李德龍，黃 萍，許小華

(1.江西省水利科學(xué)研究院 信息與自動(dòng)化研究所，南昌 330029； 2.河海大學(xué) 水文水資源與水利工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210098)

江西省地形南高北低，受暴雨、臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害性天氣影響，南部區(qū)域發(fā)生洪水次數(shù)較多。據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，1950年以來(lái)江西省共發(fā)生19次大洪水，其中1954、1998、2010年發(fā)生了流域性大洪水。洪水災(zāi)害給我省社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生命財(cái)產(chǎn)安全等方面帶來(lái)嚴(yán)重影響，造成了巨大損失，當(dāng)前已成為我省防洪減災(zāi)中突出問(wèn)題。防洪保護(hù)區(qū)是我省非常重要的防洪工程措施，其堤防不僅可以保護(hù)區(qū)域人民生命財(cái)產(chǎn)，還具有一定調(diào)蓄作用。但一旦發(fā)生潰堤，保護(hù)區(qū)內(nèi)民眾生命安全將面臨重大風(fēng)險(xiǎn)，如何有效的轉(zhuǎn)移安置群眾也因此備受關(guān)注[1,2]。

本文基于2014年度洪水風(fēng)險(xiǎn)圖項(xiàng)目編制成果，以蔣巷聯(lián)圩防洪保護(hù)區(qū)為研究對(duì)象，選取淹沒(méi)區(qū)內(nèi)高焰山潰口遭遇贛江50年一遇(2010年型)和湖口站水位為22.5 m(吳淞高程)組合洪水(最大量級(jí)洪水)工況，研究分析蔣巷聯(lián)圩防洪保護(hù)區(qū)人口避洪轉(zhuǎn)移情況，并繪制避洪轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)圖。

1 區(qū)域概況

蔣巷聯(lián)圩是江西省鄱陽(yáng)湖區(qū)重點(diǎn)堤防之一，地處贛江尾閭，位于贛江南支和中支之間，東臨鄱陽(yáng)湖，西傍南昌市，是一個(gè)四面環(huán)水、地勢(shì)低洼的獨(dú)圩島鄉(xiāng)(見(jiàn)圖1)。圩內(nèi)面積149.86 km2(含黃湖蓄滯洪區(qū)面積為49.28 km2)。東西長(zhǎng)39 km，南北寬4～6 km，防洪堤線總長(zhǎng)94.355 km，分為蔣巷聯(lián)圩內(nèi)圩與黃湖蓄滯洪區(qū)。圩區(qū)屬南昌縣蔣巷鎮(zhèn)管理，與南昌市昌南城區(qū)一江之隔，現(xiàn)有豫章大橋和京福高速路橋與昌南區(qū)域相連，區(qū)內(nèi)現(xiàn)有省級(jí)大型企業(yè)6家，有京福高速公路通過(guò)，圩區(qū)為南昌縣糧食生產(chǎn)基地之一，也是南昌市蔬菜主要供應(yīng)基地之一。依據(jù)2013年的統(tǒng)計(jì)年鑒資料，保護(hù)區(qū)內(nèi)人口約9.42萬(wàn)人，地區(qū)生產(chǎn)總值20.25 億元，耕地0.96 萬(wàn)hm2。

圖1 蔣巷聯(lián)圩防洪保護(hù)區(qū)示意圖

2 洪源分析及最大量級(jí)洪水選取

蔣巷聯(lián)圩防洪保護(hù)區(qū)可能的外來(lái)洪水來(lái)源贛江洪水和鄱陽(yáng)湖洪水。贛江洪水為贛江南支洪水、中支洪水，鄱陽(yáng)湖洪水為鄱陽(yáng)湖高洪水位頂托引起的鄱陽(yáng)湖濱湖段及贛江尾閭段超高水位。

贛江為江西省第一大河流，自南向北縱貫全省，主河道長(zhǎng)766 km，集雨面積80 948 km2(外洲水文站以上)。贛江發(fā)源于江西、福建兩省交界處石城縣的石寮崠，流經(jīng)贛州、吉安、豐城，在南昌的八一橋下自南向北分成南支、中支、北支(北支又分成三老官河和官港河)和主支共四支分別注入鄱陽(yáng)湖。其中贛江主支經(jīng)樵舍、昌邑，過(guò)吳城鎮(zhèn)后匯入鄱陽(yáng)湖；贛江北支于下堡閔家分成官港河和三老官河匯入鄱陽(yáng)湖。

贛江贛州以上為上游河段，河長(zhǎng)255 km，平均比降0.36%；贛州至新干為中游，河長(zhǎng)303 km，均比降0.022%；新干以下為下游，至吳城河長(zhǎng)208 km，平均比降0.008%。贛江南支與中支所夾區(qū)域即為蔣巷聯(lián)圩所在地。

鄱陽(yáng)湖地處長(zhǎng)江南岸中下游交界處，為過(guò)水性吞吐型湖泊，是我國(guó)最大的淡水湖泊。它承納贛江、撫河、信江、饒河、修河五大河流之來(lái)水，經(jīng)調(diào)蓄后經(jīng)湖口注入長(zhǎng)江。鄱陽(yáng)湖為季節(jié)性湖泊，高水湖相，低水河相，湖水位變化受五河及長(zhǎng)江來(lái)水的雙重影響，每當(dāng)洪水季節(jié)，水位升高，湖面寬闊，茫茫一片；枯水季節(jié)，水位下降，湖水落槽，湖灘顯露，湖面變小，蜿蜒一線，與河道無(wú)異。鄱陽(yáng)湖地區(qū)地勢(shì)低平，四周山丘環(huán)繞，在九江、湖口間向北開(kāi)敞。鄱陽(yáng)湖濱湖地區(qū)地勢(shì)低洼，地面高程一般為13～17 m，微向湖傾斜，縱坡降0.006～0.010%。鄱陽(yáng)湖水系流域面積16.22 萬(wàn)km2，約占長(zhǎng)江流域面積的9%。

2.1 洪水量級(jí)方案

通過(guò)綜合分析，結(jié)合保護(hù)區(qū)內(nèi)河道的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)(20年一遇)和蔣巷聯(lián)圩防洪保護(hù)區(qū)湖堤防御相應(yīng)鄱陽(yáng)湖湖口22.5 m對(duì)應(yīng)水位，河道洪水量級(jí)取該設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)及其以上相應(yīng)洪水等級(jí)作為模擬洪水量級(jí)，且根據(jù)《長(zhǎng)江流域防洪規(guī)劃》，湖口分洪控制水位22.5 m(吳淞高程)，則洪水量級(jí)設(shè)置為：贛江，20年一遇、50年一遇洪水；鄱陽(yáng)湖，湖口22.5 m(吳淞高程)高洪水位。贛江洪水設(shè)計(jì)流量依據(jù)站為外洲水文站。

2.2 洪水遭遇組合方案

蔣巷聯(lián)圩防洪保護(hù)區(qū)受贛江洪水和鄱陽(yáng)湖水位共同影響，根據(jù)鄱陽(yáng)湖水位條件和贛江洪水來(lái)流量，且湖口站近50多年來(lái)年最高水位中只有1998年超過(guò)22.50 m達(dá)到22.58 m(吳淞高程)，贛江外洲站2010年6月22日發(fā)生近五十多年來(lái)最大洪峰，按最不利洪水組合條件，蔣巷聯(lián)圩防洪保護(hù)區(qū)遭遇洪水組合方案為：河道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)20年一遇洪水與湖口22.5 m高洪水位；河道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)50年一遇洪水與戶口22.5 m高洪水位。

2.3 潰口設(shè)定

潰口位置選擇主要根據(jù)：歷史上出現(xiàn)過(guò)險(xiǎn)工情況的位置；結(jié)合洪水量和地形，選取對(duì)保護(hù)區(qū)影響大的位置；綜合河勢(shì)地形、工程狀況，選擇堤身薄弱、地質(zhì)條件差的位置；考慮各種情況組合最不利的位置。

考慮蔣巷聯(lián)圩防洪保護(hù)區(qū)1961、1962、1973年均有潰決，結(jié)合歷史潰口及險(xiǎn)工段分析，蔣巷聯(lián)圩位于贛江中支右岸、贛江南支左岸，鄱陽(yáng)湖左岸堤防均有險(xiǎn)工險(xiǎn)段分布，設(shè)置潰口分別為：臨贛江中支的高焰山(樁號(hào)7+450～7+950)、巷口窯(樁號(hào)26+500～27+300)，臨鄱陽(yáng)湖的五豐東垱(樁號(hào)44+900～45+200)。潰口情況見(jiàn)圖2。

圖2 蔣巷聯(lián)圩防洪保護(hù)區(qū)外洪潰口位置示意圖

2.4 最大量級(jí)洪水選取

依據(jù)蔣巷防洪保護(hù)區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)圖編制成果，外洪洪水模擬計(jì)算方案有18組，其中河洪為主洪水6組，湖洪為主洪水6組，組合洪水6組。經(jīng)模擬計(jì)算分析后，選取高焰山潰口遭遇贛江50年一遇(2010年型)和湖口站水位為22.5 m(吳淞高程)組合洪水為最大量級(jí)，該方案潰口瞬時(shí)最大流量為4 295.06 m3/s，不考慮區(qū)間降雨，淹沒(méi)范圍內(nèi)最大水深為8.39 m，保護(hù)區(qū)內(nèi)淹沒(méi)面積達(dá)68.73 km2。

3 避洪轉(zhuǎn)移分析

參照相關(guān)文獻(xiàn)[3,4]，以洪水分析和影響分析為基礎(chǔ)，開(kāi)展避洪轉(zhuǎn)移分析工作相關(guān)內(nèi)容。編制避險(xiǎn)轉(zhuǎn)移圖主要包括危險(xiǎn)區(qū)與轉(zhuǎn)移單元確定、資料收集和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、避險(xiǎn)轉(zhuǎn)移方案制定、檢驗(yàn)核實(shí)、避險(xiǎn)轉(zhuǎn)移圖件繪制等內(nèi)容，如圖3所示。

3.1 危險(xiǎn)區(qū)及轉(zhuǎn)移單元確定

(1)危險(xiǎn)區(qū)確定。對(duì)于防洪保護(hù)區(qū)，危險(xiǎn)區(qū)原則上可分為現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)危險(xiǎn)區(qū)和最大量級(jí)洪水危險(xiǎn)區(qū)，分別按照所有計(jì)算方案的淹沒(méi)外包范圍確定[6]。結(jié)合蔣巷聯(lián)圩防洪保護(hù)區(qū)的特點(diǎn)，本文以洪水分析中的最大量級(jí)洪水的淹沒(méi)范圍作為危險(xiǎn)區(qū)，以所有外來(lái)洪水方案淹沒(méi)范圍疊加確定最大淹沒(méi)外包范圍，以此確定危險(xiǎn)區(qū)，如圖4所示，圖4藍(lán)色區(qū)域?yàn)楸狙芯繀^(qū)域可能的最大淹沒(méi)范圍。

圖3 避洪轉(zhuǎn)移圖編制工作基本流程

圖4 最大淹沒(méi)范圍及危險(xiǎn)區(qū)

(2)轉(zhuǎn)移單元確定。由于區(qū)內(nèi)保護(hù)面積相對(duì)較小，為更好的詳細(xì)分析避洪轉(zhuǎn)移人數(shù)及安置等情況，本文選取行政村為轉(zhuǎn)移單元。綜合考慮保護(hù)區(qū)危險(xiǎn)區(qū)范圍、居民地分布和南昌縣蔣巷鎮(zhèn)2013年度國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)資料，統(tǒng)計(jì)了各轉(zhuǎn)移單元內(nèi)的轉(zhuǎn)移人口，共涉及14個(gè)行政村。

3.2 轉(zhuǎn)移方式選擇

在避洪轉(zhuǎn)移方案研究中，先確定轉(zhuǎn)移方式的選擇。在避洪轉(zhuǎn)移安置的方式中，可分為就地安置和異地安置兩類。防洪保護(hù)區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)移安置應(yīng)遵守兩種原則[5]。

(1)從淹沒(méi)水深圖和洪水流速圖中選擇滿足水深≥1.0 m或流速≥0.5 m/s條件的區(qū)域作為轉(zhuǎn)移安置區(qū)域。

(2)不滿足就地安置條件的區(qū)域可采取轉(zhuǎn)移安置方式。如區(qū)域面積較大、洪水前鋒演進(jìn)時(shí)間超過(guò)24 h，按洪水前鋒到達(dá)時(shí)間<12 h，12～24 h和>24 h 3個(gè)區(qū)間劃定分批轉(zhuǎn)移分區(qū)。通過(guò)將洪水前鋒到達(dá)時(shí)間圖與房屋村界要素進(jìn)行疊加，利用ArcGIS軟件進(jìn)行篩選，以此得到不同村莊對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)移批次。流程圖見(jiàn)圖5。

圖5 轉(zhuǎn)移方式設(shè)置流程圖

3.3 規(guī)劃安置場(chǎng)所

避洪轉(zhuǎn)移安置場(chǎng)所一般選擇不受洪水影響的公園、學(xué)校運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等開(kāi)闊空曠的區(qū)域。根據(jù)洪水淹沒(méi)情況，結(jié)合安置場(chǎng)所的布局及容納能力，以能充分容納可能轉(zhuǎn)移的最大人口數(shù)為衡量標(biāo)準(zhǔn)，在充分考慮就地避洪的基礎(chǔ)上，沿可能最大淹沒(méi)水深包絡(luò)范圍周邊選擇轉(zhuǎn)移安置場(chǎng)所，安置場(chǎng)所盡可能選擇在能夠提供一定生活保障設(shè)施的公園和學(xué)校運(yùn)動(dòng)場(chǎng)。將避洪轉(zhuǎn)移人員與安置場(chǎng)所根據(jù)空間距離關(guān)系進(jìn)行匹配，并考慮安置區(qū)的相應(yīng)容量，若所選擇的安置區(qū)容納能力仍然不足，則需考慮規(guī)劃設(shè)置獨(dú)立的安置場(chǎng)所或轉(zhuǎn)移到外區(qū)域進(jìn)行安置。基于GIS軟件，

利用空間分析方法劃定相應(yīng)的安置場(chǎng)所。

安置場(chǎng)所要綜合考慮安置場(chǎng)所具體位置、各安置場(chǎng)所的人口容納能力和各安置場(chǎng)所對(duì)外交通容量等，必要時(shí)規(guī)劃建設(shè)相應(yīng)交通道路。除安全區(qū)及安全樓以外，附近的高地、學(xué)校、廣場(chǎng)、公園、衛(wèi)生院等空曠場(chǎng)所也可進(jìn)行人口安置。在分析中，對(duì)轉(zhuǎn)移人員采取集中和分散安置相結(jié)合的方式妥善安置。就地安置主要考慮由村民自行選擇距離其居住地最近的未淹沒(méi)區(qū)域，或投親靠友和未受災(zāi)村民。轉(zhuǎn)移安置區(qū)域以所在村或臨村有淹沒(méi)水深為零的區(qū)域設(shè)置。本文最終選擇的安置點(diǎn)如圖6所示。

4 轉(zhuǎn)移分析結(jié)果

根據(jù)洪水分析成果就相關(guān)依據(jù)，分析轉(zhuǎn)移安置的人口不大于2.69萬(wàn)人。本避洪轉(zhuǎn)移方案擬在本保護(hù)區(qū)內(nèi)、淹沒(méi)范圍以外，就近堤防高地、附近鄉(xiāng)鎮(zhèn)上的學(xué)校、廣場(chǎng)及公共空地等場(chǎng)所作為安置場(chǎng)所。以建筑物內(nèi)人均面積不低于3 m2，室外空地人均面積不低于8 m2的原則制定避洪轉(zhuǎn)移方案。蔣巷聯(lián)圩防洪保護(hù)區(qū)各轉(zhuǎn)移單元與安置區(qū)對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1和圖7所示。

圖6 保護(hù)區(qū)內(nèi)安置區(qū)分布

5 結(jié) 語(yǔ)

本文以蔣巷聯(lián)圩防洪保護(hù)區(qū)為實(shí)例，分析研究區(qū)內(nèi)避洪轉(zhuǎn)移方案，明確了區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)移人口、轉(zhuǎn)移路線及安置地點(diǎn)。主要得出以下結(jié)論：區(qū)內(nèi)發(fā)生洪水時(shí)，避洪轉(zhuǎn)移應(yīng)始終遵守就近原則，短時(shí)間內(nèi)快速保障生命財(cái)產(chǎn)安全；將人口轉(zhuǎn)移安置到學(xué)校等空曠區(qū)域或高地等不易被洪水淹沒(méi)區(qū)域；該防洪保護(hù)區(qū)避洪轉(zhuǎn)移分析結(jié)果可有效指導(dǎo)該地相關(guān)部門搶險(xiǎn)救援工作，可為防汛提供決策依據(jù)。

表1 高焰山潰口轉(zhuǎn)移單元-安置區(qū)-轉(zhuǎn)移路線對(duì)應(yīng)關(guān)系

圖7 蔣巷聯(lián)圩防洪保護(hù)區(qū)高焰山潰口避洪轉(zhuǎn)移圖