上游沿江城市防洪规划初探

上游沿江城市防洪规划初探摘要：我国绝大多数城市，都是在江河湖海水域附近或依山傍水而建，承受着不同类型洪水的威胁，在目前的668座城市中，须承担防洪任务的城市有639座，占城市总数的95％。西南地区的四川、云南、贵州等省地处长江上游，其山地丘陵区的开阔平川和盆地虽然在总面积中比重很小，但其主要城市都集中在此，这些城市人口密集、经济发达、工农业总产值在省内都占有重要地位，且多为依山傍水，除像全国其他大多数平原城市受江河洪水威胁外，还可能有山洪、泥石流等类危害，防洪规划有其特殊性，本文将对上游江河沿岸城市的防洪规划作定性的探讨。关键字：沿江城市防洪规划上游水库外江排涝滞洪城市防洪规规划是城市防防灾规划的一一个重要组成成部份。我们们一般所指的的城市防洪规规划是一个广广义的概念，实实际上它包括括外排和内排排即江河防汛汛和城市排水水排涝两个方方面的内容，由由于两者既相相对独立，又又互相影响，下下面将其作为为不同的对象象进行探讨，进进而将两者联联系起来提出出综合的城市市防洪措施。一．江河防汛上游江河沿沿岸城市流域域面积少则数数百平方公里里，一般为数数千平方公里里，多则数万万平方公里，流流域越小，洪洪水量就越小小，洪峰经过过城市的时间间就越短，否否则流域越大大，洪水量就就越大，洪峰峰流经城市所所需的时间就就越长。城市市防汛则希望望尽可能地削削减和降低洪洪峰，使其最最高洪水位低低于设防洪水水位，保证城城市安全。通通常采取的措措施有下列几几种：1.利用上上游水库调蓄蓄洪水，削减减洪峰水库的最低低蓄水位与最最高设计水位位所能容纳的的水量之差即即为水库的有有效调节容积积，将汛期超超过河流允许许通行能力的的洪水拦入水水库储存起来来，待河道洪洪峰过后，再再将水库拦蓄蓄的洪水按一一定的流量要要求排入河道道，这就是水水库调蓄洪水水、削减洪峰峰的原理。利用现有大大中型骨干水水利工程或新新建上游水库库调蓄洪水，是是保证下游城城市安全度汛汛的最有效方方法，同时还还可将水库拦拦蓄的水量用用作农田灌溉溉、水力发电电、养殖等，是是个一举多得得的工程措施施，应结合流流域综合治理理规划、本地地社会经济发发展规划和技技术经济可行行性论证优先先考虑。在一条江河河干流沿线一一般有多个水水库，这些水水库以串连的的型式存在，同同时某一级水水库还可能与与其支流水库库相连，相对对于江河干流流来说，它们们以并联的方方式运行，所所有这些水库库共同组成一一个水库群为了在防讯讯期间使每个个水库科学合合理地运行，应应对串联或并并联的每个水水库水位与每每段江河的流流量进行适时时探测，利用用现代信息技技术对每个水水库的进、出出水量进行智智能控制，联联合调度，使使水库群发挥挥其最大的调调蓄功能，尽尽可能使江河河以平稳的流流量宣泄，避避免或减小洪洪峰，保证水水库下游城市市的安全度汛汛。2.修建防防洪堤在城市规划划区外围建设设防洪堤，防防止外江洪水水漫入规划区区，也是目前前大多数江河河沿岸城市的的一种主要防防洪措施。这这种措施主要要适用于城区区部分或全部部低于设计洪洪水频率的洪洪水位，而又又不能大面积积提高规划区区地面设计标标高的情况。对对于呈组团布布局的城市来来说，每一组组团的防洪堤堤设计防洪标标准并不是固固定不变的，应应通过不同的的防洪标准可可减免的洪灾灾损失与所需需的防洪费用用进行对比分分析，并考虑虑堤段的服务务人口、在整整个城市中的的社会经济地地位以及服务务面积等因素素综合论证确确定。防洪堤的断断面形式主要要有斜坡式、直直墙式以及直直斜复合式三三种。斜坡式式占地较多，比比较适合于土土堤，有条件件的城市可采采用这种防洪洪堤，并植草草护坡，实现现河堤生态化化。若城市用用地有限，可可采用直墙式式防洪堤，但但这种防洪堤堤缺乏亲水性性，景观单一一，因此可根根据用地布局局及城市景观观的需要，在在不同的堤段段使用不同的的断面形式，如如滨江公园及及其周围采用用生态河堤，居居住及商贸区区采用直墙式式河堤。3.整治河河道如果下游河河段行洪不畅畅，就会致使使上游河段雍雍水，抬高洪洪水位，整治治河道的目的的是为了水流流顺畅，增大大流速，使江江河的行洪能能力得到提高高，降低洪水水位。河道整整治主要包括括以下三项内内容：（1）清障障：即清理河河道行洪断面面上的淤积物物、树木、建建（构）筑物物、阻水桥墩墩等；（2）疏浚浚和扩大行洪洪断面：沿水水流方向加宽宽改造瓶颈处处的河床、清清除两岸局部部凸起的坡脚脚、加深扩宽宽河道，增加加行洪流量。（3）截弯弯取直：在地地形条件允许许的情况下，将“S”形、“Ω”形河道改造成“一”字形河道，以减小流程长度，增大水力坡度，提高行洪能力。4.小流域域综合治理山区、丘陵陵农村应以水水利建设为重重点，坚持“改土、改水水、兴林、建建园、修路、办办电”综合治理的的原则，大力力提倡新建小小水库、山堰堰塘或蓄水池池，这不仅有有利于农村抗抗旱、水土保保持，对江河河洪峰流量也也有一定的消消减作用。植树植草，封封山育林不仅仅有利于改善善气候环境，维维护生态平衡衡，还有利于于保持水土、涵涵养水源，通通过土壤和植植物根系对大大气降水的充充分吸收，将将地表直接径径流入江河的的水量控制在在最低的限度度，使洪水总总量得以减少少。通过流域域内小环境的的形成和气候候的改善，既既可减少流域域内滑坡、泥泥石流等地质质灾害，还可可降低下游城城市的洪水位位，因此植树树造林不仅是是利国利民的的生态环境工工程，同时也也是下游流域域内最有效的的防洪工程之之一。二．城市排水排排涝城市排水（指指雨水）和城城市排涝是两两个相互联系系的不同概念念。城市排水水泛指城市规规划区内雨水水及周边小范范围山洪等雨雨水排除；城城市排涝特指指地势平坦的的低洼地区，由由于排水不畅畅或外江水位位高于规划区区，区内雨水水不能正常排排除时需采取取的工程措施施。城市排水水排涝规划的的目的就是要要使规划区内内的大气降水水和流入规划划区的山洪迅迅速排出规划划区，避免城城市受淹、地地面积水、地地下水位升高高、建筑物沉沉陷开裂、地地面湿陷坍塌塌等现象。城城区排水常见见的两种情况况及解决方案案如下：1.周边无无山洪的城区区雨水工程规规划，根据地地形坡度大小小主要有两种种排水方案：：（1）规划划区地形如果果较周边高，或或者规划区呈呈单面缓坡状状，将十分有有利于城区雨雨水排除。为为了保证城市市用地的完整整性，雨水管管渠一般沿规规划道路布置置。根据规划划的地形整治治，将整个雨雨水系统划分分为若干个排排水区域，每每个区域即为为一个独立的的管系，其干干管应与受纳纳水体呈正交交布置，使各各管系以最短短的距离排入入水体，节省省工程造价。（2）当城城市地形向受受纳水体方向向倾斜坡度较较大，为避免免排水干管大大坡大流速而而造成严重的的管道冲刷，应应沿等高线平平行方向划分分排水区域，使使各管系的干干管沿等高线线方向布置，并并在数条干管管的末端敷设设一条与等高高线正交的主主干管，主干干管上设置跌跌水井以降低低沿线流速。至于雨水管管系的水力计计算，在《给给水排水设计计手册》和多多种教科书中中已有详细介介绍，且笔者者已编制有方方便适用的工工程规划设计计电算程序，此此不赘述。2.规划划区周边有山山洪的排水方方案当规划区上上游有流域面面积数平方公公里的山洪时时，有条件者者应将山洪改改道，避免流流经规划区，因因为山洪流经经规划区时，将将对规划区产产生现实的或或潜在的危害害，轻者增加加河道维护费费用，重者造造成洪水滞留留或淹没，甚甚至将泥石流流灾害带入城城市。如实在在不行，也可可将山洪引流流经规划区边边缘通过。当规划区外外围的山洪不不可避免地要要从规划区穿穿过时，应尽尽量利用原有有河道，以减减少不必要的的工程量。若若需改道则应应尽量使河道道与受纳水体体正交，这样样及节省投资资，又可减轻轻山洪的潜在在危害。穿越越城区的河道道需结合城区区雨水排除进进行断面设计计，同时进行行河道整治，如如清障、稳定定河床、加固固岸坡。3.城市排排涝在平原或低低洼地区，如如因受纳水体体水位高于规规划区或因区区内雨水系统统自身排水不不畅，将导致致规划区长期期积水，产生生涝渍灾害，并并可能引起规规划区建筑物物沉陷，危及及城市安全，因因此需采取排排涝措施。当当涝渍区积水水无法通过重重力流排入受受纳水体时，最最有效也是最最直接而迅速速解决办法就就是建设排涝涝泵站。但是是排涝泵站投投资大、维护护费用高、利利用率低，除除非迫不得已已，否则尽可可能避免设排排涝泵站，为为了最大限度度地降低排涝涝泵站规模，规规划应遵循以以下原则：（1）有条条件将雨水通通过重力流排排入江河的所所有地段或片片区，在其低低处设置截洪洪沟，均以自自流方式排放放；（2）充分分利用规划区区内的容泄区区（如公园水水体、湖泊、坑坑塘和洼地等等）的调节功功能调蓄流量量，以降低排排涝泵站的设设计流量。三．最不利条件件下的城市排排水方案最不利条件件是指汛期时时外江洪水位位高于城市规规划区，而同同时规划区及及其周围又出出现暴雨，山山洪进入规划划区的情况。对对于周围属于于山地的沿江江城市来说，这这种情况是比比较普遍的。在在这种情况下下，沿江低洼洼地带往往形形成涝灾，在在城市总体规规划和详细规规划编制过程程中，规划设设计人员的须须引起高度重重视，经过较较长时间的工工作实践，笔笔者提出如下下解决方案与与各位同仁商商权：1.按规划划的设防标准准建设防洪堤堤，防止外江江河水对规划划区造成威胁胁。根据规划划区建设时序序的安排及经经济承受能力力，防洪堤的的建设可按近近远期分步实实施，比如远远期50年一遇的设设防标准，近近期可按20年一遇标准准实施，远期期按50年一遇标准准改造，当然然如条件许可可能实现一步步到位是最为为理想而一劳劳永逸的方案案。2.城市防防洪部门应提提供必要的当当地水文、气气象及其它有有关资料，并并提出合理化化建议。城市市防洪系统需需要综合考虑虑的因素很多多：比如外江江的常年水位位、设计频率率的洪水位、行行洪时间长短短、规划区地地面与外江洪洪水位的高差差、规划区内内降雨与外江江洪峰同时出出现的概率、山山洪的洪水过过程线、规划划区地形、规规划区内有无无滞洪区及滞滞洪区大小等等，因此城市市防洪系统需需要根据规划划区的实际情情况并结合多多种因素综合合考虑，提出出几个方案，再再经经济技术术比较决定。3．城市防防涝的措施主主要有两种：：设置滞洪区区和建设排涝涝泵站，或者者是两者的结结合。一般说说来，下游城城市洪水过程程时间较长，滞滞洪区洪水的的长时间滞留留可能引起规规划区的严重重浸渍，有些些低洼地区甚甚至低于江河河常年水位，因因此这些城市市不仅需设滞滞洪区调节洪洪水流量，而而且还须建设设排涝泵站，及及时将洪水抽抽升至规划区区外。而上游游沿江城市的的江河涨水历历时和峰顶时时间较下游城城市短，如嘉嘉陵江干流一一次洪水过程程约2～7天，峰顶时时间一般仅为为2～5小时，并且且规划区往往往都高于江河河常年水位，规规划区内滞留留的洪水在较较短时间内即即可自流排放放，因此笔者者认为，西南南地区大部分分沿江城市，应应以滞洪为主主，使洪水在在滞洪区内作作短暂停留，待待外江水位消消减后将其以以重力流方式式排除，除极极个别特殊情情况外，尽量量避免设置雨雨水泵站。4.城市规规划区寸土寸寸金，滞洪区区用地应力求求节约，而尽尽量减少滞洪洪量是最有效效的措施，主主要有两种方方法：（1）上滞滞：如在规划划区上游有较较大流量的山山洪时，应将将山洪阻滞在在规划区上游游，建设临时时或永久性的的上游水库（或或堰塘），这这类调节设施施容量不大，一一般在百万立立方米以内，而而且可以在城城市排水最不不利条件时启启用，平时仍仍可用作农田田。小型上游游水库不仅有有利于城市防防洪，节约城城市用地，而而且有利于农农田灌溉。（2）侧引引：如在规划划区两侧有较较大流量的山山洪流经规划划区时，应设设置截洪沟将将山洪引至规规划区边缘泄泄于外江，避避免在规划区区滞洪。值得得一提的是，采采用这种方式式还需考虑到到外江行洪期期间，山洪能能否顺利排泄泄，如若不行行，则须在规规划区边缘截截洪沟一侧修修建防洪堤。5．滞洪区区有效容积的的确定：进入入滞洪区城市市雨水及山洪洪我们称之为为来水，从滞滞洪区流入外外江的洪水称称为去水，计计算时段内来来水量和去水水量之差，就就是滞洪区所所需的有效调调节容积。计计算时段应为为外江洪水位位高于滞洪区区水位时规划划区的连续降降雨历时。当当外江洪水位位高于滞洪区区水位时，区区内城市雨水水及山洪汇入入滞洪区，当当外江洪水位位低于滞洪区区水位后，区区内雨水自然然泄入外江，这这需要依据来来水的洪水过过程线和外江江的洪水过程程线建立数学学模型进行计计算。当然这这样计算得出出的数据U是一个理论论值，是最不不利条件下的的一个极端值值，实际上，当当外江出现设设计频率洪水水位的同时规规划区及周围围又出现暴雨雨的几率是较较小的，用上上述方法计算算出来的有效效容积应进行行适当折减，否否则将造成一一定的工程浪浪费。折减系系数K主要由规划划区的社会经经济地位、外外江涨水与规规划区暴雨同同时出现的概概率、规划区区的地质情况况、涝灾区面面积大小等因因素决定。由由洪水调节容容积理论值U与折减系数K相乘求出设设计调节容积积V。6.滞洪区区面积的确定定及滞洪区布布局：城市建建设改变了暴暴雨洪水的产产汇流关系，旧旧城市周边或或新规划区原原有的湖泊、水水域本具有一一定的排水和和蓄洪的功能能，但新规划划区建成以后后，土壤渗透透系数将比自自然状态下的的渗透系数大大为减小，径径流系数增大大，洪量随之之加大，原有有湖泊、水域域的蓄洪能力力就已经不能能满足要求，然然而由于城市市土地资源有有限，地价高高，随着城市市的发展，原原有的这些湖湖泊、洼地、池池塘、河沟还还将不断被填填平，河道泄泄洪排涝能力力下降，对洪洪水的调蓄功功能也随之消消失。这就要要求在编制城城市规划时，特特别是在建设设防洪工程时时，既要保证证滞洪区足够够的用地，同同时又要注意意节约土地和和综合利用土土地，科学计计算滞洪区用用地面积、合合理进行滞洪洪区布局：（1）滞洪洪区总面积：：首先根据规规划区设计地地面标高和安安全超高确定定滞洪区设计计水位，再根根据规划区具具体情况确定定滞洪区有效效水深，所谓谓有效水深是是指设计水位位与最低水位位的高差，最最低水位不能能低于外江的的常年水位。根根据滞洪区有有效容积和有有效水深并考考虑到库（池池）边坡的因因素，即可求求出滞洪区总总面积。（2）滞洪洪区布局：城城市用地布局局规划时，应应结合城市景景观的建设将将滞洪区布置置于地势低洼洼地区如防洪洪堤附近、古古河道，或利利用现状水体体，尽量避开开行政、商贸贸中心区，由由于滞洪区是是按照洪水设设防标准设置置的，设计水水位理论上为为诸如二十年年、五十年或或百年一遇，而而实际上以一一年一遇的水水位最为常见见，为了尽量量利用滞洪区区宝贵的土地地资源，我们们可考虑将其其作为停车场场