李城涵,孫 晨,宋抗抗
(1.山東水文水環(huán)境科技有限公司,山東濟南 250014;2.山東省水利勘測設計院有限公司,山東濟南 250014)
河道防御洪水方案是在現(xiàn)有防洪工程設施條件下,針對可能發(fā)生的現(xiàn)狀標準內(nèi)洪水和超標準洪水,預先制定的對策方案,為防汛指揮部實施防洪調(diào)度、搶險救災、有計劃有準備地防御洪澇災害提供決策依據(jù)。巨峰河是日照市重點中型河道,文章以巨峰河為實例,總結(jié)概括防御洪水方案編制的關鍵問題,為今后的方案編制提供經(jīng)驗參考。
巨峰河發(fā)源于巨峰水庫上游的甲子山南坡,屬淮河流域濱海水系,為獨流入海河道。巨峰河在東港區(qū)濤雒鎮(zhèn)大劉莊村分流成南店河和竹子河,竹子河為巨峰河主流??偭饔蛎娣e222 km2,干流長34 km,干流平均比降1.66‰。流域內(nèi)有中型水庫1 座(巨峰水庫),?。?)型水庫1 座(土山河水庫),?。?)型水庫16 座,總庫容為1 782.72 萬m3,興利庫容1 161.83 萬m3。巨峰河干流段有攔河閘壩16 座,橡膠壩2 座,其中巨峰河橡膠壩由嵐山區(qū)水利局調(diào)度,棧子橡膠壩由東港區(qū)水利局調(diào)度。
巨峰河屬雨洪河流,洪水主要集中在汛期,河道流量隨季節(jié)變化,枯水季節(jié)河道流量很小。河道上游靠近山丘嶺坡,溝溪源短,坡陡流急;中下游地勢較平坦,河道行洪速度相對較緩慢。巨峰河是一條獨流入海河道,由于受臺風登陸的影響,常出現(xiàn)大暴雨及風暴潮。由于入??谔幒拥罃嗝妾M窄,淤積嚴重,河道洪水遇風暴潮頂托,渲泄不通,海水倒灌,抬高河道入??谒?,造成內(nèi)澇和漬害,對沿海船只、碼頭、土地造成危害。
巨峰河歷史上發(fā)生過兩次大洪水:1975 年8月14 日,流域內(nèi)24 h 普降特大暴雨,造成河堤漫溢決口,上萬畝土地被淹,8 個村莊進水,千余間房屋倒塌;2020 年受副高邊緣西南暖濕氣流影響,日照市多次普降暴雨,巨峰河李家潭崖水文站8 月14 日8 時實測流量620 m3/s,沖毀4 座攔河壩,分別是邱后攔河壩、新華攔河壩、劉家莊攔河壩、賈桃園攔河壩。
新華村東河道右岸的凹岸處堤防較薄,堤身不明顯;水木頭村東北青日連鐵路橋處右岸凹岸堤身模糊,右岸有大量農(nóng)田;東港區(qū)與嵐山區(qū)邊界處、下游入??谔?,由于河道治理過程中遷占賠償工作不到位,局部河段存在堤頂高度不足或無堤。
平家村西、平家村南、苗家村南漫水橋等漫水橋底高程低于設計洪水位,影響過洪,且漫水橋引道高于灘地,高水位行洪時阻水嚴重。
沿河群眾為方便農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及交通進行人為扒口,或者建筑物引路為河道灘地與堤防的順接處,使堤防高程明顯低于鄰近上、下游,存在堤防路缺口。
主要支流土山河、青墩河、柳古莊河、高旺河匯入口未設置控制性建筑物,汛期遭遇大洪水時易發(fā)生倒漾。支流與干流匯流處缺少必要的順堤橋,導致堤防不連續(xù),交通不便。
巨峰河干流沿線配備視頻監(jiān)控較少,沿河監(jiān)管方式主要依靠水管員的日常巡查,無法做到實時動態(tài)監(jiān)管。
綜合考慮江河洪水特性、防洪工程狀況、重點保護對象等因素,確定若干防洪控制斷面。以控制節(jié)點的水位(流量),作為臨近河段不同量級洪水的判定標準。根據(jù)經(jīng)驗,一般選取水文站或典型建筑物作為控制斷面。根據(jù)《山東省大型河道防御洪水方案編制大綱》(山東省水利廳,2022年3 月),警戒水位一般取漫灘水位(山區(qū)河道)或設計排澇水位(平原河道)。保證水位一般取河道的設計防洪水位,同一條河流不同河段有不同的設防標準,則進行分段控制,從上游到下游逐段制定保證水位。巨峰河干流的設計防洪標準為20 年一遇,警戒水位取灘地高程,保證水位取20 年一遇設計洪水位,控制斷面選取典型橋壩,見表1。
表1 巨峰河流域主要控制斷面與防洪指標
根據(jù)洪水大小分為三級:一般洪水,河道洪水低于警戒水位(灘地高程);現(xiàn)狀標準內(nèi)洪水,河道洪水超過警戒水位,但低于保證水位(20 年一遇);超標準洪水,巨峰河上下游防洪標準均為20 年一遇,以設計防洪標準的上一個量級30 年一遇作為巨峰河超標準洪水。巨峰河基于GIS 軟件及河道水面線成果繪制超標準洪水淹沒風險圖,統(tǒng)計受災區(qū)域,科學安排轉(zhuǎn)移路線。
當河道出現(xiàn)一般洪水時,洪水未出現(xiàn)漫溢,不會對周邊村莊形成破壞,但是部分險工段可能會發(fā)生淘刷險情。河道管理單位應加強監(jiān)測和巡視檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時上報市水利局和相關區(qū)防汛指揮部,并立即組織常備隊搶險。險工險段容易出現(xiàn)的險情有坦石坍塌、河坡失穩(wěn)等。一般的坦石坍塌宜采用拋石(大塊石)的搶護,依次由下層向上層拋投,并向兩邊展開。隨拋隨測,使水下拋石坡度達到穩(wěn)定坡度(一般為1∶1~1∶1.5)為止,直至高出水面1 m 停止。
當河道洪水低于警戒指標時,由東港區(qū)、嵐山區(qū)防指組織水利常備隊,做好工程巡查以及工程險情的處置,并報日照市防汛指揮機構(gòu)備案。
當河道出現(xiàn)現(xiàn)狀標準內(nèi)洪水時,流域干流中下游大部分河段堤防臨水,入??谔幯睾9穬?nèi)側(cè)的廠房道路、平家村附近灘地道路等被淹沒。薄弱堤段、險工險段、缺口可能出險。如遇全流域性或局部大洪水,由于此時河道水位較高,受洪水的頂托,支流土山河、青墩河、柳古莊河、高旺河入巨峰河口可能發(fā)生倒灌,內(nèi)澇水長期不能自排入河,將出現(xiàn)嚴重的洪澇災害。汛前應組織、培訓好足夠的搶險人員,并在支流入口附近提前劃定取土范圍,備足木樁、編織袋及施工機械等,一旦發(fā)生洪水倒灌險情,應迅速運用機械進行打樁處理,固定根基,再拋投石塊或用編織袋和麻袋等迅速取土進行封堵,防止洪水漫溢。
發(fā)生現(xiàn)狀標準內(nèi)洪水時,由日照市防汛抗旱指揮部統(tǒng)一組織區(qū)縣防汛抗旱指揮部,協(xié)調(diào)行動,同戰(zhàn)洪水。充分利用河道堤防防洪,發(fā)揮河道的泄洪作用。上游水庫盡可能發(fā)揮水庫攔洪作用,減小下泄洪水。
當超標準洪水發(fā)生時,往往內(nèi)外皆澇,外水排不進河道,洪水下泄較慢,受災害持續(xù)時間延長,此時河道處于超保證水位狀態(tài)下運行,堤外積澇成災。大部分河邊道路、生產(chǎn)橋被淹沒,險工段及支流裹頭處薄弱堤段險情隱患更加嚴重;土山河、柳古莊河等多個支流因無控制性建筑物出現(xiàn)倒灌嚴重現(xiàn)象,甚至漫溢。沿河兩岸村莊積水嚴重,存在被淹沒風險。如果發(fā)生漫堤潰堤,由于巨峰河兩岸地勢低洼,洪水逐漸向外漫溢,一段時間后會淹沒341、222 省道、兗石鐵路、瓦日鐵路、魯南高鐵、沈海高速等交通干線及其它重要設施等,致使交通中斷。
發(fā)生超標準洪水時,根據(jù)繪制的超標準洪水淹沒風險圖,東港區(qū)濤雒鎮(zhèn)35 個村莊、嵐山區(qū)巨峰鎮(zhèn)41 個村莊的5.4 萬人存在被淹沒風險,需立即組織超標洪水風險區(qū)的群眾轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移措施與轉(zhuǎn)移路線如下:第一,處于淹沒線附近的村莊、工礦企業(yè)人員可采用徒步轉(zhuǎn)移,就近往高處避難;可采用人工攜帶、機動車搬運等方式進行財產(chǎn)轉(zhuǎn)移。第二,距離淹沒線較遠的村莊、工礦企業(yè)人員的轉(zhuǎn)移應采用汽車運輸?shù)姆绞?,就近運至淹沒線以外的高地避難;可采用機動車運輸?shù)姆绞竭M行財產(chǎn)轉(zhuǎn)移。組織搶險隊伍搶筑子堤,子堤需超出水位2 m,尤其是無控制性建筑物的支流匯入口,視現(xiàn)場情況搶筑子堤,做到水漲堤高,充分利用河道強迫行洪,做好重要險工險段防守。
發(fā)生超標準洪水時,要由日照市政府、日照市防汛抗旱指揮部統(tǒng)一指揮調(diào)度,日照市防汛抗旱指揮部要立即向市委、市政府匯報河道的汛情,并召開防汛會商會、研究部署抗洪搶險及救災工作。此時防汛進入緊急狀態(tài)。市政府和沿河縣區(qū)行政首長親臨現(xiàn)場指揮,立即成立現(xiàn)場搶險指揮部。東港區(qū)、嵐山區(qū)防指成員單位的負責人立即上崗到位,聽從日照市防汛抗旱指揮部的統(tǒng)一指揮。區(qū)防汛抗旱指揮部主動和當?shù)伛v軍聯(lián)系,通報汛情,必要時請求解放軍、武警部隊參與抗洪搶險,軍民聯(lián)合共同防守。
針對巨峰河防洪薄弱環(huán)節(jié)以及現(xiàn)狀存在的其它問題,提出以下措施及建議:在入??谔帯⒅杏螀^(qū)界處無堤段新建堤防,建筑物引路堤防缺失段進行培高加固;對支流口以及入??诙芜M行清淤疏浚;新建土山河、青墩河、柳古莊河、高旺河等支流口順堤橋,方便防汛搶險工作;改建平家村西、平家村南、苗家村南漫水橋為平板生產(chǎn)橋,減少橋梁阻水;加強河流智慧化建設,在重要堤段、閘壩等水工建筑物處設置必要的監(jiān)控視頻設備;建議汛前加強物料儲備。
通過對日照市巨峰河進行實例分析,總結(jié)河道防御洪水方案編制的關鍵問題有以下幾方面:充分了解河道暴雨洪水特性、現(xiàn)狀工程情況,對水庫、攔河閘壩等調(diào)蓄工程及堤防建設情況進行梳理,歸納河道防洪薄弱環(huán)節(jié);提出河道主要控制斷面及其防洪特征指標;進行洪水分級,以洪水風險分析為基礎,提出相應的風險處置措施和方案;對于超標準洪水,通過繪制洪水淹沒風險圖統(tǒng)計洪水的淹沒影響的村莊及人口,為群眾的安全轉(zhuǎn)移提供依據(jù);針對河道防洪薄弱環(huán)節(jié)提出措施及建議。