澇區(qū)成因分析及治理對策

秦 蕾

(江門市科禹水利規(guī)劃設(shè)計咨詢有限公司，廣東 江門 529000)

鶴山市位于廣東省南部珠江三角洲腹地，屬江門市管轄，地處沿海，屬亞熱帶海洋季節(jié)性氣候。鶴山市按水系可分為西江片和潭江片，西江片地勢較平坦，經(jīng)濟(jì)發(fā)展較好，主要河流已進(jìn)行防洪達(dá)標(biāo)加固，潭江片山區(qū)較多，主要河流正在開展綜合整治；目前，鶴山市澇區(qū)主要分布在西江片，每逢臺風(fēng)暴雨，災(zāi)害損失慘重。

鶴山西江片外圍已有西江大堤，防洪標(biāo)準(zhǔn)已達(dá)到50年一遇，同時圍內(nèi)已建有沙坪河泵站等大中型泵站，排澇標(biāo)準(zhǔn)圍內(nèi)10年一遇暴雨產(chǎn)生徑流量24排干不成災(zāi)，可控制圍內(nèi)沙坪河水位不超過5.2 m，低于圍內(nèi)絕大部分地面高程。

鶴山市澇區(qū)主要分布在沙坪河流域內(nèi)，沙坪河位于鶴山市東北部，緊靠西江下游右岸，屬于西江水系。全流域集雨面積328 km2，主河道長39.0 km，干流平均坡降3.06‰。沙坪河(干流上游段稱龍口河)有三條支流，分別為桃源河、升平河和硯江河。主流流經(jīng)龍口鎮(zhèn)金崗墟、龍口墟、沙坪，由沙坪水閘匯入西江。

1 近幾年臺風(fēng)暴雨情況

近幾年來，臺風(fēng)活動頻繁，受災(zāi)范圍廣，災(zāi)害損失大，對鶴山市人民生活生產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成巨大影響，其中常見水浸黑點有：鶴山城區(qū)8處，包括影響范圍較大的沙坪碧水灣片、匯源和赤坎片、江沙公路硯江河片，雅瑤鎮(zhèn)雅瑤村委會片區(qū)1處，古勞鎮(zhèn)連城中和坑村、古勞中學(xué)門前路段2處，桃源鎮(zhèn)三富村與錢塘村連片、龍都棠都圍、竹朗南門、江肇高速桃源出入口共4處，址山鎮(zhèn)昆陽村委會、中心河片區(qū)共2處，共和鎮(zhèn)鐵崗矮山村、平連高速橋底共2處。近幾年影響較大臺風(fēng)有：

2018年6月7日8時—8日12時，受臺風(fēng)“艾云尼”影響，其中鶴山市雅瑤鎮(zhèn)最大累積降雨量達(dá)217 mm，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)3026萬元，農(nóng)田受災(zāi)面積458.2 hm2，魚塘受災(zāi)113.1 hm2，107條自然村水浸，轉(zhuǎn)移808人，房屋受浸167間，廠房受浸98 700 m2，受浸縣道5處。連接江門市區(qū)與鶴山市城區(qū)一條重要的交通主干道省道S272，即江沙公路財富廣場至陳山路段受浸嚴(yán)重，其中鳳亭橋處路面水深超0.3 m，而地勢稍低的石湖小學(xué)處路面積水達(dá)1.0 m，交通中斷；石湖居委會下轄的石田村、鳳亭工業(yè)區(qū)、石湖村、大江村、大園中心片等村莊及石湖小學(xué)等重要場所受浸嚴(yán)重。硯江河下游的古蠶村、何公嶺、新村及古橋村受浸嚴(yán)重，村道積水最深處達(dá)1.4 m。

2018年9月18日，臺風(fēng)“山竹”在臺山市登陸，最大風(fēng)力14級，洪峰期又逢大潮頂托，致使址山鎮(zhèn)昆陽村和東溪村大范圍受淹，址山鎮(zhèn)回龍村、平沙村、南興村、仁和村、西寧村、沙田村、龍步村、岐鳳村等村大范圍受浸嚴(yán)重，最大受淹深度0.8 m，其中昆陽村及東溪村受淹最為嚴(yán)重，東溪村村莊最大受淹深度達(dá)到2.0 m，給當(dāng)?shù)厝嗣裆敭a(chǎn)帶來了巨大的損失。

2019年7月20日，鶴山市普降大雨，其中桃源鎮(zhèn)1小時最大暴雨量達(dá)到90 mm，造成桃源鎮(zhèn)大范圍受淹，受淹較為嚴(yán)重的包括桃源鎮(zhèn)政府、桃源醫(yī)院、江肇高速桃源高速口、G325國道、三富村、竹蓢村、富民工業(yè)區(qū)、桃源建桃工業(yè)區(qū)等。其中桃源高速口與G325國道交匯處受浸嚴(yán)重，路面水深超1.0 m，竹蓢易澇點東門086鄉(xiāng)道積水最深處達(dá)0.8 m，南門附近工廠水浸深度達(dá)0.7 m，交通中斷。

本次以江沙公路硯江河項目為例，對內(nèi)澇災(zāi)害成因及治理措施進(jìn)行分析。

2 內(nèi)澇災(zāi)害成因分析

通過多次對整個片區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀排水體系、包括河道全線及建筑物進(jìn)行全面徹底摸排，特別是在臺風(fēng)暴雨期間調(diào)查，根據(jù)各河道上、下游及各個節(jié)點水位進(jìn)行測量記錄，能更直觀的找出造成內(nèi)澇的關(guān)鍵所在，找到“卡脖子”或“癥結(jié)”原因，并經(jīng)計算分析等，澇區(qū)形成的主要災(zāi)害成因具體如下。

(1)極端天氣頻發(fā)。由于全球氣候變暖、溫室效應(yīng)的增強(qiáng)，供給空氣和海洋巨大的動能，使大氣活動更加劇烈和頻繁，從而形成大型，甚至超大型臺風(fēng)、颶風(fēng)、海嘯等災(zāi)難等等；近年來城鎮(zhèn)化建設(shè)快速推進(jìn)，城市熱島效應(yīng)也變得越來越明顯，上空的冷暖氣流垂直活動加劇，導(dǎo)致降雨強(qiáng)度增大，同時城市大樓林立，空氣的水平活動減弱 ，使得降雨運(yùn)動較慢 ，延長了片區(qū)的降雨時間、增加了降雨量。因此 ，城區(qū)的雨量強(qiáng)度明顯高于郊區(qū)或農(nóng)村，產(chǎn)生暴雨的概率也較大 ，進(jìn)而形成“雨島效應(yīng)”。

(2)下墊面發(fā)生改變，徑流量增大。近年來洪澇災(zāi)害頻發(fā)，這與全球氣候變化，各種極端、災(zāi)害性氣候顯著增加密切相關(guān)，但更主要原因是城鎮(zhèn)化導(dǎo)致的下墊面改變。近年來鶴山市城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，商業(yè)、住宅區(qū)的建設(shè)，建筑物與道路占地增加，大量農(nóng)田、菜地、魚塘、低洼區(qū)等被填平改作工(商)業(yè)用地，土地用途的改變，使集雨區(qū)下墊面發(fā)生了很大改變，地面硬化使產(chǎn)匯流時間縮短，減少截留攔蓄降雨量，蓄澇容積減少，儲水蓄水能力嚴(yán)重降低，加快匯流速度，增大徑流系數(shù)和產(chǎn)水量，而城鎮(zhèn)排澇設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較低、更新較慢，降雨稍大時，水位急劇上升，很快就河滿湖溢，引起排水系統(tǒng)負(fù)荷增大和內(nèi)澇發(fā)生頻率增加，快速上升的水位通過與之連通的雨水管網(wǎng)進(jìn)入城市低洼地塊，導(dǎo)致局部內(nèi)澇。

(3)原有排澇系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低及管護(hù)不足。隨著社會發(fā)展，大量土地被征用，各種工程項目建設(shè)頻繁，很多工程在建設(shè)時沒有注意保護(hù)好原有排澇系統(tǒng)，致使原有排澇系統(tǒng)受到破壞，建筑垃圾及水土流失，導(dǎo)致原有管涵淤塞，同時老城區(qū)絕大部分為雨污合流排水型式，更新改造困難，也是導(dǎo)致雨水管涵等淤塞的一個重要原因，澇水無法及時通過管涵等收集、排除。由于大部分管涵基本為暗涵型式，周邊建筑物及各種管線交叉較多，人口密集，人們的防患意識不強(qiáng)，給管涵管護(hù)帶來一定困難，因此，能夠真正做到正常進(jìn)行更新維護(hù)保養(yǎng)的城市并不多。如某國道測原新建有1.5 m管徑的排水管，現(xiàn)場檢查時，管道基本淤塞，基本喪失原排水功能。

(4)河道淤塞嚴(yán)重，布置不合理，部分堤防不達(dá)標(biāo)。內(nèi)澇區(qū)域外圍的西江大堤已滿足50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，并在沙坪河出口與西江交匯處建有大型的沙坪水閘及泵站，滿足圍內(nèi)10年一遇暴雨產(chǎn)生徑流量24排干標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)近幾年受淹調(diào)查分析，在上游河道水位高程達(dá)到6.0 m左右發(fā)生受淹時，下游沙坪河水位僅1.5 m左右，未達(dá)到啟泵水位最低要求，故造成受淹主要原因還是上游現(xiàn)有排水系統(tǒng)不完善，排水能力較差造成的。由于該地區(qū)地勢較平坦，河道比降小，水流緩慢，河道容易淤塞，由于資金有限，部分公路橋涵、排水渠、周邊河道等已多年未進(jìn)行全面的清淤清障、雜草叢生，淤塞嚴(yán)重，導(dǎo)致河床升高，排澇能力降低；部分河道平面布置不合理，水流紊亂、對沖，排水不暢，導(dǎo)致上、下游水水位差較大；部分澇區(qū)地勢較低，現(xiàn)有河道堤防低矮、單薄，部分排水渠出口未設(shè)閘門(拍門)，且未形成封閉防洪體系，在河道水位較高時，水流形成倒灌，導(dǎo)致受淹。

(5)部分涉河建筑物阻水。部分涉河建筑物過水?dāng)嗝孑^小，淤塞及不合理的改建等原因，存在阻水情況，使上游水位壅高，從而導(dǎo)致受淹。如人民東路與硯江河交匯處的橋涵原設(shè)計凈寬為16.0 m，凈高為5.0 m，沙坪泵站未建設(shè)前，為防止沙坪河洪水倒灌入硯江河，將人民東路橋涵改建成3孔方涵，每孔尺寸為4.0 m×3.5 m，并在外江處設(shè)置防洪拍門。根據(jù)水面線分析計算結(jié)果可知，方涵的設(shè)置導(dǎo)致了硯江河20年一遇水位壅高最大值達(dá)0.49 m，10年一遇水位壅高最大值達(dá)0.29 m，硯江河上游支流相應(yīng)的水位均有所壅高。

(6)現(xiàn)有排澇設(shè)施未能充分發(fā)揮作用。內(nèi)澇片區(qū)，往往存在地勢低洼，排澇能力不足等問題，大部分現(xiàn)狀無電排設(shè)施，部分電排站年久失修、結(jié)構(gòu)老化，泵房安裝高程較低、排澇能力不足等，無法正常發(fā)揮其排澇效益。石田排澇站位于硯江河左側(cè)，距鳳亭橋公路涵約150 m，主要用于石田村排澇。但由于堤頂路面高于泵房地面高程，致使“艾云尼”期間泵房受淹深度達(dá)1.8 m，無法發(fā)揮排澇作用，石田村內(nèi)澇水無法及時排入硯江河。

大江排澇站位于大江村，設(shè)計排澇流量0.18 m3/s，裝機(jī)15 kW，主要用于大江村排澇。泵房地面高程較低，致使“艾云尼”期間泵房受淹深度達(dá)0.8 m，近年來由于城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，下墊面條件的改變，致使河道匯流快，水量大，且外河水位抬高較多，致使大江排澇站未能充分發(fā)揮作用，造成大江村受淹，最深處達(dá)1.4 m。

(7)排澇條件發(fā)生改變。近年來進(jìn)行了城鄉(xiāng)防災(zāi)減災(zāi)工程的建設(shè)，城鎮(zhèn)堤防防御標(biāo)準(zhǔn)提高，堤圍加高，洪水歸槽，外河水位抬高，原排澇設(shè)施設(shè)計條件已經(jīng)發(fā)生較大改變，隨著城鎮(zhèn)防洪建設(shè)及城市化進(jìn)程的加快，水文情勢發(fā)生變化，因此排澇問題日顯突出。

3 治理任務(wù)及標(biāo)準(zhǔn)

本工程主要任務(wù)是防洪排澇。根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50201—2014)[1]結(jié)合鶴山市規(guī)劃等要求[2]，硯江河及其支流大崗河、石湖河、古蠶水的防洪標(biāo)準(zhǔn)均取20年一遇。

本地區(qū)所在流域?qū)僦榻侵薇┯甑蛥^(qū)，根據(jù)《治澇標(biāo)準(zhǔn)》(SL 723—2016)，重要城市澇區(qū)的設(shè)計暴雨重現(xiàn)期為10～20 a?？紤]到本工程受淹范圍大部分為城區(qū)或已規(guī)劃為城區(qū)，受災(zāi)害損失較大，本次暴雨重現(xiàn)期按澇區(qū)20 a，分別按平均排除法、排峰設(shè)計及暴雨強(qiáng)度公式進(jìn)行計算，綜合考慮鶴山經(jīng)濟(jì)、征地及運(yùn)行管理等實際，經(jīng)綜合比較，排澇標(biāo)準(zhǔn)按澇區(qū)20年一遇排峰進(jìn)行設(shè)計。

工程全部完成后，可提高硯江河及其支流防洪、排澇標(biāo)準(zhǔn)，極大的降低石湖居委會下轄的石田村、鳳亭工業(yè)區(qū)、石湖村、北江村、大江村、大園中心片和古橋村下轄的紅石村、仁和村、龍?zhí)锛肮判Q村委會下轄的古蠶村、何公嶺、新村等地的洪澇災(zāi)害損失，保護(hù)區(qū)域內(nèi)人民生命財產(chǎn)安全，促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的穩(wěn)定、持續(xù)、高速發(fā)展，具有顯著的社會經(jīng)濟(jì)效益。

4 治理措施

針對現(xiàn)狀存在問題及災(zāi)害成因分析，為解決鶴山市江沙公路鶴山大道至陳山高速口段及石湖居委會下轄的石田村、鳳亭工業(yè)區(qū)、石湖村、北江村、大江村、大園中心片和古橋村下轄的紅石村、仁和村、龍?zhí)锛肮判Q村委會下轄的古蠶村、何公嶺、新村等地的洪澇災(zāi)害問題，主要治理思路及措施如下。

(1)改善管涵、河渠行洪排澇能力。對現(xiàn)有淤塞管涵、硯江河及其支流大崗河、石湖河、古蠶水等全線進(jìn)行清淤疏浚，增加過水?dāng)嗝妫捎诤拥纼蓚?cè)大部分為擋墻，房屋(居民樓、工廠)或道路緊鄰河道，無法進(jìn)行拓寬，本次對河岸局部增設(shè)護(hù)岸措施，降低河道斷面糙率，提高行洪能力，降低水面線。

(2)提高堤圍防洪能力。對硯江河、大崗河、石湖河、古蠶水河道現(xiàn)狀兩岸高程不夠高的進(jìn)行加高、培厚或增加防洪墻，同時對現(xiàn)有排水渠出口未設(shè)閘門(拍門)的增設(shè)拍門，以形成封閉的防洪體系。

(3)對存在阻水的涉河建筑物進(jìn)行改擴(kuò)建等。硯江河人民東路橋涵胸墻存在阻水，需拆除現(xiàn)有胸墻及拍門等；江沙路鳳亭橋涵及大崗、石湖河、古蠶水橋涵過水?dāng)嗝娌蛔悖嬖诓煌潭茸杷?，本次在風(fēng)亭橋涵旁新建一排水箱涵，將澇水進(jìn)行分流，提高行洪能力，降低上面水面線，對其他小型排水涵進(jìn)行改擴(kuò)建。

(4)對河渠布置不合理，存在對沖河段進(jìn)行調(diào)整。硯江河與石湖河出口布置不合理，水流對沖，本次結(jié)合城市規(guī)劃要求進(jìn)行改道，改善水流流態(tài)，使河道行洪順暢。

(5)對地勢低洼、無法自排或排澇能力不足建筑物進(jìn)行新建或重建泵閘等[3]。

本次對結(jié)構(gòu)老化、殘舊或功能失效建筑物進(jìn)行重建，鳳亭工業(yè)區(qū)片、石湖小學(xué)片、清華苑、石田村、大江村、石湖村、大園中心片、古蠶村等澇區(qū)由于地勢低洼，當(dāng)遇外江洪水暴漲時，澇水無法自排，因此在以上澇區(qū)范圍內(nèi)分別增設(shè)電排站，將區(qū)域內(nèi)澇水及時排入石湖河或古蠶水，分散式布置能更及時將澇水進(jìn)行排除。碧桂園片區(qū)地勢較高，澇水主要通過山仔村等蓋板涵及石湖村、北江村明渠經(jīng)江沙公路過路涵后排入石湖河，在外江水位較高時，澇水無法排出，導(dǎo)致澇水集中在地勢較低的江沙公路，受淹嚴(yán)重，本次在江沙公路兩側(cè)新建排水明溝，使路面澇水及時進(jìn)入排水明溝，再通過新建箱涵將澇水通過新建泵站排入石湖河。

本次排澇計算暴雨重現(xiàn)期按澇區(qū)20 a，分別按平均排除法、排峰設(shè)計及暴雨強(qiáng)度公式進(jìn)行計算，綜合考慮鶴山經(jīng)濟(jì)、征地及運(yùn)行管理等實際，經(jīng)綜合比較，排澇標(biāo)準(zhǔn)按澇區(qū)20年一遇排峰進(jìn)行設(shè)計。結(jié)合現(xiàn)狀較為分散特點，泵站建設(shè)共12座，由于大部分位于城區(qū)，為了減少新增征地壓力，根據(jù)實際情況水泵采用常規(guī)軸流泵、潛水泵、閘門泵及一體化泵站等多種型式。

通過拆除河道下游人民東路橋涵的胸墻、對硯江河及其支流大崗河、石湖河、古蠶水進(jìn)行河道綜合治理及排水涵等進(jìn)行重建后，經(jīng)復(fù)核計算，在20年一遇水位工況下，硯江河水位平均降低0.47 m，大崗河水位降低1.09 m，石湖河水位降低0.52 m，古蠶水水位降低0.43 m，治理效果明顯。

5 結(jié) 論

本工程澇區(qū)已開工建設(shè)，河道清淤、管涵改擴(kuò)建等已完成，電排站等建設(shè)已進(jìn)行尾聲，根據(jù)近2年臺風(fēng)及暴雨期間觀察，澇水能及時進(jìn)入管涵或河道，行洪較為順暢，雖然電排站還沒開始發(fā)揮效益，新建的管涵等已起到蓄澇作用，江沙公路等未出現(xiàn)內(nèi)澇情況，工程防洪、排澇效果明顯，相信工程完工后，防洪排澇能力顯著提高，結(jié)合目前正在實施的綜合調(diào)度系統(tǒng)，澇區(qū)的洪澇災(zāi)害問題能得到很大程度上緩解。