哈爾濱市防洪工程綜合治理措施研討

馬錫銘，王志興，管功勛

(1.黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，哈爾濱 150030)

哈爾濱市城區(qū)防洪工程建設(shè)，經(jīng)過1999年哈爾濱市城市防洪應(yīng)急度汛工程建設(shè)、亞行貸款批復(fù)的群力堤建設(shè)，及2009年省發(fā)改委以黑發(fā)改農(nóng)經(jīng)[2009]679號批復(fù)的《哈爾濱市城市近期堤防工程可行性研究報(bào)告》、2011年省發(fā)改委以黑發(fā)改農(nóng)經(jīng)[2011]2126號批復(fù)的《哈爾濱市城區(qū)段前進(jìn)堤擴(kuò)建段、外貿(mào)堤、松浦堤改線工程可行性研究報(bào)告》工程項(xiàng)目、港河口橫堤改線的實(shí)施，主城區(qū)橋梁擴(kuò)孔也已完成，防洪標(biāo)準(zhǔn)大致為20-100a一遇。胖頭泡蓄滯洪區(qū)工程建設(shè)也已基本接近尾工，防洪能力進(jìn)一步提高。

1 基本情況

哈爾濱是黑龍江省省會，人口1066萬人(含市縣)，GDP 4208萬億元，經(jīng)濟(jì)文化發(fā)達(dá)，就其現(xiàn)有規(guī)模和地位其防洪標(biāo)準(zhǔn)屬特別重要城市。改革開放以來，哈爾濱的城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展日新月異，已實(shí)現(xiàn)兩岸繁榮的戰(zhàn)略決策。

哈爾濱市區(qū)位于松花江干流中游，為沖積平原地區(qū)，地勢低平，哈爾濱斷面以上松花江流域面積38.98萬km2，歷史上曾發(fā)生過嚴(yán)重洪水災(zāi)害。1998年發(fā)生了100a一遇特大洪水，給國家財(cái)產(chǎn)和人民生命安全造成巨大威脅和損失。哈爾濱段江道河床沖淤變遷頻繁，給江道防洪、航道建設(shè)及城市環(huán)境帶來了許多不利影響。因此，哈爾濱城市段防洪工程綜合治理措施如何實(shí)現(xiàn)，事關(guān)哈爾濱防洪安全。

松花江流域洪水主要由暴雨產(chǎn)生，由于流域集水面積大，大部分是地區(qū)性的洪水匯合而成，洪水峰量組成比較復(fù)雜。松花江干流洪水主要來自嫩江和二松，洪水受河槽調(diào)蓄的影響，洪水傳播時間較長，年最大洪峰出現(xiàn)時間較晚，洪峰發(fā)生在8-9月份的較多；由于受河槽調(diào)蓄影響，多為單峰型洪水，一次洪水歷時較長，可達(dá)90d。哈爾濱段以上洪水主要來自嫩江、第二松花江和拉林河，俗稱“嫩江打底、二松加碼、拉林河戴帽”。

2 防洪工程現(xiàn)狀

哈爾濱市區(qū)分為6個獨(dú)立的保護(hù)區(qū)，由20段堤防保護(hù)。哈爾濱市城區(qū)堤防工程由江南、江北、江中3部分組成；堤防總長101.39km。

2.1 堤防工程

2.1.1 江南堤防

江南城區(qū)位于松花江右岸，保護(hù)哈爾濱市主城區(qū)，由顧?quán)l(xiāng)堤、道里堤、道外堤、馬家溝左回水堤、馬家溝右回水堤、港河口堤、東大壩堤、化工堤等8段堤防保護(hù)，堤長34.90km，保護(hù)面積3620hm2，保護(hù)人口330萬人。該保護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為200a一遇，其中堤防的防洪標(biāo)準(zhǔn)為100a一遇，堤防級別為1級。群力堤防位于江南堤防上游，主要保護(hù)哈爾濱市群力開發(fā)區(qū)，堤長13.50km，保護(hù)面積2520hm2，保護(hù)人口10萬人。該保護(hù)區(qū)堤防的防洪標(biāo)準(zhǔn)為50a一遇，堤防級別為2級。

江南城區(qū)由群力堤、顧?quán)l(xiāng)堤、道里江堤、道外江堤、港河口堤、馬家溝回水堤、港河口堤、東大壩堤、化工段堤防保護(hù)組成，堤防長48.4km；堤防按100a、50a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，并已實(shí)施。

2.1.2 江北堤防

江北城區(qū)位于松花江左岸，保護(hù)哈爾濱市江北城區(qū)，由前進(jìn)堤防改線段、前進(jìn)外貿(mào)改線段、松浦堤、東方紅堤、三家子改建堤等5段堤防保護(hù)，堤長36.87km，保護(hù)面積4.67萬hm2，保護(hù)人口45萬人。該保護(hù)區(qū)堤防的防洪標(biāo)準(zhǔn)為50a一遇，堤防級別為2級?，F(xiàn)有堤防已經(jīng)達(dá)到50a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，堤防工程按照超級堤防建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。

江北堤防防洪能力基本能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，且大部分堤防按超級堤防建設(shè),堤頂路面為混凝土板路面或者瀝青路面。

2.1.3 江中堤防

江中堤防由一水源圍堤、二水源圍堤、太陽島圍堤等組成，堤防總長16.12km。一、二水源圍堤現(xiàn)狀防洪能力為50a一遇標(biāo)準(zhǔn)，太陽島圍堤防洪能力接近20a一遇；月亮灣圍堤、月亮灣西區(qū)圍堤堤頂高程限高，現(xiàn)狀已接近121.5m。堤頂路面為混凝土板路面或者瀝青路面。

江中堤防分布在3個保護(hù)區(qū)，堤防分別為太陽島圍堤，一水源圍堤、二水源圍堤。哈爾濱的太陽島風(fēng)景區(qū)位于哈爾濱江中，由太陽島中圍堤、太陽島西圍堤和太陽島東圍堤保護(hù)，堤防長度14.65km，保護(hù)面積0.98萬hm2，堤頂高程按121.5m控制，3級堤防設(shè)計(jì)。兩個水源為哈爾濱市原供水水源、現(xiàn)為備用水源，圍堤的防洪標(biāo)準(zhǔn)為100a一遇，堤防級別為1級。

2.2 控制性和蓄洪工程

流域性控蓄工程主要是指干流大型水庫、支流大型防洪水庫、干流蓄滯洪區(qū)。第二松花江上的白山、豐滿水庫，嫩江干流的尼爾基水庫，支流水庫主要是指二松、嫩江和松花江重要支流具有防洪作用水庫工程，目前均已實(shí)施發(fā)揮效益；干流蓄滯洪區(qū)是指黑龍江省胖頭泡、吉林省月亮泡蓄滯洪區(qū)也已基本建設(shè)完成。

白山水庫壩址以上集水面積1.9萬km2，總庫容74.03億m3，防洪庫容4.5億m3；豐滿水庫壩址以上集水面積4.25萬km2，總庫容109.88億m3，防洪庫容24.93億m3；尼爾基水庫壩址以上集水面積6.64萬km2，總庫容86.11億m3，防洪庫容23.68億m3。

胖頭泡蓄滯洪區(qū)面積1994km2，庫容57億m3，最大有效分洪流量6218m3/s,最大有效分洪量42.33億m3；月亮泡蓄滯洪區(qū)面積606km2，庫容21.86億m3，最大有效分洪流量2011m3/s,最大有效分洪量13.01億m3。

3 現(xiàn)狀防洪能力評價

防洪能力評價涉及因素比較多，情況復(fù)雜，下面僅從堤防擋水高度和堤防質(zhì)量角度，分析其防洪能力。

3.1 以堤防高度防洪能力分析

對比現(xiàn)狀水面線與設(shè)計(jì)水面線進(jìn)行分析，哈爾濱城區(qū)段堤防工程設(shè)計(jì)頻率100a一遇洪水時，現(xiàn)狀水面線比設(shè)計(jì)水面線一般高17-30cm，這是由于近年來哈爾濱市區(qū)內(nèi)已經(jīng)修建和正在修建的橋梁等阻水建筑物，堤防改線使行洪斷面縮窄，導(dǎo)致相同流量下洪水位抬高。

哈爾濱主城區(qū)堤防是根據(jù)設(shè)計(jì)水面線成果設(shè)計(jì)建設(shè)，而現(xiàn)狀水面線中各頻率洪水位高于設(shè)計(jì)成果，以各段堤防現(xiàn)狀實(shí)際堤頂高程分析，由于洪水位抬高影響，原設(shè)計(jì)中的100a一遇(P=1%)堤防實(shí)際的防洪能力將下降至約80a一遇(P=1.25%)；50a一遇(P=2%)的防洪能力將下降至約40a一遇(P=2.5%)。

3.2 以堤防質(zhì)量防洪能力分析

哈爾濱城區(qū)堤防位于松花江、阿什河和呼蘭河河漫灘上，工程地質(zhì)條件較差，堤防本身多是在薄弱民堤的基礎(chǔ)上加高培厚而成，多數(shù)堤段為砂性土，沒有充分碾壓和夯實(shí)，堤防本身質(zhì)量較差。不少堤段從其自身的質(zhì)量上來看，其防御洪水的能力并沒有完全達(dá)到其應(yīng)具有的防洪標(biāo)準(zhǔn)，個別地方存在著安全隱患。同時由于哈爾濱城市堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)原本偏低，難以抵擋稀遇特大洪水和風(fēng)浪的襲擊，在遭遇到特大洪水時，防洪搶險方面將極為不利，因此，哈爾濱市城區(qū)堤防從防洪能力說，還不能說達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

綜合分析，哈爾濱現(xiàn)狀防洪能力：江南各堤段約為40-80a一遇，綜合防洪能力約為40a一遇，安全泄量約為14000m3/s，哈爾濱水文站水位120.47m。松北各堤段防洪能力一般為20-40a一遇，綜合防洪能力可超過20a一遇，安全泄量約為11500m3/s，哈爾濱水文站水位119.79m。

4 防洪措施分析

松花江的特點(diǎn)是干流河道寬闊，雖然主槽不大，但灘地寬闊，一般河道寬3-8km，河道的泄洪能力很大，對洪水的槽蓄作用也很大，上游即建設(shè)有大型防洪水庫，又有蓄滯洪區(qū)可以運(yùn)用。根據(jù)《松花江流域防洪規(guī)劃》(國函[2008]14號)哈爾濱市防洪體系包括白山、豐滿、尼爾基水庫，胖頭泡、月亮泡蓄滯洪區(qū)，堤防，哈爾濱公路大橋、濱洲、濱北鐵路橋梁擴(kuò)孔結(jié)合北岔河道疏浚，河道灘島整治等；其中通過堤防、橋梁擴(kuò)孔結(jié)合江道疏浚，河道灘島整治等措施保證江南主城區(qū)堤防安全泄量達(dá)到17900m3/s，相當(dāng)于100a一遇標(biāo)準(zhǔn)，胖頭泡、月亮泡蓄滯洪區(qū)提高到200a一遇標(biāo)準(zhǔn)?？梢娕诸^泡、月亮泡蓄滯洪區(qū)需承擔(dān)哈爾濱市100-200a一遇的防洪任務(wù)，當(dāng)預(yù)報(bào)哈爾濱水文站洪峰流量達(dá)到堤防設(shè)計(jì)流量17900m3/s，而且水位還將上漲時，開始啟用蓄滯洪區(qū)分洪。

堤防是防洪的基礎(chǔ)，是防洪工程體系中最重要的，白山、豐滿、尼爾基等干流控制性水利樞紐，及胖頭泡、月亮泡等流域蓄滯洪區(qū)是調(diào)蓄洪水的骨干工程。

遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水，由于防洪搶險應(yīng)急費(fèi)用太高，由工程搶險達(dá)到防洪標(biāo)準(zhǔn)并不可行，應(yīng)加快城區(qū)堤防、泄洪渠等工程建設(shè)，加快上游分蓄洪區(qū)建設(shè)，盡快提高哈爾濱城區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn)。

5 綜合治理措施研究

哈爾濱市城市防洪是以堤防、控制性水利樞紐和蓄滯洪區(qū)為重點(diǎn)的防洪工程體系，結(jié)合防汛抗旱指揮系統(tǒng)建設(shè)、防洪區(qū)管理、防洪工程管理、洪水風(fēng)險管理等非工程措施。

哈爾濱市防洪體系主要由干流堤防、干流控制性樞紐和流域性蓄滯洪區(qū)工程構(gòu)成。哈爾濱市城區(qū)防洪主要依靠兩大體系：①堤防與泄洪、分洪等工程體系；②流域性控制性和蓄洪工程體系。

5.1 堤防與疏浚整治工程

哈爾濱市當(dāng)?shù)氐谭乐饕山稀⒔?、江中防洪工程三部分組成，現(xiàn)狀堤防按照國家批復(fù)的100a一遇建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，但是，江北的疏浚整治工程尚未有全部實(shí)施。因此，哈爾濱市主城區(qū)現(xiàn)有防洪工程綜合分析達(dá)不到防御100a一遇的洪水，江南主城區(qū)防御200a一遇的大洪水還有很多不確定性。

5.2 流域性控制性和蓄洪工程

流域性控蓄工程具有防洪作用水庫工程，均已發(fā)揮很好的效益，在歷次洪水時均起到了調(diào)峰、錯峰作用；干流蓄滯洪區(qū)是指黑龍江省胖頭泡、吉林省月亮泡蓄滯洪區(qū)也已建設(shè)完成，正處于收尾驗(yàn)收階段。

哈爾濱市區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)為200a一遇，堤防設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)僅為100a一遇，遠(yuǎn)低于上海、廣州、長春和沈陽等特大城市的防洪標(biāo)準(zhǔn)，有進(jìn)一步提高哈爾濱市主城區(qū)設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)。哈爾濱市防洪遇到超標(biāo)準(zhǔn)洪水時，本著確保哈爾濱市城區(qū)萬無一失的指導(dǎo)思想，首先立足“搶”，對險工弱段作出及時搶險處理，對全線堤防搶筑子堤提高防洪能力。

6 結(jié) 語

哈爾濱市區(qū)位優(yōu)勢明顯，經(jīng)濟(jì)地位重要，防洪壓力大。市區(qū)段松花江洪水組成來源及其過程應(yīng)重新認(rèn)識，防洪能力有待進(jìn)一步提高，江道清障和江道整治清淤疏浚應(yīng)今早研究。防洪工程體系建設(shè)有短板，工程措施方案和非工程措施有待提高完善，分洪、超標(biāo)準(zhǔn)洪水等防御措施需要修訂。