謝繁榮
(陜西省寶雞市水利水電規劃勘測設計院 721000)
水是生命之源,維系著生命的存在,維系著社會穩定與發展,水是寶貴的戰略資源,蘊藏著巨大的財富。在經濟快速發展的中國,水已經成為一種緊缺的生產、生活資源。重新找到干凈豐富的水源,現已成為中國大多數城市發展過程中必須解決的難題。渭河已經難以支撐關中經濟社會發展對水的需求。
“水能載舟,亦能覆舟”,人們常用“洪水猛獸”來形容洪水的極大禍害。這不僅是因為水災出現頻率高、涉及范圍廣,而且在于洪水來勢兇猛,向脫韁的野馬肆意橫流,波濤洶涌,到處一片汪洋。發生時具有相當的緊急性和巨大的破壞性,能造成大面積的人畜傷亡、房屋損毀和良田淹沒,誘發嚴重的瘟疫和蟲災,極大地影響社會安定。國際減災委員會把洪災的年自然損失率列為風暴、干旱、地震、大火等自然災害之首。水火無情,一旦發生,防不勝防,一切都很被動,洪澇災害是最大的災星。新中國成立初期,渭河發生了“54.8”洪水,林家村洪峰流量5030m3/s,關中地區遭受了巨大的生命、財產損失。
每年汛期,從中央到地方各級政府都嚴陣以待,做好一切防洪的準備,落實防、搶、撤方案和各種應急預案,落實人員、物資、器材,力爭把洪災損失減到最小,做到安全度汛。
洪水是河流的基本特征,在重視防治其有害一面的同時要更加重視其有利的一面。在水資源短缺的北方,要以留住部分洪水為核心實現洪水管理,使洪水實現其應有的價值。將部分洪水留下來,一方面可以削峰錯峰,減輕洪水期的防洪壓力,另一方面可以使水資源短缺的壓力得到緩解,同時增加和延長河道基流,解決地下水的補給,防止地質生態環境進一步惡化。
20世紀90年代以來,渭河徑流量減少更為劇烈,在每年不多的徑流量中,絕大部分是汛期的洪水,都付之東流,剩余一小部分是非汛期的徑流,且受到污染不能利用。洪水資源利用,不僅是解決水資源短缺的重要開源之舉,也是治水方略的重要內涵。利用中、小洪水,調控設防洪水,應對超標洪水,是利用和管理洪水的總體思路和綜合治理方略。渭河干流及其主要支流的洪水排泄條件不再發生劇烈變化,河槽的變遷速率恢復到20世紀五六十年代的水平,提供穩定的洪水宣泄通道,保證渭河有自凈功能的一定流量,滿足河道內生態環境低限用水需要。
渭河洪水資源的開發利用是“挖潛”渭河水資源的重要舉措,也是渭河綜合治理的主要內容。洪水資源化的主要途徑有:通過各種蓄水工程,將汛期洪水轉化為非汛期洪水;利用洪水輸送水庫和河道中的泥沙、污雜物,將洪水作為調沙、驅污用水;將汛期洪水用于補源和灌溉。
隨著經濟的發展,城市建設規模不斷擴大,建筑和道路所占地面愈來愈多,原有的土地被水泥、磚石等代替,地面蓄水空間變得很小,降雨不能入滲,幾乎全部產生徑流,匯集于街道,大雨時形成雨洪。2009年7月21日西安市南郊和城區,突降大到暴雨,由于雨勢太急,部分路段的排水井吸水不及,造成19個區域出現積水情況,嚴重路段水深達50cm,積水面積達1500m2。市政部門及時啟動二級防汛預案,出動防汛人員600多名,進行排水作業,保證了交通和生活的正常秩序。
在存在嚴重缺水潛在危機的城市,大量的雨水產生徑流,變成洪水流走,我們可在城市有條件的地方修建蓄雨洪水池,一則解決城市洪澇災害,二則將雨洪變成可利用的水,緩解水資源短缺問題。
具體方案如下:
a.廠礦綠地、公園、樓群花園等處應盡量建得低于地面,使之便于吸納較多的地面雨水,入滲回灌地下水,同時也提高城市排水能力。
b.凡建筑面積占用1hm2(10000m2)左右土地的,應建一個500~1000m3的小口大肚地下蓄水池。
c.城市建設公共用地和道路旁,應因地制宜規劃建設較大容積的地下水水庫。
城市集雨洪蓄水池,除解決暴雨街道積水、消減河道洪水外,平時還可作為小區花園、綠地的灌溉用水,應急的消防用水,街道灑水車用水,洗車場用水,公廁沖廁用水,以及其他非生活用水,可節約大量的飲用自來水。一個城市若建設上千個地下蓄水池相當于建設一座小(1)型水庫,渭河中游沿岸分布著寶雞、楊陵、咸陽、西安、渭南等地級城市和數個縣區城市及重點鄉鎮,都可根據具體情況修建蓄雨洪水池,這對渭河減洪、增加城市水資源效益巨大。
20世紀五六十年代渭河及千河兩岸群眾有引洪漫地的習慣,即引洪水入田,落淤造地。截至1985年,寶雞市共引洪漫地造田3260hm2,通過多次淤灌,平均淤泥厚度達0.7m,已成高產、穩產農田。現在,可在渭河及主要支流的某些符合條件的堤段,修建引洪閘,洪水期間提閘引洪,一可消洪,二可淤地,三可回灌地下水,即設立有一定規模的滯洪區,合理分散常遇洪水風險,分擔超標洪水風險,這也是對洪水資源的有效利用。
現在運行的大、中、小型水庫,始建于20世紀六七十年代,已運行30余年,嚴重的泥沙淤積,造成有效庫容銳減,水庫紛紛降級,中型變小(1)型,小(1)型變小(2)型,小(2)型淤廢失去利用,有效庫容減少近半,調蓄洪水功能大大降低。當前,在開發水資源的同時,應當研究采取措施,發掘已建水庫的潛力,增加有效庫容,更好地發揮水庫效益,采取簡易措施增容和保持庫容,其效益遠超過新建水庫。
傳統的水庫增容措施,主要是加高大壩或在溢洪道上建閘,對中、小型水庫而言,困難多,造價高,近年來中小型水庫增容的技術措施,多采用迷宮堰和橡膠壩。
迷宮堰是溢洪道上新建的平面上呈鋸齒形的新型溢流堰(也稱折線型堰),溢流前沿由一條首尾相連的折線型堰體構成。其特點是溢流前沿(展寬)為傳統堰長的數倍,在泄量一定的前提下,顯著地降低溢流水頭,即實現在泄量不變的情況下(校核洪水位不變),抬高正常蓄水位,達到增加有效庫容的目的,一般迷宮堰高3~4m,可增加總庫容20%~30%。迷宮堰多用鋼筋混凝土建成,優點是:工程簡單投資少,管理方便壽命長。原理是通過折線堰體增加溢流時的過水斷面,提高泄洪能力。核心是增加土壩的滯洪庫容。
橡膠壩增容是在溢洪道堰體上安設橡膠壩,非汛期充水(或氣)形成壩體,攔水調蓄,洪水期放水塌壩,恢復過流斷面泄洪。橡膠壩的經濟寬度為100~150m,中、小型水庫一跨即可。優點是:施工簡便,管理靈活,節約建材和投資,抗震性能好。不足之處是:雖然可增容,但不增加滯洪庫容,耐久性差,需定期更換橡膠壩袋,泄洪時的漂浮物易沖刺磨損壩袋,運行中,還要防范人為的刀割火燙破壞。
水庫挖潛增容,投資少,收益大,泄洪能力不變,可增加總庫容的10%~20%或更多,值得推廣,也可復活淤廢的水庫。
大、中型水庫工程除調蓄水資源外,還是解決渭河淤積和防洪形勢惡化的根本性和長遠性措施。近幾十年的水利投資多用在已建水庫的除險加固上,新建的水庫很少,原來因經濟和技術落后或地質條件限制,而未能建庫的壩址,現在可重新勘察設計。隨著社會經濟的快速發展,對水資源需求量增大,國家經濟實力增強,科學技術水平提高,新工藝、新材料不斷出現,我們要抓住機遇,爭取立項新建大、中型水庫工程,這是防洪、消洪、利用洪水資源的關鍵措施。
近年來,“天然林保護”、“退耕還林”、“農田基本建設”取得了很大成績。水土保持綜合治理,通過森林植被的林冠截留、枯枝落葉和水土保持措施的攔蓄,增加土壤入滲,減少地表徑流,消減洪峰流量,延長匯流時間,抑制洪水暴漲暴落。在枯水季節以潛流和泉水的形式,補充河道徑流。利用生物措施保持水土是最傳統的消洪、減洪的方式,應常抓不懈,堅持到底。
根據《寶雞市水資源調查評價報告》(2005年)資料,渭河徑流量逐年遞減,林家村站各年代平均實測年徑流量均值:1956~1960 年 為 21.22 億 m3,1961~1970 年 為 33.05 億 m3,1971~1980 年 為 15.13 億 m3,1981~1990 年 為 18.45 億 m3,1991~2000年為6.51億 m3。20世紀90年代均值比90年代以前均值21.96億m3減少了70%,形勢非常嚴峻。
寶雞市渭河地表水資源可利用量為21.2億m3,汛期難于控制利用的洪水量為10.375億m3,實際地表水資源可利用量為9.6152億m3,開發利用洪水的潛力很大。
利用洪水資源,不但要利用其功能資源,還要以洪制洪,利用中、小洪水沖刷河道淤積的泥沙,保證河道正常的行洪斷面,另外,在河流的彎道處修建雙斜面導流丁壩,用中、小洪水的沖淤功能將河道逐步順直,增加行洪速度,加快泄洪量,保障河道堤防險工段的安全。
渭河兩岸的城市,應把對渭河洪水的“防”轉變到“用”,即“防”“用”并舉,不但可以取得巨大社會經濟效益,還可增加水資源,讓人們在汛期有更多的安全感。■