2.3 防洪与治涝
2.3.1 防洪
1.洪水与洪水灾害
洪水是由于暴雨、融雪、融冰和水库溃坝等引起河川、湖泊及海洋的水流增大或水位急剧上涨的现象;洪水超过了一定的限度,给人类正常生活、生产活动带来的损失与祸患,简称洪水灾害。
全世界发生洪灾的范围很广,有些地区洪灾频繁,严重的洪灾影响经济的发展、社会的安定,甚至国家的盛衰。洪水是一种自然现象,发生洪水只是造成洪水灾害的必要条件,是否形成灾害、灾害形成的大小与人类活动以及抗灾能力有密切关系。
2.洪水防治
洪水是否成灾,取决于河床及堤防的状况而定。如果河床泄洪能力强,堤防坚固,即使洪水较大,也不会泛滥成灾;反之,若河床浅窄、泥沙淤塞、堤防残破等,使安全泄量(safety discharge)变得较小,遇到一般洪水也有可能满溢或决堤。所以,洪水成灾是由于洪峰流量(peak flow)超过河床的安全泄量所引起。由此可见,防洪(flood prevention)的主要任务是:按照规定的防洪标准(flood prevention standard),因地制宜地采用恰当的工程措施,以削减洪峰流量,或加大河床的过水能力,保证安全度汛。防洪措施主要可分为工程措施和非工程措施。
(1)工程措施。
1)筑堤防洪。筑堤是平原地区为了扩大洪水河床、加大泄洪能力并防护两岸免受洪灾行之有效的措施。但筑堤防洪(banking for flood control)必须与防汛抢险(emergency flood fighting)相结合,即在每年汛前维修加固堤防,发现并消除隐患;洪峰来临时监视水情,及时堵漏、护岸或突击加高培厚堤防;汛后修复险工,堵塞决口等。
2)疏浚与整治河道。疏浚(dredging)与整治河道(regulating river)的目的是拓宽和浚深河槽、裁弯取直,消除阻碍水流的障碍物等,以使洪水河床平顺通畅,从而加大泄洪能力。疏浚是用人力、机械和爆破来进行作业,整治则是修建整治建筑物来影响水流流态。二者常相互配合使用。
3)分洪、滞洪与蓄洪。这三者目的都是为了减少某一河段的洪水流量,使其控制在河床安全泄量以下。分洪(flood diversion)是在过水能力不足的河段上游的适当地点,修建分洪闸,开挖分洪水道(又称减河),将超过本河段安全泄量的部分洪水引走,以减轻本河段的泄洪负担。滞洪(flood detention)是利用水库、湖泊和洼地等,暂时滞留一部分洪水,以削减洪峰流量,洪峰一过,即将滞留的洪水放归原河下泄,以腾空蓄水容积迎接下次洪峰,如图2.6(a)所示。
蓄洪(flood storage)则是蓄留一部分或全部洪水,待枯水期时供兴利部门使用,也同样起到削减洪峰流量的作用,如图2.6(b)所示。
水库调洪包括了蓄洪与滞洪两方面。滞洪或蓄洪水库,可以结合兴利部门的需要,成为综合利用水库(multipurpose reservoir)。
有些天然湖泊,常起着重要的滞洪作用,例如洞庭湖就对长江的洪水有调蓄作用。有些地区盲目围垦湖滩地,常会削弱湖泊滞洪作用,必须慎重对待,必要时应废田还湖。
(2)非工程措施。
1)蓄(滞)洪区的土地合理利用。根据自然条件,对蓄洪区土地、产业结构和人民生活居住条件进行全面规划,合理布局,不仅可以直接减轻当地的洪灾损失,而且可取得行洪通畅,减缓下游洪水灾害之利。
2)建立洪水预报和报警系统。设立预报和报警系统,是防御洪水、减少洪灾损失的前哨工作。根据预报可在洪水来临前疏散人口、财物,作好抗洪抢险准备,以避免或减少重大的洪灾损失。
3)洪水保险。洪水保险不能减少洪水泛滥而造成的损失,但可将可能的一次性大洪水损失转化为平时缴纳保险金,从而减缓因洪灾引起的经济波动和社会不安等现象。
4)抗洪抢险。抗洪抢险也是为了减轻洪泛区灾害损失的一种防洪措施。其中包括洪水来临前采用的紧急措施,洪水期中险工抢修和堤防监护,洪水后的清理和救灾(如发生时)善后工作。
图2.6 滞洪与蓄洪
1—入库洪水过程线;2—泄流过程线
5)修建村台、躲水楼、安全台等设施。在低洼的居民区修建村台、躲水楼、安全台等设施,作为居民临时躲水的安全场所,从而保证人身安全和财物损失。
6)水土保持。水土保持是一种针对高原及山丘区水土流失现象而采取的根本性治山治水措施,它对减少水土流失(soil and water loss)和洪水灾害很有帮助。具体措施有:植树种草,封山育林;修筑梯田、采用免耕或少耕技术;修建塘坝、淤地坝、小型水库等拦沙蓄水工程等。
(3)现代防洪保障体系。
1)做好全流域防洪规划,加强防洪工程建设。
2)做好防洪预报调度,充分发挥现有防洪措施的作用。
3)重视水土保持等生态措施,加强生态环境治理。
4)重视洪灾保险及社会保障体系的建设。
5)加强防洪法制建设。
6)加强宣传教育,提高全民环境意识及防洪减灾意识。
总之,防治江河洪水,应当蓄泄兼施,充分发挥河道行洪能力和水库、洼淀、湖泊调蓄洪水的功能,加强河道防护,因地制宜地采取定期清淤疏浚等措施,保持行洪畅通。防治江河洪水,应当保护、扩大流域林草植被,涵养水源,加强流域水土保持综合治理。
2.3.2 治涝
1.形成涝灾的原因
形成涝灾的原因有两点:
(1)因降水集中,地面径流聚集在盆地,平原或沿江沿湖洼地,积水过多或地下水位过高。
(2)积水区排水系统不健全,或因外河外湖顶托倒灌,使积水不能及时排出,或者地下水位不能及时降低。
2.治涝工程的措施
治涝的任务是尽量阻止易涝地区以外的山洪、坡水等向本区汇集,并防御外河、外湖洪水倒灌;健全排水系统,使能及时排除设计暴雨范围以内的雨水,并及时降低地下水位。治涝标准通常表示为:不大于某一频率的暴雨时不成涝灾,这一标准由国家统一规定。治涝工程的措施主要如下:
(1)修筑围堤和堵支联圩。修筑围堤(polder dike construction)用以防护洼地,以免外水入浸,所圈围的低洼田地称为圩或垸。
有些地区,圩、垸划分过小,港汊交错,围堤重叠,不利于防汛,排涝能力也分散薄弱,在这种情况下,最好将分散的小圩合并成大圩,堵塞小沟支汊,整修和加固外围大堤,并整理排水渠系,以加强防汛排涝能力,称为堵支联圩。
(2)开渠撇洪。开渠撇洪即沿山麓开渠,拦截地面径流,引入外河、外湖或水库,不使向圩区汇集。若与修筑围堤相配合,常可收到良好的效果。并且撇洪入水库,可以扩大水库水源,有利于提高兴利部门的效益。当条件合适时,还可以和灌溉措施中的“长藤结瓜水利系统”以及水力发电的“集水网道式开发方式”结合进行。
(3)整修排水系统。整修排水系统包括排水沟渠和排水闸,必要时还包括机电排涝泵站。排水干渠可以利用为航运水道,排涝泵站有时也可兼作灌溉提水泵站使用。