自然流域逐漸城市化,這些流域的雨水徑流特性也相應地發生著變化。在城市特征影響下(如鋪有路面的街道、有瓦片的屋頂、混凝土車道),徑流的響應變得更快和更大,降低了流域內存儲和延緩雨水流動的能力。
為了應對城市化對洪水變化的影響,規劃者實施了分區限制以限制洪水易發地區的發展,并逐步實現個別建筑區對雨水滯留的需求。在這些行動實施的同時,蓄滯洪區已在發展中的地區建成,用于模擬集水徑流,以預測降雨集中時的自然徑流。
這種城市化進程可能是潛移默化、經年累月地進行,然而對城市化的程度需要定期檢查,以應對不斷發展的流域對降水蓄積能力的要求。
蓄滯洪區是城市蓄洪水域(通常由土質堤壩圍筑而成),它可用于暫時儲存小到中型洪峰的排水,并減少其流出量,以使下游流量保持在排水系統的設計能力以內。這些蓄滯洪區的設計通常可以抵御100 a一遇的洪水。在過去的20 a,它們已經成為澳大利亞城市防洪規劃戰略中越來越重要的一個組成部分。
在城市發展初期就將其作為城市規劃的一部分,才是最有效的,將其增加到現有的城市發展規劃中,也可以應對現有的洪水。但是,后來的加裝通常意味著會有更高的難度,主要體現在設計、規劃和成本方面,而且也會限制蓄滯洪效果。
這些區域通常主要用于娛樂(例如運動場,高爾夫球場等)或環境(如濕地)的目的。一旦這些區域蓄積了水,無論是暫時的還是長期的,都將會起到水壩的作用,為了保證下游的最大安全,就必須要對它們進行合理的設計、運營和維護。因此,在澳洲,政府已逐步推出各種法律規定,這些法律規定涵蓋了防洪規劃、水壩(即蓄滯洪區)的安全和利用。
1937年,在澳大利亞沒有任何國家大壩安全監管機構的情況下,成立了澳大利亞國家大壩委員會(ANCOLD),根據國家需求,已經通過ANCOLD制定了一些指導性的方針。
鑒于在澳大利亞對蓄滯洪區的使用需求不斷增加,以及對于這些洼地安全與管理持續性的缺失,在2011年,ANCOLD決定成立一個小組,旨在制定一套指導方針來約束對蓄滯洪區的規劃設計和管理。2013年4月,該小組為提議的方針制定了一個框架,并在澳大利亞的各個省開展了一系列的為期1d的研討班。開辦研討班,旨在在指導方針所涉及的不同領域采用不同的方法傳達信息。
2013年4月,研討班吸引了大量的相關人員參加,包括工程顧問、蓄滯洪區業主、排水規劃者和城市規劃者以及堤壩安全員。研討會得到的反饋相當有建設性,并得到了來自這一領域從業人員的一些經驗。方針研究小組對這些反饋意見進行了認真的研究分析,并在2014年年初公布的指導方針征求意見稿初稿的編寫準備工作中,將會參考吸納這些反饋意見。
對研討會報告中聚焦的主要問題和研討會參與者所反饋的各種問題,在接下來的議程中進行了總結,以為城市防洪規劃及滯洪區的設計和管理方面的相關人員提供參考。
在城市現有和未來的發展范圍內,在設計蓄滯洪區時就應當考慮到城市排水設施問題,因為在流域內未來的發展過程中,可能會顯著改變流入洼地的排水量。此外,未來洼地下游流域的發展也可能會顯著影響下游的水流量,增加蓄滯洪區帶來的危害,從而增加業主的法律責任。
隨著城市化進程的發展,澳大利亞境內現在有不少流域擁有一系列的蓄滯洪區,這將帶來2個必須要考慮到的深層因素。需要對一個蓄滯洪區發生決堤事故后水流傾瀉到下游、且注入更低的洼地所帶來的后果展開評估; 此外,考慮到上游蓄滯洪區排水與下游蓄滯洪區排水長期疊加所產生的影響,這樣就可能需要重新調整整個流域內的蓄滯洪區的運行方式。應當對整個流域內的所有蓄滯洪區分別進行調查,同時也應對流域進行整體建模。
岸上的男子跳上船,船猛地向下一沉,擺渡人晃了晃,扶著船沿才沒有摔倒。男子笑呵呵地問:“你叫什么名字?”他搖著槳,沉吟道:“誰謂河廣?一葦杭之。”男子把耳朵湊過來,疑惑地問:“你說什么?”他淡淡一笑,重復道:“誰謂河廣?一葦杭之。”男子說:“我問你叫什么名字。”他還是道:“誰謂河廣,一葦杭之。”男子搖搖頭,低聲自言自語:“是裝傻還是真瘋?”男子又問:“你從哪里來?”他說:“遠方。”男子不解,“遠方是哪里?”他說:“遠方就是遠方。”
必須對潛在的蓄滯洪區發生決堤事故的后果作出判斷,對此,應通過最初的現場考察情況進行評估。但是,如果這不是最終結論,可能還需要進行更詳細的分析,內容涉及到確定從蓄滯洪區常見洪水到可能出現的最大洪峰等一系列洪水造成決堤的后果, 并且假設每次多年一遇洪水的持續時間都達到極值。這是由以下因素決定的:
(1)下游所有洪水的分布和確定洪水;
(2)洪水加上潰壩對人口、住房和基礎設施的影響;
(3)確定每次水災增加的潰壩可能性和造成的洪水的后果類型。
根據ANCOLD的洪水風險導則和澳大利亞各州立法中的要求,可將這種后果類型設定為蓄滯洪區可接受的行洪能力(AFC)。
相當平坦的地形和大量的建筑物影響了對洪泛區的界定和增量估算的精確度,這些對下游洪泛區來說是常見的問題。
在設計和運營蓄滯洪區時,應考慮到一個必須面對的因素,即如果洪峰一旦超過蓄水區的設計運行限度(通常是100 a一遇),那么將會產生什么樣的后果。為此,應該配備相應的溢洪道,并將蓄水池設計成在所有洪水中都能安全運作的模式。盡管這樣的事故發生率不高,但是大型蓄滯洪區的決堤仍然會給周邊的居住區帶來災難性的后果。
(1) 應當對蓄滯洪區的地基進行清理,以便為堤壩提供合適的基礎;清理植被可以降低鋪設管道的風險。此外,適當的地基處理以及大壩與地基的砌合,應符合相關規定要求。
(1) 蓄滯洪區應配備有相應的溢洪道,以備超出設計能力的降雨到來時使用。如果將堤壩設計成漫水壩,那么對其漫水保護系統(草皮、土工布加固草皮、石籠拋石、混凝土內層)應精心設計,以保證長期有效。
(2) 蓄滯洪區排水口最好采用混凝土內襯,表面由池底的天然材料覆蓋。封閉堤壩中的排水口時應特別注意(下游過濾系統),以防在洪水發生時管道堵塞。排水口的覆蓋層要設計成在水流通過時對人無害的結構,保證不被雜草覆蓋。
(1) 應按照有資質的工程師監督批準的設計方案進行蓄滯洪區的施工。對施工過程以及工作執行計劃的認證(包括批準任何設計更改),必需持續至施工結束。
(2) 在澳大利亞所有蓄滯洪區的檢查中發現的一個最大問題是蓄滯洪區的維修標準。在許多情況下,出口已經任由垃圾堵塞,和/或變得完全雜草叢生,嚴重地限制了蓄滯洪區的蓄洪能力,而且也增加其在洪水發生時的決堤概率,同時也讓業主增加了潛在的法律責任。此外,樹木已在溢流區生長從而限制了排水外流,而且也增加了對這些部位的沖刷。在河堤上種植樹木可能會給這些堤防的安全造成威脅,同時也會使漏水孔隙沿著根系發展。
在一些草皮沒有得到較好維護的地區會產生開裂現象,風暴期間會造成對堤防的侵蝕與沖刷,從而降低堤防的穩定及增大其決堤的可能性。因此,應該制定定期維護計劃,以保證每個蓄滯洪區的完整性以及其對于所有者的價值。
常年儲水的蓄滯洪區,應該由專業人員進行定期檢查(這種做法也是符合ANCOLD針對堤壩安全管理的方針),以確保其運行的安全穩定性。對于旱池,每月進行一次檢查即可,但是對所有的蓄滯洪區,在發生暴雨及地震之后都要進行檢查,以評估其狀態,根據評估結果來決定是否需要進行維修或補救工作。此外,對每個蓄滯洪區,每5 a應出具一份綜合檢查報告,詳細闡述蓄滯洪區的狀態和所需要的修補。
為了配合政府相應的應急預案,業主們也應當制定一套合理的應急預案,以應對極端洪峰到達其蓄滯洪區時的狀況。這對于距離蓄滯洪區很近的下游居民來說非常重要,也會大大提高洪水預警和應急疏散的效率。
有些現有的蓄滯洪區是在立法之前就已修建的,當時修建時并沒有相關的法律要求及其符合堤壩的安全法規,因此許多蓄滯洪區是由土地開發商建造的,然后又轉手給最終的業主。此外,在有些小型的退化中的村落里,其堤壩的所有者是集體或小組,因此還不能稱為是典型的具有堤壩安全運行經驗的堤壩業主。
ANCOLD在制定關于蓄滯洪區的新的指導方針時,必須考慮到以上諸條因素。