林 森
(中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司,廣東 廣州 510000)
近年來,全球氣候變化較大,極端氣候出現(xiàn)的頻率較高,許多地區(qū)出現(xiàn)洪澇災(zāi)害的頻率也隨之增加,給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)造成重大損失。洪澇災(zāi)害主要分為兩種情況:一是洪水災(zāi)害,洪水災(zāi)害主要是因大氣降雨、冰雪大規(guī)模融化、堤壩潰決等造成的;二是雨澇災(zāi)害,雨澇災(zāi)害主要是因?yàn)殚L(zhǎng)期暴雨以及大雨無(wú)法及時(shí)排放形成徑流后導(dǎo)致的。
洪澇災(zāi)害會(huì)給人們的日常生活及生產(chǎn)活動(dòng)造成巨大的破壞。比如,農(nóng)田農(nóng)作物被淹沒,房屋倒塌,進(jìn)而造成巨額的經(jīng)濟(jì)損失。進(jìn)行水利工程建設(shè)時(shí),明確防洪防澇的關(guān)鍵問題,提前做好措施設(shè)計(jì),對(duì)有效開展防洪防澇具有重要的意義[1-2]。
基于此,本文結(jié)合某城市的實(shí)際情況,分析城市防洪防澇的關(guān)鍵問題,分別闡述城市防洪工程、防澇工程以及非工程的改善措施,以供相關(guān)技術(shù)人員參考和借鑒。
某市占地總面積為10654km2,包括7個(gè)區(qū)和5個(gè)代管縣級(jí)市,其中城市建成區(qū)的占地面積為1351km2。該市地處山東半島東南部,共有大小河流224條,均為季風(fēng)雨源型,多為獨(dú)立入海的山溪性小河。部分河流沿西南向逐漸向市區(qū)蔓延,最終流入膠州灣。市區(qū)內(nèi)地形連綿起伏,市內(nèi)東側(cè)地勢(shì)偏高,西側(cè)地勢(shì)偏低。暴雨季節(jié),該城市多條河流常常出現(xiàn)洪水,部分老區(qū)長(zhǎng)期遭受內(nèi)澇災(zāi)害,影響較大。
(1)近年來,我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng),國(guó)內(nèi)人口總量不斷增大。這種情況下,局部地區(qū)原有河道的防洪設(shè)施已無(wú)法達(dá)到現(xiàn)行規(guī)范要求,暴雨季節(jié)來臨時(shí),不僅會(huì)給當(dāng)?shù)厝藗兊纳?cái)產(chǎn)安全造成危害,還會(huì)影響地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。合理改善河道防洪設(shè)施,以避免洪水災(zāi)害造成的損失是當(dāng)前防洪的關(guān)鍵問題之一。
(2)經(jīng)過多年的治理,大部分河道的防洪能力得到了顯著的提升,但是少部分河道未得到有效治理,河道的防洪能力仍然較差。許多河道淤泥層比較厚,垃圾隨意丟棄入河,河道沿線護(hù)岸損壞,加之部分河道治理后缺乏后期維護(hù),存在淤積堵塞現(xiàn)象。整體而言,河道的防洪能力持續(xù)降低,需要盡快進(jìn)行治理。此外,臨近海邊的地區(qū),海水倒灌導(dǎo)致入??诔练e大規(guī)模的泥沙,一旦入??谀嗌秤俜e嚴(yán)重,會(huì)導(dǎo)致河道防洪能力無(wú)法達(dá)到相關(guān)要求,這也是河道防洪的關(guān)鍵問題之一。
(1)老城區(qū)內(nèi)存在排水管網(wǎng)建設(shè)時(shí)間比較早,建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)比較低。雖然經(jīng)過多次改造,但是部分路段的管徑還是比較小。一旦大暴雨出現(xiàn),則無(wú)法及時(shí)排泄掉路面雨水,從而出現(xiàn)大面積的積水。目前,沙子口片區(qū)正在進(jìn)行改造,該區(qū)域內(nèi)的雨水是利用明溝排放至附近流域內(nèi),但雨水管道數(shù)量不是很多。區(qū)域內(nèi)的雨水和污水全都利用明溝直接排放至河道中,未經(jīng)過處理的情況下會(huì)對(duì)附近的流域造成嚴(yán)重的污染。雨水管網(wǎng)建設(shè)初期,設(shè)計(jì)單位并未重點(diǎn)開展雨水篦子設(shè)計(jì),每年雨季來臨時(shí),城區(qū)內(nèi)大面積積水,嚴(yán)重影響到區(qū)域內(nèi)居民的正常生活成為防澇急需解決的問題之一。
(2)老城區(qū)排水管道建設(shè)時(shí)間比較早,區(qū)域內(nèi)的雨水和污水基本上采用的是合流模式;并且該區(qū)域的地勢(shì)比較低,加之排水設(shè)置不合理,局部區(qū)域出現(xiàn)積水現(xiàn)象的頻率非常高;另外,早期設(shè)計(jì)的排水規(guī)范不能滿足現(xiàn)今要求,加之部分排水管道的位置設(shè)計(jì)不合理,將某些渠道直接埋設(shè)在建筑地塊中間,導(dǎo)致后期維護(hù)難度非常大[3],急需重新設(shè)計(jì)規(guī)劃。
(3)少部分村莊未進(jìn)行排水設(shè)施改造,導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)的雨水和污水無(wú)法排放至市政管網(wǎng)中。雨季時(shí),區(qū)域內(nèi)的積水現(xiàn)象非常嚴(yán)重。村莊內(nèi)的多條道路未建設(shè)雨水管道,只有利用道路兩側(cè)的排水溝排泄積水,且排水溝的覆蓋面積比較小,需要作擴(kuò)大處理。區(qū)域內(nèi)的雨水管道尚未完全連接,無(wú)法形成一體化。雨季時(shí),上游路段經(jīng)常出現(xiàn)積水現(xiàn)象,積水長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法排放的情況下,形成洪澇災(zāi)害,也是防澇急需解決的問題之一。
(4)雖然城區(qū)都建有污水排放系統(tǒng),但是污水排放系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)缺陷。早期設(shè)計(jì)的管道直徑比較小,城區(qū)內(nèi)的人口居住量卻在大幅增長(zhǎng),導(dǎo)致污水排放系統(tǒng)的排放能力與實(shí)際排放量不匹配,致使污水排放能力受限;加之污水排放管道建成以后缺乏后期維護(hù),出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象,也是后期防澇設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。
3.1.1 設(shè)計(jì)原則
城市是我國(guó)政治交流、文化傳承、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵性行政單元,一旦遭遇洪水災(zāi)害,可能會(huì)造成巨額得經(jīng)濟(jì)損失,還會(huì)給當(dāng)?shù)鼐用竦纳踩珟砭薮蟮耐{。從城市可持續(xù)發(fā)展的角度來看,城市防洪工程的改善會(huì)給城市未來的發(fā)展帶來有利的影響,實(shí)施的核心目的是保護(hù)城市避免受到洪水災(zāi)害的影響,確保城市居民的生命財(cái)產(chǎn)安全[4]。
城市防洪工程改善設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行最新標(biāo)準(zhǔn),并制定配套應(yīng)對(duì)措施,降低洪水災(zāi)害對(duì)城市的影響。城市防洪改善的措施應(yīng)與防洪工程的總體設(shè)計(jì)方案保持協(xié)調(diào),確保二者之間不會(huì)產(chǎn)生沖突。結(jié)合洪水災(zāi)害形成的類型(河流洪水、海潮洪水、泥石流、山體滑坡洪水等),制定相對(duì)應(yīng)的防洪措施,設(shè)計(jì)出一套完整且科學(xué)的防洪體系至關(guān)重要。設(shè)計(jì)過程中,還應(yīng)堅(jiān)持節(jié)約用地和開拓建設(shè)用地的基本原則,防洪工程的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,就近選擇原材料,盡可能降低工程總造價(jià),堅(jiān)持工程項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性的原則[5]。城市防洪改善還需兼顧城市生態(tài)環(huán)境保護(hù)問題,對(duì)城市進(jìn)行防洪設(shè)計(jì)前,應(yīng)全面收集城市水文情況、地質(zhì)條件、河道和海岸內(nèi)的淤泥變化等,建立有利于環(huán)保的防洪體系。
3.1.2 具體措施
該城市按照50年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行治理,按照3級(jí)堤防標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。河道的水位將入??诓课坏乃蛔鳛槠鹗妓?,向上游依次遞增。結(jié)合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來看,入??诓课坏?年、10年、20年、50年一遇的水位應(yīng)該是:2.71m、2.87m、2.97m、3.13m。
(1)堤防工程。河道下游按照3級(jí)堤防標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè),該路段的總長(zhǎng)度為5.6km。
(2)斷面形式。全部設(shè)計(jì)為復(fù)式斷面,上層斷面全部是明河,同時(shí)具備休閑功能,能夠體現(xiàn)城市河道的“親水性”原則;下層斷面設(shè)計(jì)為暗河,主要是發(fā)揮防洪功能。
(3)護(hù)岸工程。因受潮水影響比較嚴(yán)重,兩側(cè)護(hù)岸設(shè)計(jì)為砌筑石塊的重力式擋土墻,與原地表自然連接。
(4)疏浚工程。對(duì)河道的下游進(jìn)行疏浚,確保河道水位降低至防洪標(biāo)準(zhǔn)水位以下,疏浚的總長(zhǎng)度約為2.8km。
(5)堤壩工程。流域具備顯著的季節(jié)性特點(diǎn),為保持水位穩(wěn)定,枯水期時(shí)作蓄水處理,汛期時(shí)加大泄水量,在河流沿線合適部位建設(shè)2座橡膠壩、1座石壩。
(6)水土保持。河道的中上游鋪設(shè)硬質(zhì)材料,下游采用生態(tài)治理方式進(jìn)行整治。河道淤泥全部清除干凈以后,沿線種植水生綠色植物,避免水土流失和河道淤積現(xiàn)象出現(xiàn)。同時(shí)可以對(duì)河道的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化,河道的北側(cè)設(shè)計(jì)建設(shè)30m的綠化帶。
(7)其他工程。避免出現(xiàn)海水倒灌現(xiàn)象。海水倒灌會(huì)對(duì)河道防洪造成不利影響,設(shè)計(jì)在入??诓课唤ㄔO(shè)擋潮閘。
3.2.1 設(shè)計(jì)思路
根據(jù)該地區(qū)的實(shí)際情況,城區(qū)內(nèi)的排澇系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成比較簡(jiǎn)單,主要由雨水管道、防洪河道構(gòu)成。結(jié)合此次治澇項(xiàng)目中的關(guān)鍵問題,著重關(guān)注雨水管網(wǎng)改造,為內(nèi)澇頻率出現(xiàn)高的區(qū)域設(shè)計(jì)排水渠道。設(shè)計(jì)思路是以建設(shè)排水管道為核心,確保路面積水順利排放至附近流域。
3.2.2 具體措施
結(jié)合該城市排澇系統(tǒng)存在的問題,制定以下改善措施:
(1)對(duì)老城區(qū)的排水設(shè)施進(jìn)行優(yōu)化改造。局部老城區(qū)建成時(shí)間比較早,排水管道規(guī)格比較低。目前,地區(qū)內(nèi)的人口居住量大幅增長(zhǎng),導(dǎo)致排水能力無(wú)法滿足實(shí)際需求,降雨量過大的情況下道路積水現(xiàn)象非常嚴(yán)重。針對(duì)這種問題,編制出如下改善方案:第一,對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造,更換為大管徑的排水管道;第二,對(duì)積水嚴(yán)重區(qū)域采取改善排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),以保證系統(tǒng)排水能力滿足實(shí)際需求,確保區(qū)域內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)積水現(xiàn)象。
(2)對(duì)排水設(shè)施進(jìn)行日常維護(hù),避免出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。為保證城區(qū)內(nèi)的雨水順利排放至附近流域,不但需要新建排水工程,還需要重視原有排水系統(tǒng)的日常維護(hù)。針對(duì)這種問題編制出如下方案:第一,適當(dāng)增加排水設(shè)施的后期維護(hù)經(jīng)費(fèi),加大日常維護(hù)的力度,分段分區(qū)域?qū)ε潘O(shè)施進(jìn)行排查,保證雨季時(shí)能夠有效利用;第二,更換老舊雨水篦子,使用鑄鐵雨水篦子或鋼纖維雨水篦子,提高道路兩側(cè)雨水收集能力;第三,培養(yǎng)城市居民保護(hù)排水系統(tǒng)的意識(shí),杜絕出現(xiàn)隨地丟棄垃圾,污水傾倒在雨水篦子中,避免出現(xiàn)雨污合流現(xiàn)象;第四,加強(qiáng)對(duì)住戶排水的監(jiān)管力度,一旦發(fā)現(xiàn)亂排亂倒現(xiàn)象嚴(yán)厲處罰。
(3)對(duì)城區(qū)內(nèi)的雨澇問題進(jìn)行治理。該市區(qū)內(nèi)某路段每年的雨季都會(huì)形成大面積的積水,對(duì)周圍居民的日常出行造成巨大影響。該問題持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng),未得到良好的處理。提出如下治理設(shè)計(jì)方案:第一,對(duì)河道底部的標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量,重新分析路段西側(cè)的標(biāo)高,經(jīng)過測(cè)量確定,入??诘撞康臉?biāo)高為2.09m,河底部位的標(biāo)高為1.44m;為保證治理效果,需將入??诘撞康臉?biāo)高下降至1.59m,下降的高度為0.5m。新建渠道的底部標(biāo)高為2.28m,需下降0.92m,可以大幅提高渠道的排水能力;第二,橋洞兩側(cè)需安裝雨水斗,利用雨水斗將橋洞下的積水排走,并設(shè)置雨水管,將路面的雨水排放至渠道中;第三,定期清理渠道,保證渠道中的淤泥被清理干凈,避免出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。
(4)改善雨水管道。改善順序?yàn)椋褐鞴?、次管、支管,循序漸進(jìn)的完善城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)。對(duì)關(guān)鍵性排水管道進(jìn)行重點(diǎn)改造,保證排水管道能夠應(yīng)對(duì)今后較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)的排水需求。積水現(xiàn)象非常嚴(yán)重的路段,將小管徑排水管道更換為大管徑。結(jié)合道路結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況,保證道路之下的各種設(shè)施之間不會(huì)產(chǎn)生沖突。
(5)雨水泵站。該城區(qū)改造范圍內(nèi)目前已經(jīng)建設(shè)有三座雨水泵站,分別位于遵義路、海岸路和瑞金路。每年雨季時(shí),城區(qū)都會(huì)出現(xiàn)積水現(xiàn)象,所以以上三座雨水泵站保留使用,不得廢棄。
(1)搭建防洪防澇管控系統(tǒng)。搭建一個(gè)科學(xué)、實(shí)時(shí)和可靠的管控平臺(tái),能夠提高城市防洪防澇的能力,保證各級(jí)主管部門實(shí)時(shí)掌握防汛信息,確保多部門能夠聯(lián)合指揮防汛。防汛管控系統(tǒng)應(yīng)該涵蓋:預(yù)警系統(tǒng)、決策系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、組織系統(tǒng)等。現(xiàn)階段,該城市主管部門已經(jīng)搭建出較為完善的洪澇災(zāi)害應(yīng)急預(yù)警系統(tǒng),為城市突發(fā)洪澇自然災(zāi)害事件提供了良好的應(yīng)急保障。
(2)制定防洪防澇緊急預(yù)案。編制完善的防洪防澇緊急預(yù)案,避免災(zāi)害造成的后果進(jìn)一步擴(kuò)大,將影響降至最低。應(yīng)急預(yù)案應(yīng)以“安全第一、預(yù)防為主、全面搶險(xiǎn)”為基本原則。預(yù)案中應(yīng)明確防洪防澇的指揮結(jié)構(gòu)和指揮人員,如何及時(shí)安排受災(zāi)人員安全轉(zhuǎn)移,如何降低人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失等。
綜上所述,防洪防澇事關(guān)人民群眾的切身利益和生命財(cái)產(chǎn)安全,事關(guān)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定的大局,更是城市可持續(xù)發(fā)展的有力保障。面對(duì)山東半島東南部某城市防洪防澇工作存在的問題,筆者建議:
(1)防洪方面:按照50年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行治理,按照3級(jí)堤防標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì);
(2)防澇方面:以建設(shè)排水管道為核心,確保路面積水順利排放至附近流域;
(3)搭建防洪防澇管控系統(tǒng);
(4)制定防洪防澇緊急預(yù)案。