陳利軍,魏東坡,岳鵬展
(河南省水利勘測設計研究有限公司,河南 鄭州 450016)
水安全是國家安全的重要組成部分, 水安全保障體系是實現社會主義現代化宏偉目標的重要基礎保障之一[1-2]。 面臨新發展格局戰略機遇,河南省委省政府以前瞻性思維統籌謀劃, 積極推進實施水資源、水生態、水環境、水災害“四水同治”,構建興利除害現代水網體系,為確保高質量建設、高水平實現現代化河南提供堅實的水安全保障[3]。 本文重點研究登封市水災害防治體系現狀及存在問題、防治思路與對策, 力求為全面完善登封市水災害防治體系,實現現有防治體系提質升級,提升登封市水安全保障能力提供新思路。 研究成果對其他地市的水災害防治體系鞏固提升具有一定參考意義。
登封市位于河南省中西部的中岳嵩山南麓,隸屬省會鄭州市,區域總面積1220km2,是聯系中原城市群鄭州市與洛陽市兩大中心城市的重要紐帶。 登封市居于豫西中部山地的東北部, 北與黃土丘陵相連,南至汝河谷地北側,東接豫東平原,西到伊河谷地右側邊緣。域內地貌類型多樣,山區面積占47.2%,丘陵占35.7%,平原占17.1%。地勢西北高、東南低、南北高、中間低,北部為嵩山山脈,南部為箕山山脈,二者均呈東西向展布, 中部為潁河河谷帶,“兩山夾一川”特征顯著。域內河流水系分屬黃河和淮河兩大流域,黃河流域控制面積140.5km2,淮河流域控制面積1076.5km2,分別占總面積的11.5%和88.5%。
1.2.1 歷史洪澇災害
登封市洪澇災害頻發, 偶有一年內旱澇交錯多次發生。據統計,登封市1956,1982,1992,2000,2021年均發生了較嚴重的洪水災害。 其中1982年的洪水造成全縣房屋倒塌11121間,死亡49人,農作物絕收1743.4hm2, 多處交通、 水利及電力基礎設施受到破壞,是新中國成立后水災最嚴重的年份之一。2000年潁河發生了流域性洪水,全市受災人口達12萬人,死亡7人,房屋倒塌1909間,農田被沖毀5333.33hm2,水利基礎設施毀壞尤為嚴重, 直接經濟損失達0.8億元,間接損失1.5億元。
1.2.2 災害成因
1.2.2.1 氣候地形因素
登封市季風氣候特征明顯, 全年降水量集中于6—9月份,多以暴雨形式出現,降水年際變化大、年內分配不均,豐、枯季相差懸殊,偶有連豐連枯發生。域內河流多為雨源型河流,受降雨條件影響極為顯著。
登封市地形特征為南北山區中部河谷,山地丘陵面積占82.9%,平原僅占17.1%,山地丘陵坡度陡,河流匯流快、勢能大,山洪易發多發,中部潁河作為主要行洪通道,承泄登封市絕大部分洪水,易發流域性洪水。
1.2.2.2 下墊面因素
城市建設發展中不透水地面不斷擴大, 雨水下滲量減少,總體徑流系數增大,匯流時間縮短,徑流峰值提前[4];部分排水溝道被截斷,影響了排水系統整體性和連通性,易產生局部積水內澇;農村地區建設活動侵占了部分排澇溝道, 造成排澇溝道連通性下降,排水不暢,易受澇災。
1.2.2.3 工程因素
登封市現狀防洪除澇工程體系還不完善, 防洪除澇能力有待提升,部分水庫淤積嚴重、防洪功能減退,主要河道治理標準偏低,行洪能力不足,山洪溝治理不系統,城市雨水管渠排水能力不強。
登封市水災害現狀防治體系主要由河道及堤防、水庫工程、城市防洪排澇系統、山洪災害防治工程等工程措施及非工程措施組成。
1.3.1 河道及堤防
登封市防洪河段總長89.18km, 主要涉及潁河、書院河、五渡河、少陽河、石崖河、逛河等,截止2018年底,已治理達標河段長度42.68km,防洪河段治理達標率47.86%;已建設達標堤防均為4級堤防,共計99.83km,保護人口30.20萬人,保護耕地7.15khm2。
1.3.2 水庫
登封市目前共有中小型水庫55座, 其中中型水庫3座,小型水庫52座,總庫容9998萬m3,興利庫容5196萬m3。 多數水庫修建于20世紀60、70年代,經多年運行,各水庫先后出現了不同程度的問題。登封市針對問題水庫先后實施了除險加固工程,特別是“十二五”期間,開展了大規模的除險加固,基本消除了水庫運行的安全隱患,有效提升了攔蓄洪水的能力,保障了下游群眾生命財產及城市的安全。
1.3.3 城市防洪除澇
登封市中心城區防洪安全主要受少陽河、 書院河、五渡河3條穿中心城區河道的影響,同時河道上游的少林水庫等多座中小水庫可攔蓄上游洪水,削減洪峰,有效減輕城區段河流的防洪壓力。3條主要河流已治理段可達到10年一遇以上防洪標準,未治理段防洪能力普遍低于10年一遇,中心城區不能有效應對20年一遇洪水,與50年一遇防洪要求尚有較大差距。
登封市老城區現狀排水體制基本上以雨污合流制為主,新城區為雨污分流制,排水系統沒有形成完整體系。現狀排水基本分為少陽河、書院河、五渡河3個分區。 現狀雨水排水管網總長153.7km,大部分排水管網排水能力小于1年一遇, 整體排水能力小于2年一遇。城區整體地形和水系條件利于排水,但公園綠地和廣場等雨水調蓄設施較少, 大部分雨水通過道路和管網等可直接排入河道,在個別道路、排水系統與河道銜接不合理處,存在局部內澇。
1.3.4 山洪災害防御
登封市山洪災害主要分布于南部、北部山區,主要涉及少林辦事處、唐莊鎮、大金店鎮、石道鄉、徐莊鎮及白坪鄉的礦區。 登封市近年根據國家及河南省統一安排部署積極開展了山洪災害防御體系建設工作,建設了山洪災害水雨情監測預警系統,完善了縣鄉村組戶五級山洪災害防御責任體系, 編制了各級防御預案,開展了多次防御培訓演練及宣傳。針對山洪災害防治區開展了外業調查, 建立了山洪災害調查成果數據庫, 并針對重點沿河村落開展了山洪災害防洪能力評價,劃定了危險區,確定了預警指標,制定了避險轉移路線。
經過幾十年的建設與發展, 登封市水利建設取得了較大成就,已初步構建了水災害防治體系,防災減災成效顯著,但是防洪減災工程體系仍不盡完善,水災害防治短板仍較突出, 城鄉防洪除澇尚未全面達標,山洪災害威脅仍未消除,水災害整體防御能力與現階段高質量發展的目標仍不匹配。
存在主要問題有: ①大部分河道未進行系統治理,防洪河道治理達標率低,已治理河段也存在治理標準偏低、 堤防水毀損壞、 缺少監測預警設施等問題;②水庫安全鑒定與除險加固長效機制未建立,部分水庫防洪功能減退甚至喪失, 水庫精細化專業化管理水平不高;③城市防洪能力不達標,城區整體排水能力較低,城區內雨水調蓄設施不完善,存在局部內澇;④山洪災害監測預警準確度低、時效性差,非工程措施體系不夠完善,重要山洪溝未進行治理。
結合登封市水災害防治體系現狀, 針對存在問題,按照以防為主、防抗救結合的總體思路[5],以防洪除澇能力明顯提升為目標,開展水資源、水生態、水環境、水災害統籌治理,將流域和區域相結合、工程措施和非工程措施相結合、防洪除澇與資源利用及生態綠色有機統一相結合,從水庫建設、河道治理、山洪災害防治、城市和鄉鎮防洪除澇、管理能力等5方面著手,根據流域水系水情特點和區域經濟發展布局,統籌安排各項工程,力求蓄泄兼籌洪澇兼治,各類防洪除澇標準相協調,全面完善登封市水災害防治體系。
登封市主要河道潁河橫貫東西, 中部潁河兩岸為潁河河谷區, 南北兩側分別為嵩山和箕山山脈形成的中低山區及丘陵區,山丘區河流多為潁河支流。根據地形條件和流域河流特征, 水災害防治體系布局重點為“南北蓄滯,中部暢泄”。
2.1.1 南北蓄滯
目前南部及北部山丘區較大河流上游均建有水庫,充分利用水庫調蓄功能,結合濕地建設增強滯洪能力,提升各支流防洪能力,提高洪水資源化利用程度,減輕潁河干流防洪壓力。
2.1.2 中部暢泄
潁河作為市域內洪澇水主要排泄通道, 疏通河道以排為主,提高河道防洪標準,提升流域性洪水的應對能力。
2.2.1 防洪分區
登封市潁河橫貫東西, 南北兩側分別為嵩山和箕山山脈形成的中低山區及丘陵區, 中部為潁河河谷區。大金店鎮等多個鄉鎮中心區位于潁河河谷,直接受潁河洪水的影響, 中心城區及其他鄉鎮主要受潁河南北支流或山區河道影響。 根據登封市河流水系分布、地形地勢特點及城市鄉鎮等重要區域分布,將登封市劃分為逛河防洪分區、潁河防洪分區、潁南山丘防洪分區、潁北山丘防洪分區。
2.2.2 除澇分區
登封市山地丘陵面積廣,平原面積小,區內地勢坡降大,排水條件良好,農村地區基本上沒有大面積天然低洼澇區, 內澇問題主要存在于城市及鄉鎮建成區,內澇防治重點針對中心城區。根據中心城區地形和河流水系分布,可分為少陽河、書院河、五渡河3個排水分區,如圖1。

圖1 中心城區排水分區
2.3.1 防洪標準
根據《防洪標準》《城市防洪規劃規范》《城市防洪工程設計規范》《登封市城鄉總體規劃》及其他相關規劃設計文件,綜合考慮城市發展、地形條件、經濟水平等因素[6],確定登封市中心城區防洪標準為50年一遇,其他鄉鎮為10~20年一遇;域內河流根據防護對象的等級和重要性,分河道、分河段、分岸別確定其相應的防洪標準,一般為10~20年一遇;山洪溝災害防治按照保護對象的規模、重要性和防護要求,統籌考慮與下游河道的關系及災害造成的影響、經濟損失等因素合理確定,一般按10年一遇防洪標準設防。
2.3.2 除澇標準
根據相關規范要求,充分考慮各區片的重要性、澇災嚴重程度、影響范圍、致災因素等,登封市中心城區及重點鎮除澇標準為10年一遇; 其他地區包括一般鎮、集鎮、農田和村莊,除澇標準為5年一遇。
2.4.1 工程措施
2.4.1.1 水庫工程
規劃在潁河一級支流后河中游新建水磨灣小(1)型水庫;規劃對達到安全鑒定期限的水庫及時進行安全鑒定, 對鑒定后新增的病險水庫及時進行除險加固,消除安全隱患,確保防洪安全;對少林水庫、紙坊水庫等進行清淤擴容,恢復水庫有效庫容,增強防洪調蓄能力;對康村水庫等多座庫容減小嚴重,原設計功能萎縮甚至喪失的水庫進行降等或報廢處理。
2.4.1.2 河道及堤防
對潁河進行綜合治理,通過清淤疏浚、新建堤防護岸等工程措施, 并結合各支流治理工程及水庫綜合調度運用等,確保登封市洪水下泄主通道安全;對少陽河、書院河、五渡河等涉中心城區河流開展綜合治理, 確保登封市中心城區防洪安全; 對域內洧水河、白坪河、后河等其他多條河流進行治理,提高防洪標準,提升區域防洪能力。
2.4.1.3 城市防洪除澇
城市洪澇防治措施要與城市經濟社會發展基本階段相協調[7]。 規劃中心城區防洪標準為50年一遇,規劃對少陽河、 書院河、 五渡河按相應標準進行治理。 規劃結合上游水庫防洪能力挖潛及水庫調度優化,使中心城區防洪標準逐步達標。發生超標準洪水時,充分發揮市內湖泊濕地調蓄錯峰作用,并利用河道堤防超高或設置子堰臨時加高堤防安全度汛。
城市除澇規劃結合城市海綿城市及排水系統建設,主要內容為源頭低影響開發雨水系統、雨水管渠系統和內澇防治系統建設。 規劃中心城區排水體制采用雨污分流制, 建成區排水系統由合流制逐漸改造為雨污分流制,城市新建區采用雨污分流制。通過新建及改造現有排水管網,不斷完善雨水管渠系統,結合已有公園及綠地工程同步建設雨水調蓄設施,根據排水分區的地形、道路、河流溝道分布情況,設置道路行泄通道,對市區內存在的易澇點進行治理。
2.4.1.4 鄉鎮防洪除澇
通過河道治理及重點山洪溝治理等工程, 提高鄉鎮中心區、沿河村落的防洪能力,使鄉鎮中心區防洪標準基本達到20年一遇, 其他鄉村防護區防洪標準達到10年一遇。 規劃結合鄉鎮中心區排水設施建設,逐步完善鄉鎮中心區的排水系統,實現雨污分流有序排放,使登封市重點鎮除澇標準達到10年一遇,一般鎮達到5年一遇。結合農村水系連通及水美鄉村建設等,將農村其他地區除澇標準提升至5年一遇。
2.4.1.5 山洪災害防治
根據山洪災害調查評價結果, 依據沿河村落現狀防洪能力、人口分布情況、經濟發展要求及近年災害發生情況等因素,結合登封市山丘區鄉村振興、旅游文化資源開發及溝域經濟發展, 對登封市境內徐莊鎮、 唐莊鎮等山洪災害防治區內的重點山洪溝進行治理,按照“護、通、導”的原則確定治理措施,以分段治理為主合理布置工程措施, 守點固岸、 防沖消能,形成岸坡防護措施的點狀布局。
2.4.2 非工程措施
2.4.2.1 加強水災害防治監管
以加強工程安全監測預警和安全監管能力、提高工程實時調度能力為要求, 完善水災害防治工程運行與管理體系建設; 按照行政首長負責制和水災害風險管理的要求, 落實防洪工程安全度汛責任制的建設內容和洪水風險圖編制任務, 加強防災宣傳教育,提升公眾防災意識與自救互救能力。
2.4.2.2 提升防災體系能力建設
通過水災害風險評估, 完善洪水風險實時分析平臺建設,提升水文監測、預測預報預警能力;打造各級決策支持、業務管理和公眾服務平臺;提高山洪災害監測預警精細化水平和準度、擴大預警覆蓋面、延長預見期、增強預警時效;編制和修訂防汛預案、健全組織機構建設,完善防汛物資儲備。
水災害是制約經濟社會發展的重要因素, 通過對登封市水災害防治現狀進行分析, 針對現存的問題進行科學規劃, 根據登封市地形地勢與河流水系特點進行總體布局, 確定與區域發展相適應的防治標準,并從水庫建設、河道治理、山洪災害防治、城市和鄉鎮防洪除澇、管理能力等五方面進行規劃設計,為登封市水災害防治體系建設及水災害防治能力提升提供了參考。