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登封市水灾害防治现状与对策分析

2022-05-21陈利军魏东坡岳鹏展

水科学与工程技术 2022年2期
关键词:山洪防洪城区

陈利军,魏东坡,岳鹏展

(河南省水利勘测设计研究有限公司,河南 郑州 450016)

水安全是国家安全的重要组成部分, 水安全保障体系是实现社会主义现代化宏伟目标的重要基础保障之一[1-2]。 面临新发展格局战略机遇,河南省委省政府以前瞻性思维统筹谋划, 积极推进实施水资源、水生态、水环境、水灾害“四水同治”,构建兴利除害现代水网体系,为确保高质量建设、高水平实现现代化河南提供坚实的水安全保障[3]。 本文重点研究登封市水灾害防治体系现状及存在问题、防治思路与对策, 力求为全面完善登封市水灾害防治体系,实现现有防治体系提质升级,提升登封市水安全保障能力提供新思路。 研究成果对其他地市的水灾害防治体系巩固提升具有一定参考意义。

1 水灾害防治能力现状分析

1.1 登封市概况

登封市位于河南省中西部的中岳嵩山南麓,隶属省会郑州市,区域总面积1220km2,是联系中原城市群郑州市与洛阳市两大中心城市的重要纽带。 登封市居于豫西中部山地的东北部, 北与黄土丘陵相连,南至汝河谷地北侧,东接豫东平原,西到伊河谷地右侧边缘。域内地貌类型多样,山区面积占47.2%,丘陵占35.7%,平原占17.1%。地势西北高、东南低、南北高、中间低,北部为嵩山山脉,南部为箕山山脉,二者均呈东西向展布, 中部为颍河河谷带,“两山夹一川”特征显著。域内河流水系分属黄河和淮河两大流域,黄河流域控制面积140.5km2,淮河流域控制面积1076.5km2,分别占总面积的11.5%和88.5%。

1.2 历史洪涝灾害及成因

1.2.1 历史洪涝灾害

登封市洪涝灾害频发, 偶有一年内旱涝交错多次发生。据统计,登封市1956,1982,1992,2000,2021年均发生了较严重的洪水灾害。 其中1982年的洪水造成全县房屋倒塌11121间,死亡49人,农作物绝收1743.4hm2, 多处交通、 水利及电力基础设施受到破坏,是新中国成立后水灾最严重的年份之一。2000年颍河发生了流域性洪水,全市受灾人口达12万人,死亡7人,房屋倒塌1909间,农田被冲毁5333.33hm2,水利基础设施毁坏尤为严重, 直接经济损失达0.8亿元,间接损失1.5亿元。

1.2.2 灾害成因

1.2.2.1 气候地形因素

登封市季风气候特征明显, 全年降水量集中于6—9月份,多以暴雨形式出现,降水年际变化大、年内分配不均,丰、枯季相差悬殊,偶有连丰连枯发生。域内河流多为雨源型河流,受降雨条件影响极为显著。

登封市地形特征为南北山区中部河谷,山地丘陵面积占82.9%,平原仅占17.1%,山地丘陵坡度陡,河流汇流快、势能大,山洪易发多发,中部颍河作为主要行洪通道,承泄登封市绝大部分洪水,易发流域性洪水。

1.2.2.2 下垫面因素

城市建设发展中不透水地面不断扩大, 雨水下渗量减少,总体径流系数增大,汇流时间缩短,径流峰值提前[4];部分排水沟道被截断,影响了排水系统整体性和连通性,易产生局部积水内涝;农村地区建设活动侵占了部分排涝沟道, 造成排涝沟道连通性下降,排水不畅,易受涝灾。

1.2.2.3 工程因素

登封市现状防洪除涝工程体系还不完善, 防洪除涝能力有待提升,部分水库淤积严重、防洪功能减退,主要河道治理标准偏低,行洪能力不足,山洪沟治理不系统,城市雨水管渠排水能力不强。

1.3 防治体系现状

登封市水灾害现状防治体系主要由河道及堤防、水库工程、城市防洪排涝系统、山洪灾害防治工程等工程措施及非工程措施组成。

1.3.1 河道及堤防

登封市防洪河段总长89.18km, 主要涉及颍河、书院河、五渡河、少阳河、石崖河、逛河等,截止2018年底,已治理达标河段长度42.68km,防洪河段治理达标率47.86%;已建设达标堤防均为4级堤防,共计99.83km,保护人口30.20万人,保护耕地7.15khm2。

1.3.2 水库

登封市目前共有中小型水库55座, 其中中型水库3座,小型水库52座,总库容9998万m3,兴利库容5196万m3。 多数水库修建于20世纪60、70年代,经多年运行,各水库先后出现了不同程度的问题。登封市针对问题水库先后实施了除险加固工程,特别是“十二五”期间,开展了大规模的除险加固,基本消除了水库运行的安全隐患,有效提升了拦蓄洪水的能力,保障了下游群众生命财产及城市的安全。

1.3.3 城市防洪除涝

登封市中心城区防洪安全主要受少阳河、 书院河、五渡河3条穿中心城区河道的影响,同时河道上游的少林水库等多座中小水库可拦蓄上游洪水,削减洪峰,有效减轻城区段河流的防洪压力。3条主要河流已治理段可达到10年一遇以上防洪标准,未治理段防洪能力普遍低于10年一遇,中心城区不能有效应对20年一遇洪水,与50年一遇防洪要求尚有较大差距。

登封市老城区现状排水体制基本上以雨污合流制为主,新城区为雨污分流制,排水系统没有形成完整体系。现状排水基本分为少阳河、书院河、五渡河3个分区。 现状雨水排水管网总长153.7km,大部分排水管网排水能力小于1年一遇, 整体排水能力小于2年一遇。城区整体地形和水系条件利于排水,但公园绿地和广场等雨水调蓄设施较少, 大部分雨水通过道路和管网等可直接排入河道,在个别道路、排水系统与河道衔接不合理处,存在局部内涝。

1.3.4 山洪灾害防御

登封市山洪灾害主要分布于南部、北部山区,主要涉及少林办事处、唐庄镇、大金店镇、石道乡、徐庄镇及白坪乡的矿区。 登封市近年根据国家及河南省统一安排部署积极开展了山洪灾害防御体系建设工作,建设了山洪灾害水雨情监测预警系统,完善了县乡村组户五级山洪灾害防御责任体系, 编制了各级防御预案,开展了多次防御培训演练及宣传。针对山洪灾害防治区开展了外业调查, 建立了山洪灾害调查成果数据库, 并针对重点沿河村落开展了山洪灾害防洪能力评价,划定了危险区,确定了预警指标,制定了避险转移路线。

1.4 存在的主要问题

经过几十年的建设与发展, 登封市水利建设取得了较大成就,已初步构建了水灾害防治体系,防灾减灾成效显著,但是防洪减灾工程体系仍不尽完善,水灾害防治短板仍较突出, 城乡防洪除涝尚未全面达标,山洪灾害威胁仍未消除,水灾害整体防御能力与现阶段高质量发展的目标仍不匹配。

存在主要问题有: ①大部分河道未进行系统治理,防洪河道治理达标率低,已治理河段也存在治理标准偏低、 堤防水毁损坏、 缺少监测预警设施等问题;②水库安全鉴定与除险加固长效机制未建立,部分水库防洪功能减退甚至丧失, 水库精细化专业化管理水平不高;③城市防洪能力不达标,城区整体排水能力较低,城区内雨水调蓄设施不完善,存在局部内涝;④山洪灾害监测预警准确度低、时效性差,非工程措施体系不够完善,重要山洪沟未进行治理。

2 防治对策

2.1 防治策略与布局

结合登封市水灾害防治体系现状, 针对存在问题,按照以防为主、防抗救结合的总体思路[5],以防洪除涝能力明显提升为目标,开展水资源、水生态、水环境、水灾害统筹治理,将流域和区域相结合、工程措施和非工程措施相结合、防洪除涝与资源利用及生态绿色有机统一相结合,从水库建设、河道治理、山洪灾害防治、城市和乡镇防洪除涝、管理能力等5方面着手,根据流域水系水情特点和区域经济发展布局,统筹安排各项工程,力求蓄泄兼筹洪涝兼治,各类防洪除涝标准相协调,全面完善登封市水灾害防治体系。

登封市主要河道颍河横贯东西, 中部颍河两岸为颍河河谷区, 南北两侧分别为嵩山和箕山山脉形成的中低山区及丘陵区,山丘区河流多为颍河支流。根据地形条件和流域河流特征, 水灾害防治体系布局重点为“南北蓄滞,中部畅泄”。

2.1.1 南北蓄滞

目前南部及北部山丘区较大河流上游均建有水库,充分利用水库调蓄功能,结合湿地建设增强滞洪能力,提升各支流防洪能力,提高洪水资源化利用程度,减轻颍河干流防洪压力。

2.1.2 中部畅泄

颍河作为市域内洪涝水主要排泄通道, 疏通河道以排为主,提高河道防洪标准,提升流域性洪水的应对能力。

2.2 防治分区

2.2.1 防洪分区

登封市颍河横贯东西, 南北两侧分别为嵩山和箕山山脉形成的中低山区及丘陵区, 中部为颍河河谷区。大金店镇等多个乡镇中心区位于颍河河谷,直接受颍河洪水的影响, 中心城区及其他乡镇主要受颍河南北支流或山区河道影响。 根据登封市河流水系分布、地形地势特点及城市乡镇等重要区域分布,将登封市划分为逛河防洪分区、颍河防洪分区、颍南山丘防洪分区、颍北山丘防洪分区。

2.2.2 除涝分区

登封市山地丘陵面积广,平原面积小,区内地势坡降大,排水条件良好,农村地区基本上没有大面积天然低洼涝区, 内涝问题主要存在于城市及乡镇建成区,内涝防治重点针对中心城区。根据中心城区地形和河流水系分布,可分为少阳河、书院河、五渡河3个排水分区,如图1。

图1 中心城区排水分区

2.3 防治标准

2.3.1 防洪标准

根据《防洪标准》《城市防洪规划规范》《城市防洪工程设计规范》《登封市城乡总体规划》及其他相关规划设计文件,综合考虑城市发展、地形条件、经济水平等因素[6],确定登封市中心城区防洪标准为50年一遇,其他乡镇为10~20年一遇;域内河流根据防护对象的等级和重要性,分河道、分河段、分岸别确定其相应的防洪标准,一般为10~20年一遇;山洪沟灾害防治按照保护对象的规模、重要性和防护要求,统筹考虑与下游河道的关系及灾害造成的影响、经济损失等因素合理确定,一般按10年一遇防洪标准设防。

2.3.2 除涝标准

根据相关规范要求,充分考虑各区片的重要性、涝灾严重程度、影响范围、致灾因素等,登封市中心城区及重点镇除涝标准为10年一遇; 其他地区包括一般镇、集镇、农田和村庄,除涝标准为5年一遇。

2.4 防治措施

2.4.1 工程措施

2.4.1.1 水库工程

规划在颍河一级支流后河中游新建水磨湾小(1)型水库;规划对达到安全鉴定期限的水库及时进行安全鉴定, 对鉴定后新增的病险水库及时进行除险加固,消除安全隐患,确保防洪安全;对少林水库、纸坊水库等进行清淤扩容,恢复水库有效库容,增强防洪调蓄能力;对康村水库等多座库容减小严重,原设计功能萎缩甚至丧失的水库进行降等或报废处理。

2.4.1.2 河道及堤防

对颍河进行综合治理,通过清淤疏浚、新建堤防护岸等工程措施, 并结合各支流治理工程及水库综合调度运用等,确保登封市洪水下泄主通道安全;对少阳河、书院河、五渡河等涉中心城区河流开展综合治理, 确保登封市中心城区防洪安全; 对域内洧水河、白坪河、后河等其他多条河流进行治理,提高防洪标准,提升区域防洪能力。

2.4.1.3 城市防洪除涝

城市洪涝防治措施要与城市经济社会发展基本阶段相协调[7]。 规划中心城区防洪标准为50年一遇,规划对少阳河、 书院河、 五渡河按相应标准进行治理。 规划结合上游水库防洪能力挖潜及水库调度优化,使中心城区防洪标准逐步达标。发生超标准洪水时,充分发挥市内湖泊湿地调蓄错峰作用,并利用河道堤防超高或设置子堰临时加高堤防安全度汛。

城市除涝规划结合城市海绵城市及排水系统建设,主要内容为源头低影响开发雨水系统、雨水管渠系统和内涝防治系统建设。 规划中心城区排水体制采用雨污分流制, 建成区排水系统由合流制逐渐改造为雨污分流制,城市新建区采用雨污分流制。通过新建及改造现有排水管网,不断完善雨水管渠系统,结合已有公园及绿地工程同步建设雨水调蓄设施,根据排水分区的地形、道路、河流沟道分布情况,设置道路行泄通道,对市区内存在的易涝点进行治理。

2.4.1.4 乡镇防洪除涝

通过河道治理及重点山洪沟治理等工程, 提高乡镇中心区、沿河村落的防洪能力,使乡镇中心区防洪标准基本达到20年一遇, 其他乡村防护区防洪标准达到10年一遇。 规划结合乡镇中心区排水设施建设,逐步完善乡镇中心区的排水系统,实现雨污分流有序排放,使登封市重点镇除涝标准达到10年一遇,一般镇达到5年一遇。结合农村水系连通及水美乡村建设等,将农村其他地区除涝标准提升至5年一遇。

2.4.1.5 山洪灾害防治

根据山洪灾害调查评价结果, 依据沿河村落现状防洪能力、人口分布情况、经济发展要求及近年灾害发生情况等因素,结合登封市山丘区乡村振兴、旅游文化资源开发及沟域经济发展, 对登封市境内徐庄镇、 唐庄镇等山洪灾害防治区内的重点山洪沟进行治理,按照“护、通、导”的原则确定治理措施,以分段治理为主合理布置工程措施, 守点固岸、 防冲消能,形成岸坡防护措施的点状布局。

2.4.2 非工程措施

2.4.2.1 加强水灾害防治监管

以加强工程安全监测预警和安全监管能力、提高工程实时调度能力为要求, 完善水灾害防治工程运行与管理体系建设; 按照行政首长负责制和水灾害风险管理的要求, 落实防洪工程安全度汛责任制的建设内容和洪水风险图编制任务, 加强防灾宣传教育,提升公众防灾意识与自救互救能力。

2.4.2.2 提升防灾体系能力建设

通过水灾害风险评估, 完善洪水风险实时分析平台建设,提升水文监测、预测预报预警能力;打造各级决策支持、业务管理和公众服务平台;提高山洪灾害监测预警精细化水平和准度、扩大预警覆盖面、延长预见期、增强预警时效;编制和修订防汛预案、健全组织机构建设,完善防汛物资储备。

3 结语

水灾害是制约经济社会发展的重要因素, 通过对登封市水灾害防治现状进行分析, 针对现存的问题进行科学规划, 根据登封市地形地势与河流水系特点进行总体布局, 确定与区域发展相适应的防治标准,并从水库建设、河道治理、山洪灾害防治、城市和乡镇防洪除涝、管理能力等五方面进行规划设计,为登封市水灾害防治体系建设及水灾害防治能力提升提供了参考。

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