福州市区地貌, 水文特点与防洪

福州市区地貌、水文特点与防洪 姚颂恩 摘要 福州是洪涝灾害的多发区本文从研究福州市区地貌演变与闽江水文特点入手，分析了福州市区洪涝灾害与地貌的关系在此基础上探讨了福州洪涝灾害的地貌成因，并提出了福州市区防洪的对策与措施 关键词 福州市区，地貌演变，水文特点，洪涝灾害，防洪措施 0 引言 福州市区包括鼓楼、台江、仓山、晋安、马尾等共 5 个市辖区，地处闽江下游的福州盆地内，福建省最大的河流 闽江流经市区南部历史上福州凭借闽江之利，以城促港、以港兴市而成为八闽都会。然而福州既得江 之利，也屡受江之害。据志书记载和有关资料统计，在 1470一 1969 年的 500 年中，福州计发生大小洪灾 163 次，其中严重的洪涝灾害就有 50 次平均 3年发生一般洪涝灾害 1 次， 10 年发生 1 次严重的洪涝灾害。特别是明万历三十七年 (公元 1609年 )，福州“大水入城，高二丈许，南门门阙仅露一抹，如娥眉葬无主之尸，凡以千计” (据福建文史研究馆编福建历史上自然灾害纪录 )解放以来，福州先后发生超危险水位的大洪水 8 次，给人民生命财产造成一定损失，幸有闽江防洪堤保护，才使市区洪涝危害程度大为减轻但随着闽江下游河道的 淤积和南、北港分流比的变化，福州市区堤防工程已存在被待大洪水突破的危险，洪涝灾害仍然是福州市区社会经济持续发展的心腹隐患。 1 福州市区地貌背景分析 1 1 福州盆地是受构造控制的断陷盆地 福州盆地是我国东南沿海较典型的断陷盆地。从盆地外缘到盆心地势作层状降低，盆地外缘为海拔 600一 100 0M的山岭所环抱，形成“东鼓西旗，北莲南虎”之势 (即东面鼓山，西而旗山，北面莲花峰，南面五虎山 )；盆心内为福州平原，平原上除零星散布的孤山残丘外，地势低平，海拔仅 5m左右闽江自西北向东南流经平原，在淮安附近 分为南、北两支，北支称北港(又称台江 )，南支称南港 (又叫乌龙江 )南、北港分别流经南台岛汇流马江，再折向东北流经闽安镇、亭江为琅歧岛所分隔，然后分长门、梅花两水道分别入海。 福州盆地和闽江下游河谷的形成，深受构造的控制其一是福州山字型构造体系该体系东起川石岛，西至甘蔗，南界尚干、峡南，北达连江、白沙，弧顶在乌龙江大桥附近福州山字型构造表现为负地形，在地貌上形成河流和谷地闽江下游段河谷就是循着这个山字型构造发育形成的其二是盆地内走向 NEE 的压扭性断裂和走向 NNw 的张性断裂相互交叉，构成棋盘格式断裂构 造该断裂构造把福州盆地基底切割得支离破碎它既控制着燕山运动晚期侵入岩的分布也为晚更新世以来的新构造运动提供继承性、差异性升降的构造基础福州断陷盆地的形成，盆地内岛丘的分布、水系的发育和温泉线的展布，都与棋盘格式断裂构造密切相关。 从构成福州盆地的岩性看，其周围山地为火山岩系和花岗岩类；盆地内许多孤丘则以花岗岩为主，盆地内第四纪以外的沉积层全部缺失这说明福 州盆地自燕山运动至第三纪末长期以抬升为主，并接受外力的侵蚀剥蚀而缺失沉积地层第四纪初，新构造运动循上述棋盘格式断裂构造线差异升降周围以断块抬升为主，形成盆地外缘的断块山地鼓山西坡的断层三角面和五虎山的断崖就是证据而盆地内侧则以断块下降为主形成福州平原的基底据钻孔资料，福州平原基底上普遍沉积了上更新统、全新统和现代的河海 河相沉积，其厚度达 40一 60m说明晚更新世以来，盆地内的乎原在新构造运动作用下仍以断续缓慢的沉降为主，并接受河流和海相的堆积，在海侵期间，海水是塑造福州平原的主要外营力；在 海侵前后，闽江及其支流是塑造平原的主要外营力，而它们又都是在断陷盆地内缓慢下降的内营力综合作用下形成的晚更新世距今约 10万年，据沉积厚度推算，沉积速率约 0.4 0.6mm /a。 1 2 城市地貌演化与河道变迁 福州历史悠久，远在汉高帝五年 (公元前 202年 )因无诸曾随从诸侯灭秦，并佐汉击楚有功而被封为“闽越王”，都东冶，建冶城其故址即在今福州古屏路以东的冶山周围，当时冶城南面的大部分地区仍为闽江流经自汉冶城之后，人类的开发使城池逐渐向南拓展，先后有西晋的子城，唐代的罗城，五代闽国的夹城和宋代 的外城但古城池拓展的最南界仅至南门兜一带其南面仍是“沙洲密布，大江数重，环绕如带”南宋时，自吉祥山至天宁山 (即今之仓前山 )之间均为闽江河道其问散布着楞岩洲 (即今中亭街一带 )和中洲为方便商旅南来北往，曾营造三道“浮桥”把二洲与陆地连接起来南宋爱国诗人陆游在渡浮渡至南台诗中有：“九轨徐行怒涛上，干艘横系大江心”之句到元至治二年 (公元 1322 年 )万寿桥始建成，其周围的沙洲也陆续出现民居至明清时期、现在的上、下杭街还都是船舶停靠的码头；而帮洲、义洲、苍霞洲、楞岩洲 (即今中亭街一带 )才逐渐由沙洲 建成人烟稠密的商业繁华的市区。 古时福州城内河道密布，并与闽江相通，东翼有直渎新港，江潮从河尾经南水关 (水部门闸 )进入城内河道，西冀则引洪塘江水自西河口经西掸浦三十六曲，由柳桥、西水关 (西间 )入城，并过太平桥、观音桥至澳门桥与南水关之水交汇城内与东西两翼相通的内河更是水网四布河道潆洄，大有水乡情调古时安泰桥就是一个重要码头当年旅客从这里下河登舟，东可出闽江，西可游西湖，城内许多物资也多从这条河进出，而今大多已湮塞为小水沟了。 2 闽江河口段水文特征 2 1 径流量大 福州扼闽江 下游河口段闽江是福建省最大的河流其流域面积达 60992km2，约占全省总面积的一半；干流长 577km：，支流遍布闽西、闽中大山带，流域内气候湿润，降水丰沛，径流量大据闽江下游干流竹歧水文站 (控制面积占全流域的 89 6 )43年实测资料统计，多年平均流量为 1750m3 s年径流量为 551 108m3。加上竹歧控站以外流域面积的径流量，闽江年径流量达 629 108m3。比流域面积大 l 2倍的我国黄河的径流量还大，可见闽江是我国一条重要的丰水河。 2 2 流量变化大，洪峰沙峰集中 闽江径流量年 际和年内变化大据竹歧站实测资料，年径流量最大的 1937年达 824 l 08m3，最小的 1971年仅为 268 l 08m3，丰水年径流量是枯水年的 3倍多。竹歧站实测历年最大洪峰流量为 3 03 104/s (1992 7 7)，实测历年最小流量为 1 96 102m3 s (1971 8 30)，流量最大值和最小值之比为 154： 1闽江汛期明显，洪降集中汛期 (4 9 月 )径流量约占全年来水量的 75，其中 5 6月份径流量占全年径流量的 41年最大洪峰流量大多出现在 5、 6月份出现频率为 86 6。 闽江年平均含沙量为 o 14kg m3，平均含沙量虽不大，但来沙量季节变化大主要集中在 5 7月份，占全年来沙量的 75，尤其集中在几次大洪水如 1952年 7月 17 23日， 7天来沙量达 446 104吨，占全年输沙量 1070 104吨的 41 6，而枯水期 (10月至翌年 2月 )5个月来沙量仅占全年的 4 2。闽江流量变化大，洪峰沙峰集中是造成闽江洪泛和福州洪灾的重要因素。 2 3 潮水顶托，推波助澜 福州地处海河交汇的河口地带呈喇叭型的闽江口有利于外海波能集中，常风向又多为向岸风，起着加强海潮的作用 ，属强潮型河口，潮差较大闽江口梅花站最大潮差可达 7 04m，自闽江口溯江而上，潮差变化除个别峡谷段外，沿程逐渐递减。见表 1 闽江河口段的潮型属正规半日潮的变型，每日二潮吞吐其潮流大小和潮区界位置既受周期性天文因素的作用，也受径流大小的影响在一般情况下，闽江枯水大潮潮区界可抵侯官附近，只在特别枯水大潮时，其潮区界才可达竹吱潮区界的下界是发生在大洪水小潮期间，一般在解放大桥以下因此，流经福州市区的闽江河口段，不仅受径流作用，还受潮流作用，特别是受闽江下游重重峡谷的颈束作用，抬高潮位，阻洪滞洪，加剧 洪患并且闽江口又是台风暴潮增水的多发区和严重区据统计，马尾于 1956 1980年间就出现 Im以上的增水 37 次其中超过 2m的增水有 3次，最大增水值高达 2 52M，台风暴潮壅高水位，洪水若遇风暴潮，势必延缓泄洪，加剧洪害威胁。 2 4 洪峰水位高 由于闽江河口段径流量大，且变化突出，洪峰集中又受潮流的顶托作用，故洪峰水位高平均洪水位在解放大桥 (上 )为 7 57m(罗零 )，各段各级洪水位详见表 2 据文山里水文站 1950一 1984年洪峰水位统计， 35年中有 30年出现超危险水位，出现频率达 85.7%,其中建国以来出现的 8 次大洪水中，文山里水文站都出现超危险水位，并达 1.3m 以上特别是 1992年 7月 7日的特大洪水，竹歧站洪峰水位达 16 51m(罗零 )，超危险水位 2 01m,文山里水文站洪峰水位高达 12 16M(罗零 )，超危险水位达 3 16m,解放大桥 (上 )洪峰水位高达9 25m(罗零 )，超危险水位 1 52m。 3 市区地貌与洪涝灾害的关系 3 1 地势低洼与洪涝灾害密切相关 福州市区主要位于福州平原内，除零星分布的孤山岛丘外，地势低平据 1： 10000地 形图量算，福州市区海拔 5m以下的陆域面积为 166 4km 2其中，海拔 3 5m的面积为 113 8km2，海拔 1 3m的面积为 22 6km2而福州平均洪水位在解放大桥 (上 )为 7 57m(罗零 )，按黄零高程计算为海拔 5 39m,因此，福州市区海拔 5m 以下的地面均在一般洪水位以下若遇 50 年一遇的大洪水，其水位将超过黄零 7m，比福州市区海拔 5m以下的地面高出 2 6m由于地面低洼，而洪水位高，洪水必然往低处渲泄淹没低地泛滥成灾如 1948 年 6 月 18 日福州遭受特大洪水，水势汹涌，加上海潮回涨，水位溢高福州 除仓前山、乌石山等少数高地外，余皆一片汪洋，西大路、通湖路、南门兜、舍人庙等地水深都在 1 2m以上，低洼地如三保、义洲等地水深达 7 8M，从洪水上涨到全部退落历时 6天，全市被淹面积达 90，房屋倒塌 1886间，灾民 19万死亡 77人，田园被饱和财物流失难以计数。 面对洪涝灾害威胁，党和政府于 1953年在闽江下游建起长达 l 06 8km的防洪堤其中保护市区的 12 9km堤段已完成一期加固工程，按原设计标准加固后可达 100年一遇防洪标准并在抗击 1992年 7月 7日的持大洪水中发挥了极大的作用目前， 福州市区低地能免受洪水浸淹，主要依赖于闽江防洪堤坝的保护。 建成防洪堤后，虽有效地保护了堤内市区免遭洪害但堤内集水面积达 160km2，每遇大到暴雨便积水成灾现虽有几座排涝站，总装机容量 5465kw，总排洪能力 76 8m3 s，仍不能消除内涝水患，城区内涝威胁日趋严重据统计，福州城区几乎每两年就要发生一次较大的涝灾如1990年 12号、 I 8号台风袭击时，福州市区许多路面水深高达 1m； “ 1992 7 7”洪水时，福州市区降雨 199mm市区 18 条街道， 22 个居委会片区受俺，内涝十分严重因此， 解决堤防内市区的内涝问题不容忽视。 3 2 市区地表不透水层扩大与洪涝呈正相关 随着城市建设的发展，市区范围不断扩大，昔日的农田、菜地建起了成片的高楼大厦，房屋建筑、水泥路面不断扩大造成地表不透水层迅速增加降雨时，原本可下渗的雨水受地表不透水层隔绝而很快形成地表径流因此，相同的降水量形成的地表径流明显增多，产流时间也急速加快，造成流量过程线陡急，洪峰流量提高相应地也就要求有更多的内河和蓄洪水道来排泄和容纳增大的洪峰流量，否则就会泛滥成灾。而福州在现有市区建设中，不但未增加新河道，而且原有的 河浦、池塘有相当部分被占、被填。内河淤积，有的甚至湮塞，纳洪行洪面积大为缩小，因而也就加剧了市区洪涝灾害的发生。统计资料表明，近年福州市区内涝的频繁发生，与城市地表不透水层的扩大呈正相关。 3.3 河床淤高，防洪形势严峻 流经福州的闽江下游段，由于泥沙淤积，造成河床淤高。据福建水科院对闽江下游河槽冲淤的分析资料测算，闽江下游马尾以上至竹歧的河段 1960 一 1980 年河槽淤积总量达 50 40104m3：，平均每年淤积量约 250 104m3其中南港 (乌龙江 )年淤积量约 150 104m3：北港年淤积 量约为 75 104m3，淮安至竹歧段年淤积量约 25 104m3闽江南港 (乌龙江 )淤积尤为严重，20年间淤积总量高达 2940 104m3，河床平均淤高约 1m左右。沿河沙洲浅滩密布“ l992.7 7”洪水时，南港流量比“ 1968 6 19”洪水时还小，但其沿程洪水位却高于“ 1968 6 19”洪水位可见南港河道近 20年河床淤高，致使其洪峰流量虽小而洪水位却更高闽江南港的淤积使其行洪蓄洪能力大为降低，导致将洪峰逼向北港，增加了市区洪灾的危险。 据“ 1992 7 7”洪水资料，闽江干流竹歧站洪峰流 量达 3 03 104m3/s，福州解放大桥 (上 )洪水位达 9 52m，比“ 1968 6 19”洪水位高 o 49m,对福州市区来说这场洪水是本世纪以来最大的洪水，但据水文实测结果分析，通过竹歧站的实测洪峰水位仅相当于 50年一遇这场洪水与“ 1968 6 19”相比，流量增加 900m3 s，若以“ 1968 6 19”洪水的条件推算，增加900m3 s的流量只会增高福州解放大桥 (上 )站水位 0 10m，实际却增高 0 49M，说明时隔 24年，闽江下游河道淤积及水文条件变化使其水位抬高 0 39m。河道水文条件的变化主要是 南、北港分流比的变化据文山里与竹歧站资料， “ 1992 7. 7”洪水时，文山里站洪峰流量为8050m3/s，竹歧站“ 1992 7 7”洪峰流量比 “ 1968. 6 19”洪峰流量增加 900m3 s，而文山里站却增加 1464m3 s说明 24年来闽江南、北港洪水分流比发生重大变化北港分流比加大，使福州市区防洪朝不利方向发展竹歧站相当于 50年一遇的洪水量，在北港现已相当于福州防洪堤原设计的百年一遇的洪水量一旦闽江干流发生百年一遇的特大洪水，福州市区沿江最高水位将突破防洪堤原百年一遇的设计标准福州市区 将遭灭顶之灾，国家、人民生命财产安全将面临严重威胁，应引起高度的重视。 4 防洪对策与措施 4 1 坚持全河治理，加强植树造林 福州地处闽江下游，但下游洪患根在上、中游，故必须坚持全河治理治水必先治山，治山重在造林实践证明，森林具有涵养水源，保持水土，蓄洪滞洪的功能对于多山的福建森林尤其负有“保安林”的作用近年来，闽江中、上游森林覆盖率虽有一定的提高，但疏林和幼林比重大，且还有部分荒山尚未绿化因此不能放松闽江全流域的植树造林，并严禁乱砍乱伐在造林中，除了搞好用材林外，更耍大力发展其 它林种在高山河源区应大力营造水源涵养林，在陡坡地要采取高密度、多树种、多层次营造水土保持林，在村落附近应营造速生丰产、萌发力高的树种作为薪炭林，在闽江两岸营造经济林和果林，充分发挥森林的环境效益。 4 2 加固堤防工程，改善南港排洪功能 福州市区是洪涝灾害的多发区，洪峰水位高而地势低洼，建立防洪堤是十分必要的。闽江下游防洪堤始建于 1953年，总长 106 8km，其中保护市区的 12 9km堤段已完成一期加固，原设计标准已从 24年一遇提高到百年一遇，在“ 1992 7 7”特大洪水中发挥了巨大的抗洪效益闽江防洪堤二期、三期加固工程正在加紧施工中，建设中的建新南北堤、盖山南北堤和闽候荆溪堤段防洪工程也是福州市区防洪工程的重要组成部分，也要加快工程进度，并做到高标准、严要求，把好质量关，完善福州市的防洪工程体系。 由于闽江北港分流比的增大，使北港在闽江干流相当于 50年一遇的洪水位即达到百年一遇的高水位，构成了对福州市区防洪大堤的威胁其症结在于南港的淤积和行洪蓄洪能力的减小，解决的关键是要发挥南港行洪蓄洪的功能除了加强南港河道的疏浚外，建议在淮安附近的南北港分流口，拟建相应的导水工程，用于导流 和调节南、北港的洪水分流比。 4 3 消除河障，疏浚河道，提高行拱能力 河床、滩地是导水泄洪的通道，具有重要的防洪功能但有些单位和群众由于缺乏水利科学知识，占滩建房，围滩垦植，严重地影响了河道泄洪行洪能力洪害无情，事关人民生命财产安全，应采取措施坚决清除河障闽江南港 (乌龙江 )历来是闽江下游重