遼寧朝陽(yáng)市城市超標(biāo)準(zhǔn)洪水預(yù)警及洪水防御預(yù)案探討

楊 驍

(遼寧省撫順?biāo)木郑|寧 撫順 113000)

朝陽(yáng)城區(qū)位于大凌河中游，距渤海口100多km，座落在努魯兒虎山丘陵地區(qū)。地形上呈南高而陡，北低而緩，中間低洼平坦，四周群山環(huán)抱的盆地[1]。西、西南部環(huán)山，東、北部依水，大凌河由南向北橫穿市區(qū)。從地貌上看，主要為大凌河沖積階地，向四周擴(kuò)展為坡洪積臺(tái)地過(guò)渡到丘陵、低山[2]。朝陽(yáng)城區(qū)面臨的洪水威脅是兩河洪水和山洪，主要是大凌河，朝陽(yáng)市地處遼寧西部，屬東亞季風(fēng)氣候區(qū)[3]。每年7、8月間，西風(fēng)環(huán)流，太平洋副高北進(jìn)，朝陽(yáng)市處于冷低壓槽前，副高后部，最易發(fā)生大暴雨。據(jù)統(tǒng)計(jì)，影響朝陽(yáng)市造成暴雨的主要天氣系統(tǒng)有低壓冷峰、華北氣旋、靜止峰等。臺(tái)風(fēng)雨雖然出現(xiàn)次數(shù)不多，但產(chǎn)生的暴雨籠罩面廣，強(qiáng)度大，往往造成災(zāi)害性天氣[4-5]。大凌河洪水多為暴雨所形成，其特點(diǎn)是強(qiáng)度大，持續(xù)時(shí)間短。大暴雨和特大暴雨的持續(xù)時(shí)間一般為1～2d，最短幾小時(shí)到十幾小時(shí)。由于城區(qū)屬低山丘陵地區(qū)，因此洪水還具有典型山丘區(qū)洪水特性：產(chǎn)流急、匯流快、峰高量大、匯流時(shí)間短、洪峰歷時(shí)短等，且由于水土流失嚴(yán)重，洪水含沙量大，并常伴有泥石流發(fā)生[6-8]。朝陽(yáng)城區(qū)位于大凌河和十家子河匯合口上下，地勢(shì)低洼，特別是老城區(qū)，降雨都沿山洪溝排入大凌河和十家子河。隨著城市的建設(shè)發(fā)展，原有的南大溝和北大溝都覆蓋形成暗溝，再加上淤積嚴(yán)重，行洪能力大大降低，已經(jīng)無(wú)法滿足排泄雨洪和山洪的能力。城區(qū)內(nèi)原有的污水管網(wǎng)，管徑普遍偏小，過(guò)水能力不足，汛期常常出現(xiàn)溢水現(xiàn)象[9]。近些年來(lái)，對(duì)流域超標(biāo)準(zhǔn)洪水防洪預(yù)案取得一定研究成果[10-12]，但對(duì)于城市超標(biāo)準(zhǔn)洪水防洪預(yù)案研究成果還相對(duì)較少，為此以落實(shí)“四預(yù)”中預(yù)案為目標(biāo)，為規(guī)范和指導(dǎo)城市超標(biāo)準(zhǔn)洪水防御工作，增強(qiáng)應(yīng)對(duì)城市超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害的防范與處置能力，以朝陽(yáng)市為例，對(duì)朝陽(yáng)市超標(biāo)準(zhǔn)洪水情況下防汛準(zhǔn)備、水情監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)、水庫(kù)調(diào)度、堤防防守?fù)屪o(hù)、人員轉(zhuǎn)移安置等洪水防御預(yù)案進(jìn)行探討。

1 超標(biāo)準(zhǔn)洪水洪澇災(zāi)害影響

1.1 區(qū)域劃分

計(jì)算分區(qū)一般是按照主要水系、堤防以及地貌、地物分割情況等劃分成若干相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域。由于大凌河及十家子河在城區(qū)貫穿而過(guò)，將城區(qū)分為主城區(qū)、燕都新區(qū)和鳳凰組團(tuán)3塊相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域，本次分別定義為A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)，朝陽(yáng)市防洪分區(qū)區(qū)劃如圖1所示。

圖1 朝陽(yáng)市防洪分區(qū)區(qū)劃

1.2 洪水量級(jí)確定

朝陽(yáng)市防洪保護(hù)區(qū)A區(qū)大凌河左岸現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)為100a一遇，十家子河右岸現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)為20～50a一遇；B區(qū)大凌河左岸現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)50a一遇，十家子河左岸現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)為20～50a一遇；C區(qū)大凌河右岸現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)為20a一遇。防洪保護(hù)區(qū)超標(biāo)準(zhǔn)洪水量級(jí)應(yīng)選擇采用高于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一個(gè)等級(jí)的洪水，考慮到大凌河左右岸現(xiàn)有7座穿堤涵閘，其排澇標(biāo)準(zhǔn)均為10a一遇，本次確定洪水量級(jí)為200、100、50、20a一遇洪水4個(gè)量級(jí)。大凌河上游25km為閻王鼻子水庫(kù)，該水庫(kù)為100a一遇設(shè)計(jì)，1000a一遇校核，故本次增加閻王鼻子水庫(kù)1000a一遇洪水以及考慮該標(biāo)準(zhǔn)下閻王鼻子水庫(kù)潰壩風(fēng)險(xiǎn)。各分區(qū)均需考慮以上4個(gè)洪水量級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)分析。洪水量級(jí)見(jiàn)表1。

表1 朝陽(yáng)市洪水量級(jí)表

1.3 設(shè)計(jì)洪水成果

大凌河流域各控制斷面設(shè)計(jì)洪水已進(jìn)行過(guò)多次分析，本次主要采用《大凌河河道行洪能力分析及防汛特征水位確定報(bào)告》中的成果，該成果已通過(guò)審查，2015至今未發(fā)生過(guò)較大洪水，設(shè)計(jì)洪水成果未改變。大凌河朝陽(yáng)站控制斷面各種頻率設(shè)計(jì)洪水見(jiàn)表2。十家子河流域無(wú)水文測(cè)站，本次采用由《十家子河綜合治理工程實(shí)施方案》已通過(guò)審查的洪水成果，見(jiàn)表3。

表2 大凌河朝陽(yáng)站控制斷面各種頻率設(shè)計(jì)洪水表

表3 十家子河河口處各頻率洪水成果表

閻王鼻子水庫(kù)潰壩流量采用閻王鼻子水庫(kù)下游群眾及重要經(jīng)濟(jì)目標(biāo)逃險(xiǎn)躲險(xiǎn)預(yù)案中洪水成果，即大凌河干流發(fā)生1000a一遇洪水，潰壩寬度265m，最大潰壩流量33126m3/s。

1.4 超標(biāo)準(zhǔn)洪水災(zāi)害影響

(1)發(fā)生超設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一個(gè)量級(jí)洪水時(shí)，考慮險(xiǎn)工險(xiǎn)段潰口對(duì)朝陽(yáng)市城區(qū)造成的影響。主要分析大凌河發(fā)生20、50、100及200a一遇洪水、十家子河發(fā)生50、100a一遇洪水。

(2)閻王鼻子水庫(kù)發(fā)生潰壩，下泄洪峰大于城市堤防防御能力。主要分析閻王鼻子水庫(kù)極端工況發(fā)生1000a一遇洪水時(shí)，出現(xiàn)特殊事故情況下，漫頂導(dǎo)致的大壩潰壩，下游同時(shí)考慮干流發(fā)生1000a一遇洪水時(shí)，主要支流發(fā)生相應(yīng)洪水。

2 朝陽(yáng)城市超標(biāo)準(zhǔn)洪水防洪預(yù)案

2.1 超標(biāo)準(zhǔn)洪水預(yù)警

預(yù)案分析的前提是制定預(yù)警，根據(jù)超標(biāo)準(zhǔn)洪水災(zāi)害事件的嚴(yán)重程度、由重到輕劃分為4級(jí)：一級(jí)超標(biāo)準(zhǔn)洪災(zāi)預(yù)警(特別嚴(yán)重)、二級(jí)超標(biāo)準(zhǔn)洪災(zāi)預(yù)警(嚴(yán)重)、三級(jí)超標(biāo)準(zhǔn)洪災(zāi)預(yù)警(較重)、四級(jí)超標(biāo)準(zhǔn)洪災(zāi)預(yù)警(一般)。在一級(jí)超標(biāo)準(zhǔn)洪災(zāi)預(yù)警條件下，對(duì)超100a一遇洪災(zāi)進(jìn)行預(yù)警外，還應(yīng)對(duì)1000a一遇標(biāo)準(zhǔn)下閻王鼻子水庫(kù)潰壩風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行重點(diǎn)預(yù)警。朝陽(yáng)市各分區(qū)預(yù)警類別見(jiàn)表4。

表4 各分區(qū)超標(biāo)準(zhǔn)洪災(zāi)預(yù)警類別表

2.2 主要防御方案

由于朝陽(yáng)市城市區(qū)域東南、西北兩側(cè)地勢(shì)較高，區(qū)域內(nèi)無(wú)規(guī)劃分滯洪區(qū)，一旦發(fā)生潰堤洪水淹沒(méi)，對(duì)超標(biāo)洪水的防御主要以臨時(shí)搶險(xiǎn)和人員逃避轉(zhuǎn)移為主。

(1)臨時(shí)搶險(xiǎn)。當(dāng)發(fā)生較小量級(jí)超標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，以臨時(shí)搶險(xiǎn)為主，加強(qiáng)大堤巡查，尤其針對(duì)主城區(qū)飛機(jī)場(chǎng)段、燕都新城左岸堤防末端以及鳳凰新城右岸堤防末端與朝巴公路交匯處，及時(shí)發(fā)現(xiàn)堤防險(xiǎn)情，通過(guò)構(gòu)筑子堤、填筑濾料、土工織物防護(hù)、拋石護(hù)腳、掛柳等措施，增強(qiáng)堤防行洪能力。對(duì)于出現(xiàn)滲漏、塌陷、滑坡、裂縫、穿堤建筑物漏水等險(xiǎn)情的堤段，及時(shí)進(jìn)行加固搶險(xiǎn)，同時(shí)為城區(qū)居民轉(zhuǎn)移安置爭(zhēng)取時(shí)間。

(2)避險(xiǎn)。當(dāng)發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水預(yù)警，各級(jí)政府應(yīng)根據(jù)洪水可能影響，組織可能受災(zāi)區(qū)域的居民準(zhǔn)備避險(xiǎn)。當(dāng)洪水逼近堤防防御極限，臨時(shí)搶險(xiǎn)難以發(fā)揮作用，預(yù)報(bào)洪水仍有上漲趨勢(shì)，發(fā)生洪水淹沒(méi)可能性較大時(shí)，應(yīng)根據(jù)洪水淹沒(méi)影響范圍，以行政村或街道(鄉(xiāng)鎮(zhèn))為單位，組織避險(xiǎn)。避險(xiǎn)可采取轉(zhuǎn)移避險(xiǎn)和原地安置避險(xiǎn)2種方案。參考洪水風(fēng)險(xiǎn)圖編制原則，平原區(qū)對(duì)于淹沒(méi)水深不大于1m，且流速不大于0.5m/s的受災(zāi)區(qū)域，人員可逃避到較高層建筑就地避險(xiǎn)；對(duì)于淹沒(méi)水深大于1m，或流速大于0.5m/s的受災(zāi)區(qū)域，應(yīng)進(jìn)行人員轉(zhuǎn)移安置。人員轉(zhuǎn)移安置分為就地安置和轉(zhuǎn)移安置，其中就地安置以行政村及街道為單位，各行政村及街道接到預(yù)警通知后，集中到政府所在地，借助政府、學(xué)校、醫(yī)院、商場(chǎng)、賓館等地的高層建筑安置可能受災(zāi)居民。轉(zhuǎn)移安置以行政村及街道為單位，各村屯、社區(qū)接到預(yù)警通知后，不滿足就地安置的村屯、社區(qū)通過(guò)公路、鐵路等交通設(shè)施，轉(zhuǎn)移到防洪安全地區(qū)。安置點(diǎn)優(yōu)先考慮本市安置，利用未受影響區(qū)域的學(xué)校、醫(yī)院、政府、賓館等進(jìn)行安置。優(yōu)先轉(zhuǎn)移洪水淹沒(méi)風(fēng)險(xiǎn)大的居民。通過(guò)水力計(jì)算分析統(tǒng)計(jì)洪水期受災(zāi)村屯和避險(xiǎn)居民，以二級(jí)、三級(jí)預(yù)警為例，對(duì)其避險(xiǎn)安置及逃避路線進(jìn)行舉例說(shuō)明。朝陽(yáng)市二級(jí)、三級(jí)預(yù)警級(jí)別洪水避險(xiǎn)安置及逃避路線見(jiàn)表5—6。

表5 朝陽(yáng)市三級(jí)超標(biāo)準(zhǔn)洪災(zāi)響應(yīng)轉(zhuǎn)移安置情況表

表6 朝陽(yáng)市二級(jí)超標(biāo)準(zhǔn)洪災(zāi)響應(yīng)轉(zhuǎn)移安置情況表

3 結(jié)語(yǔ)

(1)避險(xiǎn)可采取轉(zhuǎn)移避險(xiǎn)和原地安置避險(xiǎn)2種方案。參考洪水風(fēng)險(xiǎn)圖編制原則，平原區(qū)對(duì)于淹沒(méi)水深不大于1m，且流速不大于0.5m/s的受災(zāi)區(qū)域，人員可逃避到較高層建筑就地避險(xiǎn)；對(duì)于淹沒(méi)水深大于1m，或流速大于0.5m/s的受災(zāi)區(qū)域，應(yīng)進(jìn)行人員轉(zhuǎn)移安置。

(2)由于朝陽(yáng)市城市區(qū)域東南、西北兩側(cè)地勢(shì)較高，區(qū)域內(nèi)無(wú)規(guī)劃分滯洪區(qū)，一旦發(fā)生潰堤洪水淹沒(méi)，對(duì)超標(biāo)準(zhǔn)洪水的防御主要以臨時(shí)搶險(xiǎn)和人員逃避轉(zhuǎn)移為主。

(3)本文對(duì)朝陽(yáng)市超標(biāo)準(zhǔn)洪水水文測(cè)報(bào)方式還未進(jìn)行探討，后期還應(yīng)在其超標(biāo)準(zhǔn)洪水預(yù)案中增加洪水測(cè)報(bào)方式的探討。