遼寧朝陽市城市超標準洪水預警及洪水防御預案探討

楊 驍

(遼寧省撫順水文局，遼寧 撫順 113000)

朝陽城區位于大凌河中游，距渤海口100多km，座落在努魯兒虎山丘陵地區。地形上呈南高而陡，北低而緩，中間低洼平坦，四周群山環抱的盆地[1]。西、西南部環山，東、北部依水，大凌河由南向北橫穿市區。從地貌上看，主要為大凌河沖積階地，向四周擴展為坡洪積臺地過渡到丘陵、低山[2]。朝陽城區面臨的洪水威脅是兩河洪水和山洪，主要是大凌河，朝陽市地處遼寧西部，屬東亞季風氣候區[3]。每年7、8月間，西風環流，太平洋副高北進，朝陽市處于冷低壓槽前，副高后部，最易發生大暴雨。據統計，影響朝陽市造成暴雨的主要天氣系統有低壓冷峰、華北氣旋、靜止峰等。臺風雨雖然出現次數不多，但產生的暴雨籠罩面廣，強度大，往往造成災害性天氣[4-5]。大凌河洪水多為暴雨所形成，其特點是強度大，持續時間短。大暴雨和特大暴雨的持續時間一般為1～2d，最短幾小時到十幾小時。由于城區屬低山丘陵地區，因此洪水還具有典型山丘區洪水特性：產流急、匯流快、峰高量大、匯流時間短、洪峰歷時短等，且由于水土流失嚴重，洪水含沙量大，并常伴有泥石流發生[6-8]。朝陽城區位于大凌河和十家子河匯合口上下，地勢低洼，特別是老城區，降雨都沿山洪溝排入大凌河和十家子河。隨著城市的建設發展，原有的南大溝和北大溝都覆蓋形成暗溝，再加上淤積嚴重，行洪能力大大降低，已經無法滿足排泄雨洪和山洪的能力。城區內原有的污水管網，管徑普遍偏小，過水能力不足，汛期常常出現溢水現象[9]。近些年來，對流域超標準洪水防洪預案取得一定研究成果[10-12]，但對于城市超標準洪水防洪預案研究成果還相對較少，為此以落實“四預”中預案為目標，為規范和指導城市超標準洪水防御工作，增強應對城市超標準洪澇災害的防范與處置能力，以朝陽市為例，對朝陽市超標準洪水情況下防汛準備、水情監測預報、水庫調度、堤防防守搶護、人員轉移安置等洪水防御預案進行探討。

1 超標準洪水洪澇災害影響

1.1 區域劃分

計算分區一般是按照主要水系、堤防以及地貌、地物分割情況等劃分成若干相對獨立的區域。由于大凌河及十家子河在城區貫穿而過，將城區分為主城區、燕都新區和鳳凰組團3塊相對獨立的區域，本次分別定義為A區、B區、C區，朝陽市防洪分區區劃如圖1所示。

圖1 朝陽市防洪分區區劃

1.2 洪水量級確定

朝陽市防洪保護區A區大凌河左岸現狀防洪標準為100a一遇，十家子河右岸現狀防洪標準為20～50a一遇；B區大凌河左岸現狀防洪標準50a一遇，十家子河左岸現狀防洪標準為20～50a一遇；C區大凌河右岸現狀防洪標準為20a一遇。防洪保護區超標準洪水量級應選擇采用高于設計標準一個等級的洪水，考慮到大凌河左右岸現有7座穿堤涵閘，其排澇標準均為10a一遇，本次確定洪水量級為200、100、50、20a一遇洪水4個量級。大凌河上游25km為閻王鼻子水庫，該水庫為100a一遇設計，1000a一遇校核，故本次增加閻王鼻子水庫1000a一遇洪水以及考慮該標準下閻王鼻子水庫潰壩風險。各分區均需考慮以上4個洪水量級的風險分析。洪水量級見表1。

表1 朝陽市洪水量級表

1.3 設計洪水成果

大凌河流域各控制斷面設計洪水已進行過多次分析，本次主要采用《大凌河河道行洪能力分析及防汛特征水位確定報告》中的成果，該成果已通過審查，2015至今未發生過較大洪水，設計洪水成果未改變。大凌河朝陽站控制斷面各種頻率設計洪水見表2。十家子河流域無水文測站，本次采用由《十家子河綜合治理工程實施方案》已通過審查的洪水成果，見表3。

表2 大凌河朝陽站控制斷面各種頻率設計洪水表

表3 十家子河河口處各頻率洪水成果表

閻王鼻子水庫潰壩流量采用閻王鼻子水庫下游群眾及重要經濟目標逃險躲險預案中洪水成果，即大凌河干流發生1000a一遇洪水，潰壩寬度265m，最大潰壩流量33126m3/s。

1.4 超標準洪水災害影響

(1)發生超設計標準一個量級洪水時，考慮險工險段潰口對朝陽市城區造成的影響。主要分析大凌河發生20、50、100及200a一遇洪水、十家子河發生50、100a一遇洪水。

(2)閻王鼻子水庫發生潰壩，下泄洪峰大于城市堤防防御能力。主要分析閻王鼻子水庫極端工況發生1000a一遇洪水時，出現特殊事故情況下，漫頂導致的大壩潰壩，下游同時考慮干流發生1000a一遇洪水時，主要支流發生相應洪水。

2 朝陽城市超標準洪水防洪預案

2.1 超標準洪水預警

預案分析的前提是制定預警，根據超標準洪水災害事件的嚴重程度、由重到輕劃分為4級：一級超標準洪災預警(特別嚴重)、二級超標準洪災預警(嚴重)、三級超標準洪災預警(較重)、四級超標準洪災預警(一般)。在一級超標準洪災預警條件下，對超100a一遇洪災進行預警外，還應對1000a一遇標準下閻王鼻子水庫潰壩風險進行重點預警。朝陽市各分區預警類別見表4。

表4 各分區超標準洪災預警類別表

2.2 主要防御方案

由于朝陽市城市區域東南、西北兩側地勢較高，區域內無規劃分滯洪區，一旦發生潰堤洪水淹沒，對超標洪水的防御主要以臨時搶險和人員逃避轉移為主。

(1)臨時搶險。當發生較小量級超標準洪水時，以臨時搶險為主，加強大堤巡查，尤其針對主城區飛機場段、燕都新城左岸堤防末端以及鳳凰新城右岸堤防末端與朝巴公路交匯處，及時發現堤防險情，通過構筑子堤、填筑濾料、土工織物防護、拋石護腳、掛柳等措施，增強堤防行洪能力。對于出現滲漏、塌陷、滑坡、裂縫、穿堤建筑物漏水等險情的堤段，及時進行加固搶險，同時為城區居民轉移安置爭取時間。

(2)避險。當發生超標準洪水預警，各級政府應根據洪水可能影響，組織可能受災區域的居民準備避險。當洪水逼近堤防防御極限，臨時搶險難以發揮作用，預報洪水仍有上漲趨勢，發生洪水淹沒可能性較大時，應根據洪水淹沒影響范圍，以行政村或街道(鄉鎮)為單位，組織避險。避險可采取轉移避險和原地安置避險2種方案。參考洪水風險圖編制原則，平原區對于淹沒水深不大于1m，且流速不大于0.5m/s的受災區域，人員可逃避到較高層建筑就地避險；對于淹沒水深大于1m，或流速大于0.5m/s的受災區域，應進行人員轉移安置。人員轉移安置分為就地安置和轉移安置，其中就地安置以行政村及街道為單位，各行政村及街道接到預警通知后，集中到政府所在地，借助政府、學校、醫院、商場、賓館等地的高層建筑安置可能受災居民。轉移安置以行政村及街道為單位，各村屯、社區接到預警通知后，不滿足就地安置的村屯、社區通過公路、鐵路等交通設施，轉移到防洪安全地區。安置點優先考慮本市安置，利用未受影響區域的學校、醫院、政府、賓館等進行安置。優先轉移洪水淹沒風險大的居民。通過水力計算分析統計洪水期受災村屯和避險居民，以二級、三級預警為例，對其避險安置及逃避路線進行舉例說明。朝陽市二級、三級預警級別洪水避險安置及逃避路線見表5—6。

表5 朝陽市三級超標準洪災響應轉移安置情況表

表6 朝陽市二級超標準洪災響應轉移安置情況表

3 結語

(1)避險可采取轉移避險和原地安置避險2種方案。參考洪水風險圖編制原則，平原區對于淹沒水深不大于1m，且流速不大于0.5m/s的受災區域，人員可逃避到較高層建筑就地避險；對于淹沒水深大于1m，或流速大于0.5m/s的受災區域，應進行人員轉移安置。

(2)由于朝陽市城市區域東南、西北兩側地勢較高，區域內無規劃分滯洪區，一旦發生潰堤洪水淹沒，對超標準洪水的防御主要以臨時搶險和人員逃避轉移為主。

(3)本文對朝陽市超標準洪水水文測報方式還未進行探討，后期還應在其超標準洪水預案中增加洪水測報方式的探討。