李 璨 ,陳貝貝 ,于東平
(1.山東省水利勘測設計院,山東 濟南 250014;2.山東初藍環保科技有限公司,山東 濟南 250014)
魯西北平原區是山東省內位于黃河以北的沖擊平原,呈狹長形,南北寬約80km,東西長約360km,總面積3.1萬km2,包括德州、聊城全部及濟南、濱州、東營三市黃河以北的部分。研究區屬暖溫帶半濕潤、半干旱季風氣候區,降水年際變化大,年內分布不均。多年平均降水量557.5mm,最大(1964年)993.2mm,最小(1968年)333.9mm,大部分降雨集中在7~9月。徑流主要由當地降雨形成,呈明顯季節性,研究區多年平均徑流深45.6mm,主要集中在汛期,約占年徑流深的85%。汛期每遇暴雨或連續降雨,易發洪澇災害。區內主要水系有徒駭河、馬頰河、德惠新河及魯豫冀邊界上的漳衛河和濱海地區獨流入海的潮河、秦口河等。
長歷時連續降雨和短時集中暴雨是引發研究區澇災的主要原因,受災程度與降雨分布、強度、持續時間等有直接關系。據統計,研究區多年平均降水量557.5mm,降水年內、年際之間變化較大,其中降水量的70%集中在6~9月,而7~8月就集中了50%左右,日最大降水量約150~200mm,最長連續降水日數約9~12d。遇強降雨往往當日或次日即形成澇災,如在1990年,受降雨影響,整個魯西北平原東北部、中部出現洪澇災害,其中德州、濱州地區7月平均降雨444mm,月最大點雨量837mm,兩市受災面積達69萬hm2,成災面積50萬hm2。當受長歷時連續降雨影響時,更易形成大面積、長期性的連澇災害。如1961—1964年發生年內、年際連續大澇,其中1964年災情最為嚴重,成災面積近116萬hm2,為建國以來澇災面積最大的一年。
魯西北平原整體地勢平坦,地面坡降平緩,部分相對低平的河間淺平洼地多呈閉封的橢圓形或多邊形,有明顯的碟形洼底,與其邊緣地面相對高差一般為1.5~2m,易澇難排。另外,該區域歷史上受黃河決徙泛濫影響,河道變遷頻繁,水系紊亂,加之河流河道長、支流少,河網較為稀疏,排水不暢,外河水位過高時,澇水很難及時排出,易發澇災。
隨著城市化進程加快,硬質不透水地面的激增,導致降水入滲量減少,徑流量及峰值流量增加,造成城市頻繁發生短歷時的內澇災害。另外,無序圈圩開發,占用河道耕作,湖洼地圍墾養殖等活動,導致河流湖泊的調蓄外排能力降低,增加洪澇災害發生概率。
澇區治理面廣量大、任務重、建設周期長、見效慢,許多中央、省級財政資金投入的河道整治只關注干流河道治理,而其他支流和面上溝渠未得到統籌治理,制約排澇體系整體功能的發揮。另外,由于流域綜合治理和行政區開發建設不夠協調,上游水土流失治理力度不夠,使得滯蓄雨水能力低,高低水沒有分開,加重了下游澇區的負擔和災情。
由于澇區部分河道建設標準低,河道淤積嚴重,田間排水設施不完善、排灌設施老化失修等問題,致使一些河道除澇能力嚴重降低。部分排水泵站建設標準低,設備老化退化嚴重,帶病運行效率低下,抽排能力明顯不足,一遇暴雨或持續降雨,導致區內水位較高,消退緩慢而受澇。
雖然澇區管理取得了一定的成績,但澇水調度與風險管理工作相對滯后,區域治澇規劃體系不健全,規劃管理工作急需加強。基層水管單位運行機制不完善,管理設施薄弱,專項管理經費不足,保障能力不強。另外,治澇非工程措施投入不足,澇區監測監控站網與預報預警手段相對落后,應急管理工作機制尚未健全,應對突發事件的能力不強。
按照全面規劃、統籌兼顧、因地制宜、綜合治理等原則,對各澇區進行分區,本區域可根據自然水系與行政區劃衛運河、馬頰河、德惠新河、徒駭河、潮河、秦口河、河口濱海區7個三級區。按照三級區為最小獨立澇區,進行排水體系綜合整治。針對平原坡水區,可按照高水高排、低水低排、分片排水,相機自排等原則,因地制宜地采取蓄、排、截等工程措施,增強河(溝)道排澇能力,形成“截排、調蓄、自排”相結合的綜合治澇工程體系。工程措施主要包括疏浚河溝,加固堤防,開挖截洪溝,增設和改造抽排泵站,增加流動泵站,建設控制閘,配套橋涵等;對于濱海感潮區,根據自然特點,暴雨、臺風和潮汐運動規律等情況,充分利用潮間自排的條件,采用“外擋、中截、下排”的綜合處理措施,包括防洪擋潮、整治河道、蓄洪滯澇等,通過建設水閘和泵站提高防洪和排澇標準,滿足納潮灌溉和航運發展要求,保持景觀水位和改善水環境。
針對本區域特點,分區提出規劃治理方案,制定水系調整、河道整治、排澇設施改善等工程措施。干流及主要支流按5年一遇除澇,重要地區及城鎮承泄區按10~20年一遇標準治理,據統計,本區域治澇規劃主要建設內容為整治撇洪溝12條,長78km;擴挖疏浚河道1169條,長6523km;擴挖疏浚排水溝1213條,長4257km;新建改造排澇涵閘2202座、排澇泵站132座;配套橋涵5827座等,總投資約117億元。
治澇非工程措施也是排澇體系的重要組成部分,具有很好的預防和保障作用,主要包括農作物種植結構調整、退耕還湖(河)、退耕還林,以及澇區監測預警系統建設等。
對于侵占原有河道、湖泊開墾的低洼地,可規劃制定退耕還湖(河)方案和措施,逐步減輕澇災損失,對將易造成水土流失的坡耕地有計劃,有步驟地停止耕種,因地制宜地植樹造林,恢復森林植被,可起到改善生態環境,減少降雨徑流的作用。據統計,研究區計劃退耕還湖12處,總面積0.48km2,退耕還林49處,總面積7.27km2。
另外,針對澇區分布和受災類型,適當補充有關水文監測站點和監測項目,加強洪澇信息采集,主要包括水雨情自動測報系統、閘泵等工程監控系統及視頻監控系統等。建立健全預警預報系統,根據氣象、水利、國土等部門信息共享平臺,密切監視汛期雨情、汛情等,做好澇區及影響區域的雨量、水位預報,提高預測預報準確性和時效性。在暴雨到來前,調度水閘、泵站等,騰出區域內的蓄澇容積,為澇水的消納提供空間,減輕排澇壓力。
通過以上研究,分析魯西北平原區澇區現狀及澇災成因,提出工程措施與非工程措施相結合的治理理念,為今后該區域澇區改造提供技術支撐,分片分區改善澇區基礎性服務功能,提高排澇能力,提升糧食安全保障能力,有效提高澇區群眾的生產生活條件,改善河流生態環境,保護濕地生態系統,促進人與自然和諧可持續發展。