南京市超標洪水防御工作淺析

果利娟，王獻輝，陳 璇

(南京市水利規(guī)劃設(shè)計院股份有限公司，江蘇 南京 210022)

南京市位于長江下游，是江蘇省的政治、經(jīng)濟、文化中心。由于特殊的地理位置、地形特點及天氣條件，南京的防汛任務(wù)十分繁重，是全國31個重點防洪城市之一。

1 洪水風(fēng)險因素分析

根據(jù)南京市雨洪特性、城市防洪現(xiàn)狀，進行風(fēng)險因素排查，南京市洪水風(fēng)險因素主要包括：強降雨、下墊面變化、山洪、工程薄弱環(huán)節(jié)等。

1.1 強降雨

南京市地處長江下游，屬亞熱帶季風(fēng)型氣候，空氣濕潤，四季分明，雨量充沛。近幾年來極端天氣頻發(fā)，2016年7月，7月1—5日，秦淮河流域出現(xiàn)持續(xù)性強降雨，強降水持續(xù)時間長、范圍廣、強度大。溧水區(qū)1—3日的累計降水量達309.9mm，為1961年來連續(xù)三天降水量的歷史極值。7日凌晨1—6時，南京主城區(qū)、江寧、溧水、雨花臺區(qū)出現(xiàn)短時強降水，最大雨量點梅山二中降雨量258.8mm，最大雨強達129.2mm/h，為南京有氣象記錄以來的極值。流域內(nèi)的強降雨加之長江高水位頂托，極有可能發(fā)生超標準洪水。

1.2 下墊面變化

伴隨著南京城市的發(fā)展，建設(shè)用地面積不斷擴大，導(dǎo)致區(qū)域的不透水面面積越來越大，區(qū)域的下滲和蒸發(fā)顯著減少，使得同強度暴雨形成的地表徑流和徑流總量增大，地表徑流系數(shù)增大，洪峰時間提前，洪水流量增大，洪水危險性加大。

1.3 山洪

一個地區(qū)遭受洪水的強度和頻度，除了受氣象因素、下墊面因素影響外，還與其地理條件密切相關(guān)。如秦淮河流域，面積較小，流域性的暴雨經(jīng)常同時發(fā)生，流域內(nèi)支流眾多，大多為山丘型河道，洪水呈扇形向干流匯集，源短流急，河谷淺，蓄水能力低，暴雨后匯流迅速，洪水位漲幅大，洪峰高。滁河中下游支流上游多為山丘區(qū)，源短流急，遭遇暴雨時，迅速形成山洪下泄，造成下游平原區(qū)河道水位急速上漲，極易造成洪澇災(zāi)害。中心城區(qū)內(nèi)的紫金山、牛首山、方山、棲霞山、青龍山等地區(qū)也具有類似特點，上游山洪溝來水峰高量大，易造成洪水風(fēng)險。

1.4 工程薄弱環(huán)節(jié)

與城市防洪相關(guān)的流域性工程尚未按時序?qū)嵤┑轿唬ㄒ?guī)劃的秦淮河?xùn)|河工程尚未全面實施，流域洪水出路尚未解決，上游規(guī)劃蓄滯工程尚未完全落實等。目前中心城區(qū)內(nèi)河道堤防總長459.8km，按照城防標準達標段比例占76.03%，仍有110.2km(占比23.97%)長度堤防未達到城防規(guī)劃防洪標準，存在堤防高程不足、堤防斷面單薄、堤身質(zhì)量較差或堤后有深塘等問題。根據(jù)2016年出險統(tǒng)計情況中心城區(qū)范圍內(nèi)出險點達38處，包括鼓樓區(qū)南師附中樹人學(xué)校段江堤滲水、秦淮河定淮門大橋及芳草園小學(xué)段擋墻滲水、運糧河銀龍一期段堤防滲水、七鄉(xiāng)河西溝橋至滬寧鐵路右岸出現(xiàn)散浸、滁河六合大橋背水側(cè)出現(xiàn)滲水等險情。除此之外跨河及穿堤建筑物數(shù)量不斷增多，防洪存在一定安全隱患。

2 洪水風(fēng)險綜合評價

南京市洪水風(fēng)險從地形、保護人口、防洪工程情況3個方面對10個防洪圈進行評價分析。當(dāng)3個風(fēng)險因素有2低或3低綜合判別為低風(fēng)險，低中高或2中綜合判別為中風(fēng)險，2高或3高綜合判別為高風(fēng)險。

2.1 地形分析

根據(jù)各防洪圈規(guī)劃防洪標準、對應(yīng)洪水位及保護區(qū)地面高程，分析中心城區(qū)地形與洪水位高差情況。洪水高差分為3個等級區(qū)：高差超過3.0m以上、高差1.5～3m、高差1.5m以下。低于洪水位面積占比40%以下為低風(fēng)險，低于洪水位面積占比40%～60%中風(fēng)險，低于洪水位面積占比60%以上高風(fēng)險，見表1。

2.2 保護人口

分別統(tǒng)計10個防洪圈現(xiàn)狀保護人口，防洪圈內(nèi)保護人口越多則該防洪圈風(fēng)險級別越高。人口數(shù)少于50萬為低風(fēng)險，100～200萬為中風(fēng)險，大于200萬為高風(fēng)險，見表2。

2.3 防洪工程情況

根據(jù)3.2.2現(xiàn)狀能力分析，堤防薄弱段占比越大則該防洪圈風(fēng)險級別越高。堤防薄弱段占比小于20%低風(fēng)險，20%～40%中風(fēng)險，大于40%高風(fēng)險，見表3。

表1 中心城區(qū)地形與洪水位高差分析表

表2 中心城區(qū)各防洪圈內(nèi)人口統(tǒng)計表

表3 中心城區(qū)各防洪圈內(nèi)堤防薄弱段占比率統(tǒng)計表

經(jīng)綜合分析，南京市老城、秣陵、仙林西部、仙林東部、江浦、橋北防洪圈為低風(fēng)險區(qū)，新城、東山、龍池、雄州防洪圈為中風(fēng)險區(qū)。

3 城市超標準洪水應(yīng)對策略

3.1 監(jiān)測預(yù)報預(yù)警

針對城市超標準洪水應(yīng)加強災(zāi)害性天氣的預(yù)報預(yù)警，多部門聯(lián)合協(xié)作開展監(jiān)測預(yù)報預(yù)警工作。氣象部門針對暴雨、臺風(fēng)、強對流等災(zāi)害性氣象事件提供實時數(shù)據(jù)。氣象信息數(shù)據(jù)內(nèi)容包括1小時1次華東雷達資料圖片、全市氣象觀測站24小時天氣實況數(shù)據(jù)文件、臺風(fēng)實況路徑、天氣圖資料等。水文部門包括監(jiān)測常規(guī)河道湖庫水情監(jiān)測，以及針對堤防潰口、蓄滯洪區(qū)分蓄洪開展應(yīng)急監(jiān)測。潰口(分洪)應(yīng)急監(jiān)測范圍應(yīng)包括潰口(分洪)堤段、淹沒區(qū)、主河段一定區(qū)間以及區(qū)間內(nèi)支流，監(jiān)測要素包括潰口(分洪)口門寬度、口門地形、口門水深(水位)、口門流速、口門流量、淹沒區(qū)水深、淹沒區(qū)蓄量等。

加強與氣象部門的溝通協(xié)調(diào)、會商研判，及時滾動分析制作超標洪水氣象預(yù)報預(yù)警。預(yù)報內(nèi)容包括流域內(nèi)重要站點的點雨量、流域面雨量，報汛時段分未來12h、1日、3日、7日降雨。對長江南京站、秦淮河?xùn)|山站、滁河六合站、滁河曉橋站可能出現(xiàn)的洪水位和洪水流量，通過水文、水力學(xué)模型相結(jié)合，制定超標洪水預(yù)報方案，并根據(jù)實測數(shù)據(jù)實時修訂預(yù)報方案。

3.2 洪水調(diào)度

洪水調(diào)度遵循以下原則：①堅持以人為本、依法防洪、科學(xué)調(diào)度；②堅持局部利益服從全局利益，統(tǒng)籌處理防洪與排澇；③優(yōu)先保障重點防洪目標安全，最大程度減輕洪災(zāi)損失。重點保護對象為中心城區(qū)范圍內(nèi)一主城3副城10個防洪圈內(nèi)520萬居民、開發(fā)區(qū)等工業(yè)園區(qū)、高校、商貿(mào)中心、地鐵、隧道、高速公路、交通樞紐等的安全。

長江流域發(fā)生大洪水時，加強工程防守，充分利用河道下泄洪水，合理利用三峽及其他干支流水庫攔洪、錯峰，適時運用洲灘民垸行蓄洪水，相機運用流域內(nèi)重要和一般蓄滯洪區(qū)分洪。當(dāng)發(fā)生超標洪水時，充分運用水庫攔蓄，適時啟用荊江分洪區(qū)及蓄滯洪保留區(qū)，視情采取局部河段適當(dāng)超防洪控制水位運行、擴大河道泄洪能力等措施，保證重點防洪目標安全。

秦淮河流域發(fā)生大洪水時，從流域角度科學(xué)調(diào)度，合理運用“上蓄、中滯、下泄”的防洪工程體系，實施上下聯(lián)合調(diào)度。當(dāng)流域中下游水位較低時，上游洪水盡可能下泄；當(dāng)中下游水位較高時，上游控制下泄，實施臨時錯峰，啟用蓄滯洪區(qū)蓄洪，確保下游南京中心城區(qū)防洪安全。當(dāng)發(fā)生超標洪水時，充分利用現(xiàn)有防洪工程體系，科學(xué)發(fā)揮非工程措施的作用，調(diào)度水庫錯峰泄洪、運用蓄洪區(qū)滯洪、圩區(qū)限制排澇等，并利用河道堤防超高強迫行洪、應(yīng)急破圩滯洪等非常措施，確保南京主城、東山副城的防洪安全。

滁河流域發(fā)生大洪水時，從流域角度科學(xué)調(diào)度，充分利用河道和分洪道泄洪，視洪水組成情況，運用水庫攔洪錯峰，盡量發(fā)揮上游水庫的防洪作用，當(dāng)河道控制站水位接近并預(yù)報將超過分洪控制運用水位時，適時啟用蓄滯洪區(qū)分蓄超額洪水；遇超標準洪水，在保證水庫自身安全的前提下充分運用水庫攔蓄，局部河段適當(dāng)超設(shè)計洪水位運行，必要時運用一般圩區(qū)分蓄洪。江北副城防洪規(guī)劃區(qū)內(nèi)堤防加強防守。

3.3 防守與搶險

當(dāng)發(fā)生超標洪水時，應(yīng)重點增強居民小區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院等重點區(qū)域，薄弱環(huán)節(jié)堤防，穿堤涵閘、泵站、管道等的防守，遵循“嚴防死守”的原則。

堤防超高不足、堤身單薄可采取加筑子堤、加固堤防措施；堤坡較陡可采取堤坡防護措施；當(dāng)穿堤建筑物出現(xiàn)險情時可采取口門堵閉措施；堤后深塘采取填塘固基措施；地鐵口、地下供配電設(shè)施、危化物品倉庫等重點對象防洪采取自保的應(yīng)急措施。

南京沿江分布了大量危險化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)，沿江企業(yè)要切實做好應(yīng)對超標準洪水工作，對廠區(qū)內(nèi)排水設(shè)施進行檢查，疏浚排水、排洪溝，配齊防汛物資，落實防汛搶險隊伍。要明確責(zé)任人員，定期對下水管網(wǎng)內(nèi)可燃、有毒氣體進行監(jiān)測，防止泄漏物料進入下水管管網(wǎng)，保證管網(wǎng)運行安全。同時要高度關(guān)注汛情預(yù)報，檢查通江排洪隔離閘門設(shè)施，安排防汛值班人員，隨時做好關(guān)閉閘門的操作準備，防止江水倒灌。

搶險主要為堤防險情搶護、水閘及穿堤建筑物險情搶護以及堵口。搶險按工程發(fā)生的險種，明確發(fā)生不同險情時的搶險方案。搶險方案中明確了搶險方法、所需搶險物資、負責(zé)不同搶險部位的搶險隊伍和責(zé)任人等，為發(fā)生超標準洪水時的搶險工作提供決策。

3.4 人員轉(zhuǎn)移與安置

南京市目前已建成約330處應(yīng)急避難場所，多為公園、體育場館、學(xué)校等，其中固定級以上應(yīng)急避難場所72處，可供38萬人中長期避難。當(dāng)防洪圈內(nèi)部局部出現(xiàn)較大險情需要人員轉(zhuǎn)移時，可根據(jù)實際情況，優(yōu)先選擇地勢高、距離近、容納人口多的應(yīng)急避難安置場所。

4 結(jié)語

在全球氣候變化和極端天氣增多的背景下，在城市防洪排澇標準尚未全面達到設(shè)計標準的情況下，超標準洪水的應(yīng)對是防汛管理能力的考驗，在以下方面還需進一步加強。

(1)強化部門間數(shù)據(jù)共享，借助現(xiàn)代化、信息化、智慧化的手段，提高防汛監(jiān)測預(yù)警預(yù)報的精度及準確性，為防汛指揮調(diào)度提供更可靠的數(shù)據(jù)支持。

(2)主動探索符合水利現(xiàn)代化要求的防汛搶險精細化管理模式，科學(xué)統(tǒng)籌、精準施策。

(3)加大公眾宣傳，提高群眾主動避險意識，提高自救互救能力。