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上海大都市圈洪涝灾害共防策略研究

2021-04-03李学峰陈长太

中国水利 2021年15期
关键词:大都市圈太湖防洪

李学峰,陈长太

(上海市水务规划设计研究院,200233,上海)

2019 年12 月国务院发布《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》,明确“推动上海与近沪区域及苏锡常都市圈联动发展,构建上海大都市圈”。上海大都市圈的适时提出,既是圈内各主体发展的迫切诉求,也是城市发展趋势的必然导向,更是责无旁贷的国家责任使然。上海大都市圈规划范围包括上海、苏州、无锡、南通、常州、宁波、嘉兴、舟山、湖州在内的“1+8”市域行政范围,总面积为5.4 万km2。2019 年, 大都市圈总人口达 7 118 万人,约占全国总人口的5.1%;区域国内生产总值10.79 万亿元, 占全国总量的10.9%,人均约 14.4 万元,是全国人均水平的2.1 倍。 大都市圈内的众多城市,基本都是因水而生、依水而兴,同时又以水为脉,互联互通、共兴共荣,因此,大都市圈洪涝灾害共同防御具有十分重要的意义。

一、上海大都市圈防洪除涝现状

1.河网水系现状

上海大都市圈河湖水系承担着防洪、除涝、供水、灌溉、航运、生态、景观等多重复合功能。 从自然属性上划分,可分为三大区域:一是北部地区,包括南通及上海崇明三岛,属淮河流域和长江流域; 二是中部地区,包括常州、无锡、苏州、上海大陆、嘉兴、湖州等城市,属太湖流域;三是南部地区,包括宁波和舟山,属东南诸河水系。 大都市圈河网密布,现状河湖面积约7 776.11 km2,河湖水面率约14.1%。 区域内河网水系均为自然演变和人工改造的结果,但不同区域也有其自身鲜明的特点。

2.防洪现状

经过多年建设,上海大都市圈主要涉及的太湖流域基本形成了“北向长江引排、东出黄浦江供排、南排杭州湾”并且利用太湖调蓄的防洪与水资源调控工程体系, 基本达到防御1954 年型洪水标准,一举扭转了太湖流域河湖水系有网无纲的不利局面。重要城市防洪标准普遍达到50 年一遇及以上标准, 中心城区的防洪标准显著提高,上海、苏州、无锡、常州等城市防洪能力已达200 年一遇及以上标准,嘉兴、湖州已达100 年一遇,宁波、南通基本达到 50 年一遇~100 年一遇,舟山为20 年一遇~50 年一遇。

3.除涝现状

太湖流域现有圩区近5 000 个,圩区面积约占流域面积的53%,排涝能力超过14 000 m3/s。 为支撑城市和区域经济社会快速发展,流域内重要城市基本已建成防洪大包围工程,设防面积和排涝能力大幅度提升。 据统计,环湖五大城市群总排涝能力超过1 200 m3/s,其中苏州、无锡和嘉兴市中心城区排涝模数较大,达到3(m3/s)/km2以上。 上海、苏州、无锡、常州、嘉兴、 湖州等城市除涝能力达到10 年一遇~20 年一遇,南通、宁波、舟山等城市达到5 年一遇~20 年一遇。

二、上海大都市圈洪涝特征及存在的问题

1.区域地势低洼,洪涝灾害风险大

上海大都市圈内大部分属于太湖流域,地形以平原为主,地势低洼、平坦,地面高程一般在3.0~5.0 m(镇江吴淞基面,下同),一半以上地面高程处于太湖设计洪水位 (4.80 m)以下。 地面坡降 1/10 万~1/20 万,河道水力比降小,水流流速缓慢,汛期一般仅为0.3~0.5 m/s;流域排水受东海潮汐顶托影响, 日排水时间仅为 13~14 h,排水能力不足、效率不高,洪涝滞蓄时间较长,易发生洪涝灾害。 另一方面,由于快速城市化,1980—2010 年间太湖流域耕地面积占比由63.89%减少到47.02%,共减少 6 327.33 km2,建设用地面积占比由9.70%增加到25.16%,共增加5 878.29 km2,流域产汇流特性发生显著变化,大大削弱和降低了防洪除涝工程体系的防御能力。

2.灾害天气频发,防灾韧性不够强

上海大都市圈,6—7 月为梅雨期,降雨历时长、总量大、范围广,易造成流域性洪涝;8—10 月为台风多发期,台风暴雨降雨集中、强度大,易造成区域性洪涝。 风暴潮增水引起沿海沿江高潮位,如适逢天文高潮易导致濒江临海地区受灾。 另外,全球变暖将导致极端降水事件频繁发生,并且降水时空变异性增大,从而增加洪水灾害的发生概率。 1980—2014 年,我国沿海海平面上升速率为3.0 mm/a,预计未来30 年, 上海沿海海平面将继续上升 64~135 mm。 此外,部分地区地面沉降问题突出,主要集中在苏州、无锡、常州、嘉兴及上海市中心城区,其中杭嘉湖地区年均沉降速率达10.2 mm/a,沉降中心最大累计沉降量达1 097 mm。地面沉降使得已建工程防洪标准降低,加重区域内涝。

3.蓄排能力不足,工程体系不完善

由于泥沙淤积、湖泊围垦和城镇化建设的综合因素,上海大都市圈河湖空间受到明显挤压。仅2005—2010年的5 年间,太湖流域水域面积就减少293 km2,减少约5.5%。由于大量圩区工程建设,圩外水面减少,使河网可调蓄空间受到一定压缩, 河网实际调蓄能力可能还在下降。 骨干防洪工程尚未全面完成, 流域防洪规划确定的太浦河后续工程、望虞河后续工程、吴淞江行洪通道工程等尚未实施, 太湖洪水下泄主要依赖太浦河和望虞河两大泄洪通道。 2016 年、2020 年流域发生特大洪水, 暴露出洪水外排能力不足等问题, 亟须集中力量扩大太湖洪水出路,加快推进流域骨干工程治理。

4.洪涝压力互转,统筹协调难度大

平原河网地区每遇大范围持久降雨或局部大暴雨时,难以严格区分洪灾和涝灾。 洪水期间,上游洪水和本地涝水在平原河道共同宣泄,致使河道水位迅速抬高, 尤其是低水位的提高,大大削弱了区域涝水在落潮期间乘潮自排的能力,流域下游地区“因洪致涝”问题突出。另一方面,由于城镇化快速发展, 城市和圩区规模迅速扩大,圩区外排能力不断增强,造成外河水位上涨加快、高水位持续时间延长,加大了流域骨干河道、 圩外河道的防洪压力,由涝转洪,加剧了洪涝矛盾。

三、上海大都市圈洪涝灾害共防策略

1.策略一:蓄

太湖是上海大都市圈最大的湖泊,也是流域洪水调蓄中心,太湖蓄滞水位每提高0.1 m, 可增蓄洪水2.4亿m3。 应综合考虑水资源供给需求,继续优化完善太湖控制水位,合理降低汛期太湖水位,适度提高太湖的蓄滞能力。 酌情恢复历史河道、湖泊、湿地,确保河湖水面只增不减。 严格涉水项目审批和监管,杜绝随意填堵河道。 实施断头河沟通工程,恢复河网连通性,结合地块雨水排水加密城市河网密度。 推进河网湖荡周边养殖坑塘的综合治理和生态修复,恢复湖荡原有的行洪、蓄洪、排涝、灌溉、调蓄、通航等功能,提升水系空间自然调蓄能力,改善滨水空间生境破碎化的现象。 加大城市径流雨水源头减排的约束,优先利用自然排水系统,建设生态排水设施, 实施海绵城市建设,从源头滞蓄雨水。 重视农村地区鱼塘、水田等设施积蓄雨水、 削峰减排的“海绵” 作用, 在农业产业结构调整时, 应合理配置不同农业设施的比例。 转变“与水抗衡、寸土必争”的观念,在频繁受淹的低洼区域、单位面积经济产出率相对不高的区域,划出一定区域作为应对超标准洪水、超强台风的可洪泛空间,同时配套政府补助的滞洪保险制度。

2.策略二:排

按照流域防洪规划,加快实施吴淞江工程、太浦河后续工程、望虞河拓浚工程等流域骨干工程,加快推进新孟河、德胜河、锡澄运河、白茆塘等通江骨干河道整治。 新辟或扩大流域性排水通道, 增加流域洪水外排出路, 进一步优化杭嘉湖区入杭州湾、太浦河、黄浦江的排水格局,完善区域防洪工程体系, 扩大沿杭州湾泵闸规模, 提升区域洪水外排能力;新辟或疏拓麻泾港、乍浦塘、杭州西部通道、 京杭运河二通道等杭嘉湖南排骨干河道, 增加区域洪涝水外排杭州湾出路; 增建南排杭州湾泵站, 加快杭嘉湖地区洪水排泄,减轻太湖、太浦河及下游地区防洪压力。

3.策略三:挡

江堤海塘是上海大都市圈第一道外围防线,但江堤海塘的防御能力与规划标准尚有一定差距, 常州、无锡、 南通等长江岸段基本为50 年一遇, 尚未达到长江流域规划要求的100 年一遇。 应进一步加快江堤海塘达标建设,开展长江干流堤防升级改造工程,提高防洪(潮)标准,维护干流河势稳定和区域整体防洪安全。 对标长三角区域一体化高质量发展要求,加快推进《长江口综合治理规划》修编工作,深化长江口河势控制治导线研究, 推进长江口综合整治工程,继续实施河势控导工程。 对标世界级大湾区建设要求,着力推进海塘生态化改造、 功能融合和数字化建设,进一步筑牢沿海地区防台御潮安全屏障。 实施环太湖大堤剩余工程和东太湖综合整治后续工程,进一步加高加固太湖环湖大堤。 开展京杭大运河综合整治,实施运河堤防、护岸达标加固,扩大运河洪水外排能力。 持续推进黄浦江市区段防汛墙近远期防汛保障措施研究,深化黄浦江河口闸前期研究并择机启动建设。 完善甬江防洪工程,谋划甬江河口建闸工程等储备项目,加快姚江干流、奉化江及其支流东江、 剡江的防洪堤防建设,实现“三江”干支流防洪堤封闭,阻挡洪(潮)侵入城区。

4.策略四:拦

宁波、舟山、湖州、无锡等受山洪影响的城市, 应划定洪涝空间边界,外截山洪,内排涝水,充分利用现有地形,上游山区兴建控制性工程拦洪削峰;对已建水库的防洪能力进行复核和调整拦截山洪,减缓冲刷,化害为利;加快推进水库除险加固,消除存量隐患。 同时,结合远景发展边界,依托外围主干河道构建“护城河”,实现洪涝分开,既可拦截山洪,避免山区洪水进入城区, 又可作为疏水通道,引导上游客水绕城而走,以缓解中心城区防洪排涝压力。 重点推进湖州老石坎、 无锡桃花和宁波葛岙、柏坑、清溪等水库建设,提高“上蓄”能力。 实施甬江流域姚江上游西分工程、余姚北排一通道及二通道等新通道工程建设, 新增上游洪水外排通道,增加“中分”能力,减轻下游防洪压力。

5.策略五:联

上海大都市圈江河湖库关系复杂,干支流、上下游、左右岸相互制约相互影响, 在工程补短板基础上,进一步突出防洪除涝的联防联控。 统筹流域与区域,完善超标准洪水和超强风暴潮应急预案体系,完善部门协调联动机制和社会动员机制建设,提升超标准洪水和超强风暴潮应对能力。强化行业监管,合理制定圩区排涝标准,严格限制大规模联圩并圩,加强对流域、区域防洪排涝影响较大的水利工程和圩区建设的协调指导。 加强城市协同,探索跨省市、跨区域、跨部门联合行动, 形成多部门紧密协作、责任共担、信息共享、问题协商、联防联控的工作格局。 立足数字长三角建设技术优势,探索构建基于空天地一体化监测预报的水利工程统一调度平台,建立大都市圈联合调度工作机制,加快推进区域协同、优势互补、共建共享的智慧水利建设。 主动规避灾害,加强防洪除涝风险管理,推进洪涝灾害风险图的编制和应用,探索推进洪涝灾害损失保险体系建设。

四、结 语

上海大都市圈是典型的平原感潮水网地区,易受台风、暴雨、洪水、高潮的多重侵袭。 经过多年建设,基本形成了相对完整的防洪除涝工程体系,有力支撑了大都市圈经济社会发展。 但面对突发灾害性气候频发、海平面上升、 地面沉降等变化趋势,现有工程体系与上海大都市圈规划发展定位还有较大差距。 作为水脉相依、血脉相连的生命共同体,大都市圈各城市应借助长江经济带、长三角一体化发展等国家战略的实施,共同打造纵横交错、 连通畅活的蓝色水网,共同塑造水清岸绿、人水和谐的生态水乡,共同构建江河安澜、富有韧性的防洪体系, 共同建设协同共享、高效智能的管理体制,为大都市圈经济社会发展提供更安全、更富有韧性的洪涝安全保障。

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