王浩森,王 碩,王新濤
(濟(jì)南市水利建筑勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司,山東 濟(jì)南 250000)
濟(jì)南市位于山東省的中部,地勢南高北低,南依泰山,北跨黃河。按照國務(wù)院、國家防總、水利部的一系列部署,2009 年濟(jì)南市開啟了山洪災(zāi)害防治建設(shè)工作。根據(jù)歷史洪澇情況與前期調(diào)查評價(jià)成果,確定的濟(jì)南市山洪災(zāi)害防治區(qū)共計(jì)7個(gè),占濟(jì)南市總面積的70.2%。
據(jù)統(tǒng)計(jì),濟(jì)南市山洪災(zāi)害暴發(fā)頻繁,1840—2007 年,濟(jì)南市共發(fā)生水災(zāi)39 次,平均4.3 年出現(xiàn)一次,特大水災(zāi)發(fā)生14 次,平均11.9 年就有一次,中等水災(zāi)發(fā)生24 次,平均6.9 年一次。濟(jì)南市山洪災(zāi)害頻發(fā),受山洪災(zāi)害威脅大、防治任務(wù)較重。結(jié)合歷史調(diào)查和地勢情況,濟(jì)南市以一般高含沙和山洪發(fā)生居多,泥石流和滑坡較為罕見。
2007 年7 月18 日,濟(jì)南市發(fā)生有氣象記錄以來的暴雨最大值。市區(qū)1 h 最大降水量達(dá)151 mm,約30 多萬人受災(zāi),受傷、死亡200 余人,房屋倒塌約1 800 間,直接經(jīng)濟(jì)損失約13.2 億元[1]。
2019 年,臺風(fēng)“利奇馬”影響山東,具有降雨強(qiáng)度大、范圍廣、持續(xù)時(shí)間長的特點(diǎn)。平均降水量135.7 mm,其中雨量最大的章丘閆家峪站點(diǎn),降雨量達(dá)到455 mm,達(dá)到特大暴雨級別。這些極端天氣的不斷出現(xiàn),對山洪災(zāi)害防御能力提出更高要求。山洪災(zāi)害防治工作已經(jīng)列為濟(jì)南市防汛工作的重點(diǎn)之一。
濟(jì)南市是一個(gè)多山、多水、多泉的城市,同時(shí)也處于季風(fēng)氣候的影響下。這種特殊的地理和氣候條件導(dǎo)致了該市山洪災(zāi)害的頻發(fā)。濟(jì)南市山洪災(zāi)害的發(fā)生具有如下特點(diǎn):
1)突發(fā)性強(qiáng)。山洪災(zāi)害發(fā)生時(shí)間短,來勢洶洶,具有較強(qiáng)的突發(fā)性,很難提前預(yù)警和干預(yù)。
2)毀滅力強(qiáng)。山洪災(zāi)害水流攜帶著大量泥石、沙石等固體顆粒雜質(zhì)等,威力極大,對房屋、橋梁、公路等建筑物和構(gòu)筑物都有著很強(qiáng)的摧毀能力。
3)范圍廣且多發(fā)。濟(jì)南市地形復(fù)雜,山脊起伏,河谷縱橫,形成了多樣化的地質(zhì)形態(tài)。山洪災(zāi)害的影響范圍較大,尤其是在陡坡地區(qū),山洪猛烈,往往導(dǎo)致大面積的破壞和災(zāi)害。且山洪災(zāi)害發(fā)生頻繁,時(shí)間不固定,尤其是在雨季和暴雨天氣,山洪災(zāi)害多發(fā)。
4)危害性強(qiáng)。山洪災(zāi)害具有極大的危害性,不僅對人類的生命財(cái)產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅,也會對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。
在濟(jì)南市7~8 月份易發(fā)生暴雨洪水。降雨因素是濟(jì)南市產(chǎn)生山洪的首要原因,洪水的大小、特征取決與暴雨的中心位置、強(qiáng)度及移動(dòng)方向、暴雨面分布和分布特征。根據(jù)暴雨時(shí)空尺度特征,濟(jì)南市災(zāi)害性洪水有3 種類型:
1)局部短歷時(shí)洪水。該類型持續(xù)時(shí)間較短、一般為幾個(gè)小時(shí)至幾十個(gè)小時(shí),范圍也較小,一般幾十平方公里。處于影響范圍內(nèi)的中小河流,會產(chǎn)生較大洪水。該類洪水濟(jì)南市發(fā)生較多,具有強(qiáng)度大、破壞性強(qiáng)、來勢迅猛的特點(diǎn),會對中小型水庫、道路、河道、交通帶來嚴(yán)重威脅,給山洪災(zāi)害易發(fā)區(qū)廣大人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)往往造成極其嚴(yán)重的損失。
2)中歷時(shí)區(qū)域性洪水。該類型洪水一般持續(xù)3 d 以上,覆蓋范圍在幾百平方公里。可使整個(gè)流域范圍內(nèi)發(fā)生較大洪水,從而形成嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害。
3)長歷時(shí)大范圍的洪水。持續(xù)時(shí)間長達(dá)1 個(gè)月以上,覆蓋范圍在幾千平方公里,可使數(shù)個(gè)流域范圍內(nèi)發(fā)生較大洪水,從而形成極其嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害。暴雨時(shí)空分布比較均勻、降雨歷時(shí)長,分布面廣,造成大范圍的洪澇災(zāi)害[2]。
以上3 種類型洪水,在濟(jì)南市范圍內(nèi)不能截然分開,濟(jì)南市主要以局地性暴雨洪水為主,其次為中等歷時(shí)區(qū)域洪水,但濟(jì)南市各地也有可能遭遇長歷時(shí)大范圍的暴雨洪水。
濟(jì)南市地勢南高北低,大致分為3 部分:南部低山丘陵帶、中部山前平原帶、北部臨黃沖積平原帶。萊蕪區(qū)、鋼城區(qū)地勢南緩北陡,北、東、南三面環(huán)山。受這種地形的影響,氣流運(yùn)動(dòng)劇烈,極易產(chǎn)生強(qiáng)暴雨,同時(shí)坡度變化大的地形地貌為洪水提供了強(qiáng)大的勢能,使降雨產(chǎn)生的徑流順流而下,快速形成強(qiáng)大的洪峰流量,進(jìn)而誘發(fā)洪水的發(fā)生。而復(fù)雜的地質(zhì)巖性又加劇了山洪災(zāi)害的形成和發(fā)展。由于山體裂隙發(fā)育、切割強(qiáng)烈、斷層較多,加之人工造田工程活動(dòng),山區(qū)地形高差大,植被稀少、水土流失嚴(yán)重,遇暴雨極易形成山洪災(zāi)害。
隨著城市化進(jìn)程不斷加快,建設(shè)不斷擴(kuò)張,大量的道路和建筑物的建設(shè)破壞了原有的自然環(huán)境。在山地、丘陵、旱地等地,人類活動(dòng)對環(huán)境造成損壞后的裸露地面上,暴雨往往會引發(fā)山洪災(zāi)害。在強(qiáng)降雨的作用下,山體滑坡和泥石流通常會伴隨著山洪的發(fā)生而發(fā)生,這會導(dǎo)致房屋的倒塌、人員的傷亡、電力和交通的中斷以及農(nóng)田的破壞。
近幾年濟(jì)南市新建工程標(biāo)準(zhǔn)大幅提高,但部分小流域防洪工程依然存在部分問題,其中包括水土保持措施不完善、地表涵養(yǎng)水源能力不足;部分河道堤防工程體系不健全,下游缺少堤防保護(hù),攔截、調(diào)蓄洪水能力差;部分塘壩、小型水庫建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低,調(diào)蓄能力差。這些都增加了山洪災(zāi)害發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。
河道泄洪能力不足是造成山洪災(zāi)害的首要原因,山洪的爆發(fā)常伴隨山體滑坡,造成大量淤泥堆積,進(jìn)一步加劇了山洪災(zāi)害的影響。例如在河道附近非法傾倒垃圾、亂建亂挖等行為,甚至在河道上進(jìn)行栽植和建房等活動(dòng),使得河道的泄洪能力大大降低。
1)合理規(guī)劃城市防洪區(qū)域。制定科學(xué)合理的城市規(guī)劃,將防洪納入其中,針對城市地形地貌和自然水系特征,科學(xué)劃定防洪區(qū)域,明確各個(gè)區(qū)域的防洪重點(diǎn)、目標(biāo)和任務(wù),確定相關(guān)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和措施。
2)加強(qiáng)城市排水系統(tǒng)建設(shè)。完善城市排水系統(tǒng)建設(shè),尤其是針對低洼地區(qū)、山區(qū)和易發(fā)生洪澇災(zāi)害的區(qū)域,加強(qiáng)下水道、涵洞、攔洪溝等防洪設(shè)施建設(shè),優(yōu)化排水管網(wǎng)結(jié)構(gòu)和排放方式,增加防洪排水能力,提高城市抗洪能力,針對易發(fā)生山洪區(qū)域,通過拓寬河道、加高護(hù)岸等,降低山洪泥石流的侵襲能力。
建立完善的山洪災(zāi)害預(yù)警體系,及時(shí)發(fā)布預(yù)報(bào)信息和預(yù)警,加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)測和預(yù)警預(yù)報(bào)能力,加強(qiáng)應(yīng)急機(jī)制和緊急撤離方案,提高救援能力和效率。建立完善的預(yù)警系統(tǒng)如下:
1)雨水情監(jiān)測站網(wǎng)。利用雷達(dá)、衛(wèi)星遙感、氣象、水文和水力學(xué)等技術(shù)對山洪發(fā)生的可能性進(jìn)行預(yù)測,并對山洪的水位、流量、速度等指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。通過建立自動(dòng)遙測系統(tǒng)和人工簡易觀測相結(jié)合的雨水情監(jiān)測站網(wǎng),對暴雨洪水進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測主要雨區(qū)、易發(fā)災(zāi)害區(qū)。這樣做的關(guān)鍵是在監(jiān)測過程中充分結(jié)合人工簡易觀測和自動(dòng)遙測技術(shù),從而提高監(jiān)測的精度和可靠性,更好地應(yīng)對災(zāi)害和保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全[3]。
2)預(yù)警設(shè)施設(shè)備。利用現(xiàn)代通訊和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),及時(shí)傳遞預(yù)警信息給當(dāng)?shù)卣?、媒體、公眾等??赏ㄟ^建立市、縣、鎮(zhèn)(街)3 級信息傳遞機(jī)制,村級通過下發(fā)簡易預(yù)警設(shè)備,如銅鑼、口哨,可將汛情信息及時(shí)傳遞給群眾。
3)監(jiān)測預(yù)警平臺。依托現(xiàn)有大比例地形圖、成熟的數(shù)據(jù)庫技術(shù)和先進(jìn)的GIS 技術(shù),開發(fā)適合各市、縣、鎮(zhèn)(街)實(shí)際應(yīng)用的3 級預(yù)警平臺,及時(shí)將歷史洪澇信息、站點(diǎn)信息、易澇區(qū)等基礎(chǔ)信息收集入庫,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測、在線發(fā)布預(yù)警等功能。
建立完善的責(zé)任職責(zé)和防御預(yù)案體系,建立縣、鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、村、組、戶5 級責(zé)任制體系,明確各級責(zé)任人的職責(zé)。做好各級防御洪水預(yù)案,做到發(fā)生山洪,有預(yù)案可依。完善救災(zāi)轉(zhuǎn)移機(jī)制,出現(xiàn)傷亡及時(shí)救治并轉(zhuǎn)移。
1)組織責(zé)任體系。建立相關(guān)部門間緊密協(xié)作的機(jī)制,加強(qiáng)信息共享和技術(shù)支援,提高應(yīng)急響應(yīng)能力。明確各級各類責(zé)任人的職責(zé),掌握第一手汛情信息,第一時(shí)間到達(dá)現(xiàn)場,并根據(jù)現(xiàn)有預(yù)案組織群眾轉(zhuǎn)移工作,為山洪災(zāi)害和搶險(xiǎn)救災(zāi)提供有力的組織保證。
2)防御預(yù)案體系和宣傳培訓(xùn)演練。制定合理和有效的應(yīng)急預(yù)案,定期開展防災(zāi)避災(zāi)宣傳、培訓(xùn)及演練。通過發(fā)放明白卡、安裝危險(xiǎn)指示牌、轉(zhuǎn)移路線牌,山洪發(fā)生時(shí),群眾可得到及時(shí)轉(zhuǎn)移,形成有效的轉(zhuǎn)移安置體系,增強(qiáng)群眾自救能力,可有效避免和減少傷亡[4]。
山洪預(yù)警防御是一項(xiàng)關(guān)系人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要工作,需要政府和社會各界的共同努力。只有在完善城市規(guī)劃和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、完善預(yù)警和應(yīng)急管理系統(tǒng)、加強(qiáng)防御體系建設(shè)和責(zé)任體系3 方面同時(shí)發(fā)力,才能最大程度地減少山洪帶來的損失。