【摘要】人類為了做到對(duì)洪水的有效防控,采取了在河道上游區(qū)域建造水壩的方式,通過此方式在上游地區(qū)蓄水,可以有效調(diào)節(jié)進(jìn)入下游的水流量,從而實(shí)現(xiàn)防洪的目的。水壩建造后會(huì)在水壩的上游不遠(yuǎn)處形成一座水庫(kù),依靠這座水庫(kù)可以做到汛期儲(chǔ)水、旱期放水,不僅防止洪水肆虐,還能預(yù)防連續(xù)干旱對(duì)流域造成損失。廣東省的防洪形勢(shì)雖然越來越好,但依然不夠樂觀。為了更加有效地做好防汛工作,可以采取定期定量泄水、補(bǔ)償調(diào)節(jié)泄水和錯(cuò)峰調(diào)洪的方式,而為了充分利用水壩在防洪中的作用,則可以采取確定防洪限制水位和高水位的方法。
【關(guān)鍵詞】水庫(kù);下游河道;洪水;控制;應(yīng)用
人類文明幾乎都發(fā)源于河流或湖泊這樣的淡水體系附近,說明人類的生存和發(fā)展都離不開淡水。雖然定居河流附近在取水和交通上都能獲得巨大便利,但風(fēng)險(xiǎn)也隨之相伴,而居住在河流附近所面臨的最大風(fēng)險(xiǎn)就是洪水。古埃及文明發(fā)源于尼羅河流域,但因尼羅河每年兩次的汛情導(dǎo)致埃及人必須定期撤離到距河岸很遠(yuǎn)的地方,等待洪水退去后才能重返家園,這無疑給當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)生活帶來了極大的負(fù)面影響。洪水的成因很簡(jiǎn)單,無非就是由于暴雨、冰川消融、風(fēng)暴潮等自然因素引發(fā)。洪水通常來勢(shì)兇猛,如果沒有提前預(yù)警,受到直接沖擊的人群基本難以生還;而即使能夠提前做好準(zhǔn)備,也會(huì)在洪水的襲擊中損失大量財(cái)產(chǎn),因此,防洪工作就顯得特別重要。
一、洪水災(zāi)害的影響
隨著人口的不斷增長(zhǎng),對(duì)環(huán)境的破壞也日益嚴(yán)重,由此帶來的一系列極端現(xiàn)象也越來越頻繁的上演。近年來,廣東省江門市境內(nèi),大量的土地和人口受到過洪水的嚴(yán)重影響,而由于洪水造成的損失則超過億元,具體的數(shù)據(jù)參見下表:
根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可以看出來,從1997年至1999年的三年時(shí)間里,江門市洪災(zāi)直接影響的人數(shù)、臨時(shí)疏散的人數(shù)以及造成的財(cái)產(chǎn)損失是比較痛心的。
洪災(zāi)在我國(guó)也是比較泛濫的,我國(guó)也因此成為世界上受洪災(zāi)影響最為嚴(yán)重的國(guó)家之一,防洪是我國(guó)要面對(duì)的艱巨任務(wù),尤其是對(duì)于江門市來說。據(jù)統(tǒng)計(jì),在1949年之前,江門市得到考證的洪災(zāi)就達(dá)70多次,1949年后因開始修建大量的水利設(shè)施,江門市洪災(zāi)的數(shù)量和規(guī)模都在顯著下降,但這樣的成果離高枕無憂還差的遠(yuǎn)。
二、我國(guó)防洪工作的現(xiàn)狀
(一) 流域防洪標(biāo)準(zhǔn)低
我國(guó)的大型河流例如黃河、長(zhǎng)江、漢江等對(duì)于抵御小規(guī)模的洪水基本沒有什么問題,可一旦遇到大規(guī)模的洪水就會(huì)顯得力不從心甚至迅速崩潰,比如1998年的那場(chǎng)特大洪水,其規(guī)模超過百年一遇,造成了建國(guó)以來最嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。大型河流尚且如此,小型河流就幾乎沒有辦法抵御洪水的沖擊,照此看來,江門市河流的防洪標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)是比較低的。另外,江門市位于西江與支流蓬江的交匯處,一旦發(fā)生特大規(guī)模的洪災(zāi),后果不堪設(shè)想。
(二) 城市防洪標(biāo)準(zhǔn)低
江門市面積已達(dá)9000多平方公里,人口已超過400萬,其中56%的人口一旦遇到洪災(zāi)必然立即受到?jīng)_擊,而能夠達(dá)到防洪最高要求的岸堤只有幾公里,大約占比37%。目前,我國(guó)的30個(gè)重點(diǎn)防洪城市當(dāng)中并沒有把江門市包含在內(nèi),如遇五十年一遇的洪災(zāi),江門市的防洪體系會(huì)瞬間崩潰,即使只是十年一遇的洪水,也會(huì)對(duì)江門市的防洪體系造成嚴(yán)重破壞。
(三) 河道行洪能力弱
在經(jīng)濟(jì)飛速增長(zhǎng)的大環(huán)境下,人們開始變得只重視城市本身的光鮮亮麗,而忽視了防洪措施。盲目地填湖阻河和大規(guī)模地砍伐森林對(duì)河道的行洪能力會(huì)造成極大的削弱,失去了湖泊的輔助,河流本身的行洪能力會(huì)大打折扣,而大面積的水土流失則會(huì)造成河床抬高,變相的增長(zhǎng)了水位,更加削弱了河流抵御洪水的能力。
(四) 蓄洪區(qū)發(fā)展過快
當(dāng)前,我國(guó)主要依靠岸堤和水壩防洪,但它們對(duì)于洪水的抵御能力依然較弱,所以能否有效運(yùn)用分蓄洪區(qū)仍然是防洪避災(zāi)的重要組成部分。廣東省為了降低洪災(zāi)對(duì)江門市的破壞,在潭江的水壩下游設(shè)立了很多分蓄洪區(qū),這些地區(qū)本不應(yīng)快速發(fā)展經(jīng)濟(jì),但如今這些分蓄洪區(qū)的人口和基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)逐漸形成規(guī)模,如果還按照當(dāng)初的設(shè)計(jì)往這一區(qū)域泄洪可能也會(huì)造成巨大的損失,這樣一來就為分洪工作帶來了不小的困難。
(五) 防洪工作不到位
防洪除了加強(qiáng)基礎(chǔ)建設(shè)以外,對(duì)洪峰的預(yù)測(cè)也是非常重要的,因此,做好氣象預(yù)報(bào)工作對(duì)于預(yù)防洪災(zāi)能起到一定的幫助。另外,合理的防洪、分洪規(guī)劃也亟待加強(qiáng),加快新分蓄洪區(qū)的選定以及加大建造水壩和岸堤的力度刻不容緩。雖然經(jīng)歷了1998年的特大洪災(zāi),但隨著大量水利工程的建成以及自然氣候恢復(fù)正常,廣東省又放松了對(duì)洪水的警惕性,為了盡可能地保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全,防洪意識(shí)絲毫也不能放松。
三、水庫(kù)及其下游河道對(duì)于防洪的貢獻(xiàn)
水庫(kù)是以攔截洪蓄水和調(diào)節(jié)水流為目的的水利工程,它是人類改造自然的杰作,對(duì)河道下游的防洪工作起到至關(guān)重要的作用,依靠它在防洪過程中的決定性作用,水庫(kù)成為了應(yīng)用最為廣泛的水利工程。水庫(kù)根據(jù)其在防洪時(shí)起到的作用可以分為兩種類型——蓄洪水庫(kù)和滯洪水庫(kù)。廣東省比較著名的蓄洪水庫(kù)有新豐江水庫(kù)、溪流河水庫(kù)等,通過開關(guān)閘門,這種水庫(kù)能夠任意控制進(jìn)入下游的水流量;而滯洪水庫(kù)的原理是使得汛期的洪水不能順利的通過水壩到達(dá)下游,而是會(huì)從泄水口流失一部分水量。就兩種水庫(kù)的實(shí)用性來說,蓄洪水庫(kù)的作用會(huì)更大,因?yàn)樗艽罅俊㈤L(zhǎng)時(shí)間的攔截大規(guī)模的洪水,然后以正常的水流量向下游傾瀉。
四、水庫(kù)及其下游河道控制洪水的應(yīng)用分析
(一) 固定泄量泄水
這種方式適用于下游有防洪任務(wù)的水庫(kù),當(dāng)水壩距離需要防洪的河段較近并且水壩上游河段內(nèi)洪水規(guī)模較小時(shí)可以采用此方法。固定泄量指的是水庫(kù)按照下游的防洪標(biāo)準(zhǔn)水位進(jìn)行泄洪調(diào)控,使下泄后河面不超過下游的防洪標(biāo)準(zhǔn)。這種泄洪方法比較簡(jiǎn)單,比較適用于水壩距離下游防洪河段較近的情況,所以對(duì)于在小型河流上建設(shè)的小型水壩來說,運(yùn)用這種方法會(huì)比較高效。但是現(xiàn)在國(guó)內(nèi)有很多大型的水壩,它們基本上要控制整條江河的下游區(qū)域,影響范圍巨大,對(duì)于這種水壩來說,采用固定泄量的方式泄水就顯得不能滿足防洪要求,因此這種水壩就不能采取固定泄量泄水的方法。
(二) 補(bǔ)償調(diào)節(jié)泄水
針對(duì)那些控制著廣泛流域的水壩來說,不僅要重視整體的防洪情況,對(duì)于小范圍內(nèi)的洪水也應(yīng)該予以足夠的重視,因此,補(bǔ)償調(diào)節(jié)泄水的方法就是這種水壩最好的選擇。如果洪水不足以超過下游的防洪刻度線時(shí),水庫(kù)可以根據(jù)上游區(qū)域的洪水流量來控制泄水的流量,目的是使泄至下游的水流量加上上游洪水流量的總和不會(huì)超過防洪控制區(qū)域的安全泄量。值得注意的是,只有在保證水壩泄下的水流在泄水集流形成之前到達(dá)防洪控制區(qū)域這一條件的前提下,才能進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)式的防洪泄水,否則就不能獲得相關(guān)信息以確定從水壩泄下的水流量的不同大小相對(duì)應(yīng)的流向信息。
(三) 錯(cuò)峰調(diào)洪
雖然固定泄量和補(bǔ)償調(diào)節(jié)泄水的方法有著很多的優(yōu)勢(shì),但畢竟還是在一種比較理想化的情況下才能實(shí)施的,這兩種方法受到的限制條件較多,如果在防洪泄水時(shí)對(duì)精度的要求很高,就不能采用以上兩種泄洪方式,因?yàn)楸仨毧紤]下游河段的洪水峰值和洪峰出現(xiàn)時(shí)間點(diǎn)的誤差。采用錯(cuò)峰調(diào)洪的方式可以精確控制下游洪峰的時(shí)間和水位,它的基本方法是水庫(kù)在泄水時(shí),根據(jù)河段洪峰的流量可能出現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn),按更小的流量泄水,這樣可以有效避免下游河道的總水量超過防洪規(guī)定的安全水位。如果采用錯(cuò)峰調(diào)洪的方式,就必須準(zhǔn)確計(jì)算下游現(xiàn)有水量和防洪標(biāo)準(zhǔn)水量的差距,根據(jù)不斷變化的情況調(diào)整泄洪的水量。一般情況下,泄洪時(shí)可以依據(jù)下游河段的防洪規(guī)定,根據(jù)現(xiàn)有水量來確定水庫(kù)最高可以放出的水量。當(dāng)汛期狀況不具備補(bǔ)償調(diào)節(jié)條件時(shí),就必須采用錯(cuò)峰調(diào)洪的方法實(shí)施防洪措施。錯(cuò)峰調(diào)洪對(duì)操作人員的經(jīng)驗(yàn)要求很高,但是本身是比較安全可靠的。
(四) 防洪限制水位和高水位的確定
防洪限制水位是水庫(kù)正常儲(chǔ)水的最高水位,在調(diào)洪時(shí)作為水庫(kù)的初始水位計(jì)算,在確定防洪限制水位時(shí)要注意的是,如果未到汛期或汛期已過,應(yīng)該嚴(yán)格控制水庫(kù)的水位絕對(duì)不可以超過防洪限制水位,否則就難以應(yīng)付汛期到來時(shí)巨大的水流量。
五、結(jié)語
水乃生命之源,水利工程是民生大計(jì),當(dāng)我們?yōu)榱烁憷厝∷瓦\(yùn)輸選擇在河流邊建立聚居地的同時(shí),就好對(duì)洪水的侵襲做好充分的思想準(zhǔn)備。如今,處于流域上的城市很多都發(fā)展迅速,人口密集,一旦受到洪水攻擊將造成難以想象的恐怖后果,因此,加強(qiáng)防洪安全的建設(shè)和預(yù)警工作是水利部門必須優(yōu)先重視的目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
[1]王磊,張滕飛.水利施工工程質(zhì)量的管理控制[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2015,(25):2626-2627.
[2]劉永昌.淺析水閘施工管理控制[J].建材發(fā)展導(dǎo)向(下),2013,(1):201.
[3]王曉玲,孫小沛,周正印等.高填方渠道潰堤洪水三維風(fēng)險(xiǎn)圖研究[J].天津大學(xué)學(xué)報(bào),2015,48(8):697-707.