陳 佳
(湘潭水文水資源勘測(cè)中心,湖南 湘潭 411100)
湘潭,湖南省轄地級(jí)市,簡(jiǎn)稱潭,因盛產(chǎn)湘蓮而別稱“蓮城”,又稱“潭城”,位于湖南省的中部偏東地區(qū),湘江下游,地跨東經(jīng)111°58′~113°05′,北緯27°21′~28°05′。湘潭市東西最大橫距108 km,南北最大縱距81 km;北連寧鄉(xiāng)縣、望城縣、長(zhǎng)沙縣,南與衡東縣、衡山縣、株洲縣交界,東接株洲市區(qū)、株洲縣,西與雙峰縣、漣源縣接壤。全市總面積5 006 km2,下轄湘潭縣、韶山市、湘鄉(xiāng)市、雨湖區(qū)、岳塘區(qū)5個(gè)縣(市)區(qū)。
湘潭市總的地貌輪廓是北、西、南地勢(shì)高,中部、東部地勢(shì)低平,但地勢(shì)起伏較為平緩,反差強(qiáng)度不大,近80%的面積在海拔150 m以下(見(jiàn)圖1)。地貌類型多樣,山地、丘陵、崗地、平原、水面俱備。湘潭市域內(nèi)為典型的低山-丘陵地貌,屬溈山、衡山、涓水盆地相間的盆嶺山系,地貌輪廓是北、西、南地勢(shì)較高,有韶峰、褒忠山、昌山、曉霞山四山為主體的中低山環(huán)繞;中、東部地勢(shì)低平,有湘江和漣、涓兩水為主體的水系分布。全市以“四山一江兩水”為骨架組成了向東北開(kāi)口的山丘盆地地勢(shì)。
圖1 湘潭市高程分布圖
市區(qū)坐落于盆地開(kāi)口處湘江下游的河谷平原上,最高點(diǎn)位于西部的褒忠山,海拔793 m,最低點(diǎn)在昭山腳下的金馬洲,海拔30.7 m,大致可以分為構(gòu)造侵蝕低山-丘陵地貌、構(gòu)造侵蝕剝蝕中低丘陵地貌、侵蝕堆積河谷平原地貌三種地貌類型。
本次湘潭市城區(qū)超標(biāo)洪水防洪風(fēng)險(xiǎn)分析涉及范圍主要為雨湖區(qū)、岳塘區(qū)、湘潭縣范圍的湘江兩岸部分,總面積1 069 km2。
湘潭市洪澇災(zāi)害頻繁,新中國(guó)成立以來(lái),出現(xiàn)多次洪澇災(zāi)害,其中以1954年、1969年、1994年、1995年、1998年、2010年,2016年、2017年、2019年洪澇災(zāi)害比較典型?,F(xiàn)將2017年和2019年洪澇災(zāi)害進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
1)2017年洪澇災(zāi)害情況(見(jiàn)圖2)。6月全市平均降雨442 mm,降水總量、強(qiáng)度均為有氣象記錄以來(lái)的極值,其中湘潭城區(qū)降雨472.5 mm,較歷年偏多一倍。7月2日6時(shí)30分,漣水湘鄉(xiāng)站洪峰水位達(dá)49.54 m,超歷史最高水位0.01m(1969年)。
圖2 2017年湘潭市窯灣、楊梅洲被淹情況
7月2日1時(shí),水府廟水庫(kù)水位達(dá)94.89 m,超歷史最高水位0.49 m(1991年)。受上游來(lái)水、本地降雨和下游頂托影響,湘江湘潭段7月3日4時(shí)出現(xiàn)41.23 m的洪峰水位,超過(guò)保證水位1.73 m,排實(shí)測(cè)歷史記錄第3位。湘江湘潭站自6月27日2時(shí)起,超保證水位運(yùn)行時(shí)間近150 h,超歷史記錄。湘潭市共發(fā)生各類險(xiǎn)情322處,其中山洪地質(zhì)災(zāi)害165處、水庫(kù)出險(xiǎn)4處、堤防管涌9處、城市內(nèi)澇20處、機(jī)埠涵閘出險(xiǎn)20處,超歷史記錄。全市8個(gè)縣市區(qū)(園區(qū))68個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn)、街道)受災(zāi),受災(zāi)人口60.069萬(wàn)人,轉(zhuǎn)移61 727人,因?yàn)?zāi)意外死亡6人,倒塌房屋4 988間,農(nóng)作物受災(zāi)54.648 1萬(wàn)畝,直接經(jīng)濟(jì)總損失30.750 1億元。其中全市損壞堤防1 865處,9.38 km,損壞護(hù)岸793處,水閘320座,沖毀塘壩6 151處,損壞灌溉設(shè)施5 356處,水文測(cè)站20個(gè),機(jī)電井56眼,機(jī)電泵站278座,水電站2座,造成水利設(shè)施直接經(jīng)濟(jì)損失8.522 8億元。
2)2019年洪澇災(zāi)害情況。7月上中旬,湘江中上游出現(xiàn)大暴雨至特大暴雨天氣,受此次暴雨影響,湘江湘潭站發(fā)生洪峰流量26 300 m3/s,超過(guò)歷史實(shí)測(cè)最大流量(20 800 m3/s,超過(guò)200年一遇),水位排歷史第2的特大洪水,涓水射埠站發(fā)生了超保證水位的洪水,漣水湘鄉(xiāng)站發(fā)生了接近警戒水位的洪水。其中湘江湘潭站年最高水位41.42 m,距歷史最高水位僅0.53m;漣水湘鄉(xiāng)站年最高水位46.79m(警戒水位47.00 m);涓水射埠站年最高水位48.92 m(保證水位48.0 m)。2019年汛期,湘潭市“一江兩水”未發(fā)生重大險(xiǎn)情,但中小險(xiǎn)情較多。7月9—14日,全市水利系統(tǒng)成功處置了河?xùn)|大堤、爭(zhēng)光堤、建設(shè)堤、十萬(wàn)壟大堤等水利工程險(xiǎn)情59處,其中閘門滲水險(xiǎn)情6處,穿堤涵管滲水險(xiǎn)情5處,堤段管涌、散浸等險(xiǎn)情23處,滑坡險(xiǎn)情11處,泵站險(xiǎn)情3處,其他內(nèi)澇等險(xiǎn)情11處。據(jù)統(tǒng)計(jì),全市3個(gè)縣市區(qū)28個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)受災(zāi),水利設(shè)施受損1 317處,其中損壞堤防48處0.71 km,損壞護(hù)岸250處,水閘56座,沖毀塘壩233處,損壞灌溉設(shè)施713處,水文測(cè)站2個(gè),機(jī)電井2眼,機(jī)電泵站13座,造成水利設(shè)施直接經(jīng)濟(jì)損失6 370萬(wàn)元。
湘潭市市區(qū)洪澇災(zāi)害頻繁且嚴(yán)重,其原因主要有:
1)市區(qū)坐落在湘江、漣水、涓水等河流匯合口的沖積平原和1~4級(jí)階地上,多面臨水,地勢(shì)低洼,沿河地面高程一般較低,易受洪水威脅和侵襲。
2)市區(qū)內(nèi)共有包括一江兩水、大小河流近10條通過(guò),干支流水位相互影響、頂托,當(dāng)湘江發(fā)大水,支流倒灌,如干支流洪水遭遇組合,則抬高支流下游水位且可延伸甚遠(yuǎn),若湘江干流受洞庭湖洪水位頂托,則持續(xù)較長(zhǎng)的高洪水位,給城市防洪造成極大的威脅。
3)缺乏足夠的防洪庫(kù)容,湘江流域內(nèi)已建的以防洪為主要開(kāi)發(fā)目標(biāo)的大型水庫(kù)很少,除已建的洮水水庫(kù)、涔天河水庫(kù)擴(kuò)建工程外,其余已建的東江、雙牌、歐陽(yáng)海、水府廟、官莊等大型水庫(kù)中,原設(shè)計(jì)大部分考慮以發(fā)電或灌溉為主,防洪庫(kù)容僅6.7億m3。這些已建大中型水庫(kù)對(duì)所在支流一般洪水能起一定的攔蓄作用,對(duì)湘江干流的防洪作用甚微。受自然條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等影響,湘潭市境內(nèi)無(wú)條件興修防洪控制性骨干工程,漣水涓水、靳江等支流上已建水庫(kù)基本沒(méi)有規(guī)劃防洪庫(kù)容,使得區(qū)域的防洪能力較弱。
4)治澇設(shè)施抗災(zāi)能力低,排澇標(biāo)準(zhǔn)偏低,電排站容量不足,加之外河水位抬高,外排揚(yáng)程增加,以及設(shè)備老化、效率低、雨水收集管網(wǎng)及垸內(nèi)排渠不暢通、加之部分泵站水電層高程偏低等種種原因,內(nèi)部漬水不能及時(shí)排出,往往形成澇災(zāi),如遭遇雨洪,則澇災(zāi)更為嚴(yán)重。
5)蓄澇面積減少,部分區(qū)域徑流量增加。由于外河水位逐年抬高,自排、撇洪、機(jī)排及調(diào)蓄能力逐年減少,隨著城市規(guī)模擴(kuò)張,城市郊區(qū)部分耕地消失,山塘河壩被填平,原有蓄澇內(nèi)湖被圍墾,排水溝渠淤積堵塞,甚至被侵占,致使規(guī)劃區(qū)內(nèi)湖、排水溝渠的蓄澇水面減少,調(diào)蓄能力降低,排澇水量增加,加之汛期有大量“客水”匯入規(guī)劃區(qū)內(nèi),常因超過(guò)其蓄排能力排澇不及時(shí)而致澇成災(zāi)。調(diào)蓄能力下降,暴雨發(fā)生的幾率增加,雨量增大,而地面匯流條件改變。
1)優(yōu)勢(shì)分析。湘潭城區(qū)位于湘江流域中下游河段,整體防洪能力100年一遇,大于湘江流域30年一遇的標(biāo)準(zhǔn),因此30年一遇以下(不含湘江支流),基本上無(wú)漫堤風(fēng)險(xiǎn)。
湘潭城區(qū)洪水可由湘江流域進(jìn)行調(diào)度,下游洞庭湖蓄滯洪必要時(shí)可以啟動(dòng)蓄滯洪垸,只要下游頂托減小,湘江水位就會(huì)迅速下降,長(zhǎng)沙城區(qū)超高水位維持時(shí)一般在2~3天,從而大大降低了湘江支流發(fā)生組合洪水的幾率,也提高了搶險(xiǎn)成功率。
2)劣勢(shì)分析。湘潭城市防洪面臨如下三個(gè)方面的壓力:湘江上游近9萬(wàn)km2來(lái)水威脅,即“南水”;洞庭湖高洪水位的頂托,即“北水”;境內(nèi)小河流的洪水,即“山洪”。
一旦湘江維持100年一遇高水位,則主要支流100年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)將大打折扣。因支流洪水水面線是一種組合洪水外包線,在湘江100年一遇洪水情況下就只存在支流10年一遇洪水與湘江100年一遇水位這樣一種100年一遇的堤防標(biāo)準(zhǔn),也就是說(shuō)支流過(guò)流能力由100年一遇降至10年一遇,因此一旦湘江出現(xiàn)100年一遇洪水位,就必須控制支流上游來(lái)水量,需要充分發(fā)揮上游防洪水庫(kù)的作用,實(shí)行錯(cuò)峰泄水。
近年來(lái),在政策法規(guī)制定、洪水預(yù)報(bào)預(yù)警、河道堤防管理及應(yīng)急預(yù)案等方面已得到加強(qiáng),城區(qū)內(nèi)防汛信息的采集、傳輸和處理等的技術(shù)手段已得到了明顯改善,但由于缺乏統(tǒng)一系統(tǒng)的規(guī)劃,加上建設(shè)資金不足和維護(hù)經(jīng)費(fèi)短缺等原因,總體上水平還較低。城區(qū)尚未建設(shè)防洪、治澇指揮系統(tǒng),對(duì)洪水、暴雨缺乏科學(xué)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及調(diào)度方案,每到汛期只能依靠臨時(shí)搶險(xiǎn),尚未形成能為防汛抗旱指揮和各個(gè)工作環(huán)節(jié)提供技術(shù)決策支持的信息系統(tǒng)。