譚 軍,趙偉明,魏永強,劉昌軍
(1. 湖南省水利水電科學研究院,湖南 長沙 410007; 2. 中國水利水電科學研究院,北京 100038)
2017 年6 月,湖南連續(xù)多日降水,全省平均降水天數為20.5 天,較歷年同期偏多5.5 天,降雨量超歷史極值,位列1951 年有氣象記錄以來的歷史同期第一,而在空間分布上,湘中、湘西、湘西南以及湘東北局地降雨較歷年同期偏多1 倍以上,其中瀘溪和辰溪兩縣降雨偏多2 倍以上。
全省6 月降雨總量為407.0 mm,是歷年同期平均雨量的1.70 倍,較有記錄以來的歷年同期極值(1954年6 月)偏多23.0 mm,較1998 年6 月偏多70.0 mm。在6 月22 日至7 月2 日這段時間,全省的平均降雨量為270.0 mm。降雨分布特征值詳見表1。
全省降雨量共23 縣超過500 mm,59 縣超過400 mm,83 縣超過300mm。累計點最大降雨的前三個站點分別為瀏陽市的大圍山鎮(zhèn)玉泉站824.0 mm 與古港鎮(zhèn)寒婆坳站719.0mm,以及沅陵縣的官莊鎮(zhèn)三渡水站690.0mm。
通過調查“6.22”超歷史暴雨洪水過程中12 個受淹較嚴重縣城的降雨情況,發(fā)現(xiàn)邵陽降雨等級為暴雨,永州、懷化、湘西自治州為大暴雨,而岳陽為特大暴雨(表2)。
表1 降雨分布特征值統(tǒng)計表 mm
受“6.22”強降雨影響,湘江、資水與沅水分別發(fā)生流域性特大洪水、大洪水,以上3 條河流洪水同時在洞庭湖遭遇,從而形成了洞庭湖區(qū)大洪水。水情分布特征值詳見表3。
湘江下游的一級支流漣水、撈刀河、瀏陽河和溈水,資水一級支流夫夷水與沅水一級支流蒔竹水等多條一級支流發(fā)生超歷史洪水。資水支流夫夷水新寧站超實測歷史水位1.36 m,洪水重現(xiàn)期為50 年一遇。
表2 調查縣城“6.22”降雨特征值統(tǒng)計表 mm
表3 水情分布特征值統(tǒng)計表 mm
所調查縣城中,瀘溪縣武溪水位站最高洪水位超警戒水位12.5 m,超保證水位10.4 m,各縣平均超警戒水位達5.54 m(表4)。
表4 調查縣城受淹區(qū)“6·22”水情統(tǒng)計表 mm
截至2017 年7 月3 日,“6.22”超歷史暴雨洪水共造成湖南省14 個市州139 個縣(市、區(qū))1 610 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)787.45 萬人受災,緊急轉移人口96.46 萬人,農作物受災面積562.25 千hm2,倒塌房屋1.611 萬間,直接經濟損失60.14 億元。
所調查縣城區(qū)域受淹面積70.12 km2,受淹范圍占城區(qū)面積的41%,10 萬戶房屋受淹,緊急轉移19.85 萬人,受災人口50.74 萬人,直接經濟損失26.42 億元。
調查所涉縣城均已有城市防洪工程規(guī)劃設計,且部分納入四水治理項目、城市防洪工程利用亞行貸款項目等。規(guī)劃防洪標準除冷水灘區(qū)、臨湘市為50 年一遇,岳陽樓區(qū)、岳陽經開區(qū)為100 年一遇外,其他受淹縣城均為20 年一遇,規(guī)劃防洪保護圈39 個、堤防長度165.17 km,已建成堤防長度74.99 km,僅占規(guī)劃堤防長度的45.4%,防洪保護圈基本未閉合,且多數規(guī)劃的堤防附屬建筑物未建。
1)外河水位高,超出城市的防洪標準。因大范圍強降雨,引發(fā)湘江、資水與沅水分別發(fā)生了流域性特大洪水、大洪水,三條河流洪水在洞庭湖遭遇,造成罕見的洞庭湖區(qū)大洪水。湘江、沅水干流全線與資水干流(除冷水江至新化河段外)及洞庭湖區(qū)約一半堤段都超保證水位。全省總共104 站次超警戒水位,其中29 站次超保證水位,13 站次超歷史最高水位。
由于外河水位長期處于高水位,超過了城市的防洪標準,造成多個縣(市、區(qū))洪水圍城。瀘溪縣武溪水位站最高洪水超警戒水位12.50m,超保證水位10.37 m。各縣平均超警戒水位達5.54 m。
2)內、外河流洪水遭遇,加重內澇。全流域性的洪水,容易使有支流匯入的城區(qū)造成更大的內澇,邵陽縣縣城有夫夷水、赧水匯入資水,祁陽縣有祁水河匯入湘江,平江縣有曲池河匯入汨羅江等等,由于外河水位高、排水設施欠缺,導致城區(qū)低洼地區(qū)內澇。所調研縣區(qū)在發(fā)生嚴重洪災時,各地普降暴雨,受外河洪水頂托,城區(qū)內澇加劇。
3)城市防洪工程建設嚴重滯后[2]。所調查縣城共規(guī)劃防洪保護圈39 個、堤防長度165.17 km,已建成堤防長度74.99 km,僅占規(guī)劃堤防長度的45.4%,且多數規(guī)劃的堤防附屬建筑物未完善,基本未形成防洪閉合圈。
多數已建成堤段,由于配套設施不健全,外河水位高時,洪水通過堤下涵管等涌入堤內,即便有排澇泵站,也無能為力。而沒有建防洪工程的地區(qū),完全處于不設防狀態(tài),洪水直接淹沒城區(qū)低洼地區(qū),淹沒范圍較大。
4)城市擴張,排水系統(tǒng)發(fā)展不適應[3]。所調查縣城大都有排水系統(tǒng)建設滯后的問題,城市建設迅猛擴張的同時,排水系統(tǒng)的建設卻跟不上發(fā)展。隨著城市建設加快,建筑密布、道路硬化,大量綠地、池塘與濕地漸漸消失,90%的雨水依靠排水管網排出,而老城區(qū)的排水管道是根據設計時的地表徑流系數來計算管徑的,流量大幅增加時,雨水無法及時排出,容易造成內澇。部分排水管道未能合理布置,排水出口高程偏低,在外河水位高時,雨水、污水不能順利排出也容易造成內澇。
1)防洪工程措施作用巨大。所調查縣城已建防洪工程在抵御2017 年“6.22”超歷史暴雨洪水過程中發(fā)揮的防洪效益十分顯著。相比之下,未建堤防段處于不設防狀態(tài),受災嚴重。目前,各縣城區(qū)防洪堤建設尚未完成,未形成閉合圈,不能全面發(fā)揮已建防洪工程的功能效益。
2)物資儲備和人員配備需再強化。在“6.22”抗洪搶險過程中,部分低洼區(qū)域受淹后需用臨時泵抽排時,存在設備儲備明顯不夠的問題。所以,在目前工程情況下,城市受淹是常態(tài),需充分做好搶險物資儲備和人員配備。
3)預報準確、預警有效,使防汛工作準備充分。2017 年成功抵御“6.22”洪水的縣市,很大程度上得益于氣象、水文部門預報準確、預見期長。降雨時間對防汛部門而言,為首要考慮因素,因而,雨水情預見期的長短比預報精度的高低更具意義,若預報誤差能控制在允許范圍,那么,預見期越長,防汛部門的抗洪搶險工作可以準備得越充裕。
4)沿江地帶土地利用存在問題。洪水淹沒主要是在沿河兩岸,部分居民建房在河邊的低洼地帶,一些商鋪與部分居民樓的一、二層易受淹。若通過建堤來保護這些區(qū)域,除費用效益比低之外,還與“給洪水以空間”的理念不符。為減少此類低洼地帶的洪水風險,宜拆掉區(qū)內建筑,并修建親水平臺、濱江公園等,如此,除能給人們提供休閑娛樂場地外,還能加大河道的行蓄洪能力。
通過調查,基本摸清了相應縣市在2017 年“6.22”超歷史暴雨洪水過程中的受災情況,發(fā)現(xiàn)湖南省在城市防洪各環(huán)節(jié)中遇到的主要問題,在此基礎上形成了一些有益的經驗以及對今后工作的一些建議。
為了更好地提高城市防洪能力,減少洪水風險,須同時發(fā)揮工程措施與非工程措施的作用。在依靠領先的洪水預報系統(tǒng)等非工措施的同時,宜建設達標的城市防洪工程,通過區(qū)域內水利工程的聯(lián)合調度,提高城市的實際防洪能力。
1)開展堤防工程建設。合理開展堤防工程建設,配套好附屬建筑物,形成相應的防洪閉合圈。修建完善閉合圈內的排水溝、泵站、洪水調蓄設施等,并形成全方位的城市防洪排澇工程體系,以減少城市洪澇災害風險。
2)保護城市天然水體。城市建設不要輕易損毀天然水體[1],并通過立法禁止填湖(塘)造地等行為,違法者一律嚴懲。
3)降低地面硬化率。瀝青和水泥地面是當今城市建成區(qū)的標志,而大量的這種不滲水地面的建成,會人為地阻斷大自然水循環(huán)。從自然界的角度出發(fā),為解決城市內澇,需解決這種因地面硬化帶來的水滲透難的問題,因此,城市建設時,要多采用透水材料做地面,并多采用非硬化鋪設[3]。
4)完善排水管網設施。結合城市防洪排澇工程體系、城市規(guī)劃,重點加強排水管網的建設,完善城市雨污分流系統(tǒng)。主要措施如下:
①將城市各排水出口附近河道、溝渠進行改造,以保證排水有出路;
②加強排水干管的鋪設,使其覆蓋面積增加,加快城市新區(qū)管網連入已有排水體系的修建,使新區(qū)排水有保障;
③加快老城區(qū)的排水管網改造建設進度,以提升管道的完好率;
④針對區(qū)域內的雨水管道系統(tǒng)進行改造,改造與易澇點相關聯(lián)的雨水管道,根除汛期出現(xiàn)內澇的難題。
5)重視氣象預報。當前,短期天氣預報已較為精準,而城市內澇又幾乎由短歷時暴雨引發(fā),故氣象部門宜盡量保證6 h、3 h,乃至1 h 的精準預報,還可將短期天氣預報當成一項特別定制的服務內容,因地制宜,通過制作與發(fā)布精確的氣象消息,傳遞給某個區(qū)域內可能遭受影響的民眾,使他們能夠預知避災信息,并在一定程度上掌握防災減災的主動權。
未來,全省的城市化進程依然會高速發(fā)展。通過調研,城市澇災的主要原因是流域性洪水引起外河水位上漲,加之現(xiàn)有防洪工程建設不到位,排澇能力不足等。城市防洪需工程措施與非工程措施相結合,不必過分強調防洪工程,而是通過科學管理,水進人退,給洪水以空間、時間,實現(xiàn)人水和諧,減輕洪災損失。