工程设施密集地区的防洪标准,(b)确保符合全流域总体优化防洪战略,使洪水风险在流域内得到合理分摊。
    这里有一个重要原则,即通过有效的滩区治理确定险工险段,评价风险等级,然后针对已经确定的风险制定用地规定。更重要的是,随着发展步伐的加快和群众收入的增加,要同时提高防洪事业的容量支付和意愿支付收费标准。
    这里要指出的是,中国有些滞洪区外的农村地区防洪标准比其它国家农业用地的典型防洪标准要高得多,反映中国农村地区人口密度较高,所以不仅仅是保护农业用地的问题,而且还要农村和居民点。

非工程措施:在中国的现代治水史上,非工程措施一直没有象工程措施那样受到重视。但现在情况有所改变,在滞洪区安全措施的实施、洪水测报监测网的建设、洪水报警系统的设置以及防汛反应计划的制定等方面都取得了一定成绩。1997年出台的防汛法为今后更好地实现工程措施与非工程措施的平衡提供了依据。在很多情况下,可以说非工程措施对减轻洪水损失非常有效,其中包括房台加高、洪水报警、洪水测报和用地分区等。

洪水测报决策支持系统

  • 洪水报警为采取适当措施减轻潜在损失赢得了时间,从而可以降低洪水损失和灾害。黄淮海流域洪水测报与报警系统已经投入使用,但还需要在总结经验的基础上不断完善。洪峰流量预报的依据是以往的历次洪水特性研究与分析结果,以及随着洪水形成逐渐掌握的洪水特征,其中包括流域降雨及上游水位等情况,就象利用最近国家气象局(美国)测报模型所掌握的情况一样。此外,还要建立一个决策支持系统,作好洪水调控工作。

  • 土地利用政策应该规定在地方规划与发展方针中提出适当的控制管理措施,包括土地分区、无偿征用重灾区财产。

  • 按土地的合理用途进行分区是控制今后开发项目的洪灾损失及其占用影响(风险)的一个有效而长久的途径,但土地分区要与城市规划相结合。

    一旦按风险等级(即高风险、低风险、甚低风险)或功能(如泄洪、蓄洪)进行了险区测绘和并确定了土地分区,就要明确各区的发展政策。
    管理规定可能对减轻洪水损失产生巨大影响,而且在美国等发达国家中广泛采用。美国全国洪水保险规划的最低要求是:

  • 建立新建项目许可证制度;

  • 审查土地分区计划,保证不会加重潜在洪水损失和灾害,并尽可能减轻洪水损失与灾害;

  • 对洪泛区的建筑物采取加固防洪措施;

  • 保护新建给排水设施及管路免受洪水淹没;

  • 实行洪水风险分区,确定洪水水位,提出分洪要求。

    有大量适用于水情图所示各区的规定标准。

工程措施与非工程措施的平衡:长远目标是确定一个符合中国国情及洪泛区综合治理办法的工程措施与非工程措施优化平衡。
    但是,鉴于黄淮海流域洪泛区和滞洪区的高速经济/社会发展,除了继续在提出非工程解决办法的同时制定工程治理计划外几乎别无选择。我们必须认识到这种工程计划所需投资远远超出了国家的财力。因此,拟定行动计划要求对现行防洪标准加以研究,确保黄淮海流域的主要财产以及合理的成本分摊和投资筹措机制能够得到充分保护。

防洪方法

    确定防洪方法的主要目的就是通过提高重点保护地区的防洪标准,同时降低次要地区的防洪标准,尽可能减少洪水灾害给主要财产造成的损失。对天津等潜在损失较大的地区比对农村等潜在损失较小的地区给予较高安全等级的保护,从经济上看是有利的,所以才有了分区的概念。比如,在海河流域大约就确定31个保护区。
    根据保护区的损失率、经济总值以及洪水频率,采用该法计算了海河流域的年均累计损失,也即成本-效益分析中所指的“效益”。确定了3个不同水深的洪水损失率,包括1.5m以下(损失严重,但不危及生命)、(b)1.5m~4m(灾害性)、(c)4m以上(毁灭性)。
    越来越多的技术人员正在争取通过源头控制(包括控制水土流失),而不是采用“管端”办法解决水文问题。应该把“管端”办法作为最后一招,而非最佳办法。

图 5.1: 海河流域31处保护区

防洪行动计划

    根据上述原则,初步拟定了各流域的重点工程和非工程项目清单,其中海河流域约7个、黄河流域8个、淮河流域8个。这些项目包括(a)改建滞洪区的防洪工程、(b)修建水库和坝闸、(c)提高蓄洪能力、(d)评估洪水风险、(e)评估泄洪能力、(f)完善测报与报警系统、(g)修建公路、(h)研制动水模型。如上所述,这些都是根据当前国策中拟定的现行计划提出的初步指导性建议。表5.3为防洪行动计划提出的拟建项目。

表5.3 防洪行动计划拟建项目

流域

防洪

内容

海河

大坝安全

岳城、黄壁庄、岗南、西大洋、密云、东武士、王快、安各庄、龙门、大黑丁、册田

 

新建大坝

盘石头(620万m3)、城下庄(63万m3)

 

滞洪区

改建良相坡、长虹渠、白寺坡、永定河泛区、提高道路高程;永淀。

 

大堤加固

永定新河、蓟运河、独流减、漳卫新河、北运河、海河、白沟、滹沱河、大清河、子牙河

 

建立保护区

开展界定保护区及评定其优先次序的方法

 

洪水测报

改善、扩展监测网络、更新数据传输技术和测报技术

 

洪水数据库

建立数据库及水力动态模型

 

环境

进一步开展工作协助社会团体采取水土保持措施

 

洪灾预防

电信预警

 

河务

永定新河、独流减、漳卫新河和海河、潮白河、子牙新河、马颊河、徒骇河及蓟运河。永定新河挡浪墙,并建议重置海河挡浪墙。

淮河

大坝安全

梅山、宿鸭湖大坝风险分析

 

新建大坝

白莲崖水库、燕山、红石滩, 下糖

 

大坝改建

会宝岭、小塔山、临淮岗

 

滞洪区/分洪道

在安徽和江苏泛洪区建造入河分洪道

 

河务与河堤

洪汝、汾泉、颍河、涡河、奎濉河、新沂河

 

大堤加固

加高淮北大堤、加固洪泽湖大堤;南四湖西岸。

 

洪水测报

改善、扩展监测网络、更新数据传输技术和测报技术;淮河;沂沭泗

 

洪水数据库/模型研究

建立水力动态模型

 

洪灾预防

改善引洪运行管理

 

水闸

临淮岗闸门控制系统(淮河、颍河交汇处)。

黄河

新建大坝

碛口拦沙 (144亿吨)、古贤水库(160亿方+160亿方蓄沙库容); 河口村(3.3亿方)。

 

滞洪区

东平滞洪区工程

 

大堤加固

三角洲东平湖大堤;沁河下游;河口;老龙湾以下;黄河下游

 

河道疏浚

黄河下游;禹潼段;潼三段;渭河下游

 

河口

黄河下游;东平湖;北金堤滞洪区;渭河下游

 

环境

进一步开展工作协助社会团体采取水土保持措施

 

洪水测报

改善、扩展监测网络、更新数据传输技术和测报技术

 

洪水数据库/模型研究

扩大水力动态模型规模

 

洪灾预防

电信预警

    下一步的主要任务是为各流域制定综合水资源开发总体规划,确保每个拟建项目都有助于全流域的优化开发。同时,对于拟建新项目,要强调各项目可行性研究及其环境影响评价尽可能考虑全流域发展的需要。这也是世界大坝委员会在2000年11月的报告中提出的策略。


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