1引言
洪水災害是當今世界普遍存在的重大災害問題, 已經成為制約區域國民經濟發展的主要民生問題。 特別是 2010 年汛期,全國極端災害性天氣突發多發,災害損失程度嚴重;黨中央、國務院高度重視,專門出臺了《國務院關于切實加強中小河流治理和山洪災害防治的若干意見》和《全國中小河流治理和病險水庫除險加固、 山洪地質災害防御和綜合治理總體規劃》[1-2]. 其中吉林省渾江流域即屬于洪水災害多發地區,尚存在防洪標準偏低、現有防洪保護區堤防工程不封閉以及工程年久失修等主要問題[3-4],需盡快治理,以更好的支撐該流域經濟社會的可持續發展。
2流域概況及洪水特點
2.1流域概況
渾江流域地處吉林省東南部, 河流發源于長白山系龍崗山脈老爺嶺南麓的三岔子鎮西北望火樓山北,自東北流向西南,流經吉林省的白山市、通化市, 遼寧省的桓仁、 寬甸兩縣最后匯入鴨綠江 . 吉林省部分河長為 228.5km, 流域面積8425km2. 流域內地形起伏較大 , 海拔在 300―1500m 之間 ,河道比降大 ,平均比降為 2.7‰,多急灘哨口, 河槽寬淺、 窄深變化無常, 河寬在 60―400m 之間;河系發達,主要支流有紅土崖河、大羅圈河、哈泥河、喇蛄河等。
吉林省渾江流域包括白山、通化的江源區、渾江區、通化市區、通化縣以及集安市等 5 個市縣??側丝?134.19 萬人, 該流域現狀國內生產總值478.19 億元, 流域內耕地多集中在河流兩岸階地之上,耕地資源寶貴。
2.2洪水成因及其特點
渾江流域地處長白山主脈和龍崗山脈之間,山脈走向為東北至西南,地勢由南向北增高,西南來的暖濕空氣沿喇叭口的山谷向東北而上, 從海洋帶來充足的水汽,在臺風和氣旋的影響下,在迎風坡上形成強烈的暴雨,使其成為暴雨集中地區。渾江屬于山區性河流,坡面及河道比降較大,匯流速度快,暴雨常形成洪水,洪水與暴雨相應。根據水文數據統計, 該流域降雨主要發生在夏秋季,7、8 月份降雨量占全年降雨量的 50%以上,尤以 7 月中下旬至 8 月上中旬最多。
該流域洪水過程主要分為單峰型和雙峰型兩種類型,降水量集中、降雨強度大降雨歷時短,漲洪歷時短,是造成發生洪水的主要因素[5]. 從起漲到峰頂一般一天左右,洪峰持續時間約為 6 小時,退水歷時較長,一般為 2―6 天。 一次洪水總量多集中在 3 天之內,洪量非常集中,洪水流速大[6].
3防洪工程現狀及存在的主要問題
吉林省渾江流域現有水庫工程 37 座,其中包括桃園、曲家營子、英額布、三家子等 4 座中型水庫。 這些水庫均處于渾江支流,控制流域面積小,根據工程設計和現有調度運行制度分析, 它們均沒有承擔干流河道防洪任務的條件, 也未承擔干流防洪任務。
目前渾江干流防洪工程主要由干流堤防、護岸及其配套穿堤建筑物等工程組成。 現有防洪工程為流域社會經濟的快速發展和保障人民生命財產安全等方面起到了十分重要的作用, 工程歷經幾次大洪水的檢驗,堤線基本合理;經過幾十年的不斷建設和完善, 目前工程達標長度占總長度的比重大幅提高。 但根據現場調查、水面線推算以及工程地質勘察等成果分析, 現狀工程仍存在防洪標準偏低、 現有防洪保護區堤防工程不封閉以及工程年久失修等主要問題。
3.1部分堤防工程防洪標準偏低
根據《防洪標準》(GB50201-94),結合《吉林省人民政府轉省防汛抗旱指揮部關于加強城市防洪工作意見的通知》(吉政明電 [1997]39 號) 和《關于加強城市防洪工作的意見》、1996 年 《吉林省水利廳關于<渾江干流防洪工程規劃報告>的批復》、近年批復的白山市城市總體規劃和通化市城市總體規劃, 以及現狀渾江干流各防洪保護區防洪保護指標等資料,確定渾江干流的白山市城區、通化市城區等 2 座城市城區的防洪標準為 50 年,江源區城區的防洪標準為 30―50 年,各規劃城區、干流沿岸主要鄉鎮以及重要居民區防洪標準為 20 年,一般農田保護區防洪標準為 10 年。
但根據干流各區間設計洪水、 現狀河道安全泄量(見表 1)以及水面線推算成果,目前渾江干流仍存在部分堤防工程防洪標準偏低的問題: 其中江源城區現有堤防防洪標準從 10―50 年均有存在; 白山城區左岸堤防防洪標準雖達到 50 年標準,但右岸堤防現狀防洪標準僅 30 年;干流農村段如白山市上甸子段、 大通溝河左右岸段以及通化縣的 4 段工程,雖有工程規劃設計成果,但實施的工程較少。 防洪工程建設嚴重滯后于當地社會經濟發展的步伐。
3.2部分防洪保護區堤防工程不封閉
渾江堤防工程大多修建于上世紀 60―90 年代,受技術、資金以及工程區經濟發展狀況等的限制, 部分堤防工程建設之初主要為制導洪水而修建,其堤后主要是防沖,不防淹。 隨著流域經濟的不斷發展, 特別是工程所在區域上下游的快速發展、居民區和企事業單位的聚集,相關防洪保護區的保護指標和保護效益大增,保護區不僅不能沖,也不能淹了。 但由于現有防洪保護區不封閉,其堤防工程難以發揮防洪作用。
如白山市勝利村堤防、六道江堤防、通化市五道江堤防以及江源城區上游段現狀堤防工程長度均不足,保護區不封閉;而白山市城區、通化市城區以及江源城區的部分與干流堤防相連接的支流回水堤工程建設滯后, 其干支流防洪保護區不封閉。 洪水來臨時,極可能出現由于不封閉段的存在而導致現有堤防工程難以發揮防洪作用的窘境。
甚至在省防辦制定的 2013 年防汛指揮手冊中,渾江干流江源區和白山市區就分別提出了幾段未封閉防洪保護區作為重點防洪搶險段, 每到汛期必投入大量的人力物力進行搶險備戰。
3.3部分工程由于洪水沖刷、年久失修等情況,存在質量安全問題
渾江干流堤防工程大多修建于上世紀 60―90年代,受技術、資金等限制,部分堤防建設質量較差,堤防段面偏小,填筑工程質量較差,且由于建設時間長久、洪水的淘刷和凍融破壞等影響,現有部分防洪工程存在可能危及防洪安全的工程質量問題。
其中, 白山市和通化市農村段的部分土堤迎水側護坡干砌石已出現脫落;江源城區、白山城區和通化城區的部分堤防迎水側漿砌石擋土墻表面已出現剝蝕,存在水泥砂漿不飽滿、局部塊石松動(剝蝕孔洞達 0.7m)、基礎沖刷等問題 ,甚至江源城區下游右岸公園段已有超過 80m 的堤防擋墻基礎被沖壞,擋墻傾斜,堤頂地面已出現裂縫。
根據統計(見表 2),渾江干流現有防洪工程175.506km. 其中堤防總長 172.021km,達標長度128.963km; 護 岸 總 長 3.485km, 達 標 長 度1.138km[6].
4對策措施
針對吉林省渾江干流現狀防洪工程存在的主要問題,根據該流域的經濟社會發展狀況,以及白山、通化的城市發展總體規劃等成果,提出吉林省渾江干流防洪工程治理對策。
4.1對防洪標準偏低的堤防,通過加高培厚等措施進行達標建設
針對現有防洪標準偏低的堤段, 采用加高培厚的方式進行達標建設。 其中,江源城區正岔河上游段現有堤防防洪標準 10 年,設計防洪標準為 30年, 江源主城區現有工程防洪標準 20―50 年不等,設計防洪標準為 50 年;白山城區右岸堤防現狀防洪標準 30 年,設計防洪標準為 50 年;設計對其進行達標建設。
鑒于其現有工程主要為漿砌石擋土墻結構,加之其現有擋墻迎水側存在淘刷、 凍融破壞等問題,設計在進行達標建設的同時進行加固處理,建設方式主要采用在現有漿砌石擋墻迎水側采用貼混凝土墻進行加高加固, 針對渾江洪水流速大的問題,河灘采用鋪設格賓石籠防沖。
對于上甸子和大通溝左右岸段, 受占地和施工材料等制約,設計修建漿砌石擋土墻結構,河灘采用鋪設格賓石籠防沖;對于通化縣的 4 段工程,則主要是采用雷諾護墊護坡, 河灘采用鋪設格賓石籠防沖。
4.2對防洪保護區不封閉的,通過新建堤防以發揮工程的防洪作用
針對防洪保護區不封閉的, 主要通過新建堤防以發揮工程的防洪作用。 其中白山市勝利村、六道江、 通化市五道江等段現有堤防工程主要為土堤結構,對于未封閉段,修建的堤防也采用土堤結構, 迎水側主要采用雷諾護墊加三維網格草皮護坡結構,河灘采用鋪設格賓石籠防沖。
對于江源城區正岔河上游未封閉段、 白山市城區的 2 條回水堤, 其新建段結構型式與采用與其連接段同樣的結構型式, 即漿砌石擋土墻對保護區進行封閉。
4.3對工程年久失修的,盡快進行加固處理,以保障工程的正常運行針對工程年久失修的,主要進行加固處理,以保障工程的正常運行。 其中江源城區和通化城區防洪標準足夠但漿砌石擋墻已出現淘刷、 凍融破壞等危及防洪安全的城區堤防, 加固主要是在現有漿砌石擋墻迎水側采用貼混凝土墻進行加固,河灘采用鋪設格賓石籠防沖。
對于鄉鎮及農村段堤防工程, 加固段現有堤防基本為土堤結構, 設計在迎水側采用雷諾護墊和三維網墊草皮護坡進行加固, 河灘鋪設格賓石籠防沖。
根據分析(見表 3),渾江干流需治理的防洪工程總長為 98.874km.其中堤防加固 43.058km,新建29.334km;護岸加固 2.347km,新建 24.135km[6]. 治理后,該流域的防洪工程將達到 228.975km,其中堤防 201.355km,護岸 27.62km.
5結語
渾江歷史上洪水災害頻繁,洪災十分嚴重。 干流現有防洪工程不連續, 很多段未形成封閉的防洪保護區,工程效益難以發揮;而現有防洪工程多數修建于 20 世紀 60―80 年代, 工程建設時間長久,歷經洪水多次沖刷,部分堤身護坡塊石脫落,堤身嚴重沖刷,部分甚至坍塌;部分漿砌石擋墻結構堤防出現迎水側漿砌石墻表面剝蝕,砂漿脫落,局部塊石松動等危及堤防安全的問題; 另外有些地段岸坎抗沖刷能力弱, 洪水期凹岸持續發展嚴重破壞農田并威脅堤防安全。
通過對渾江干流防洪工程的建設, 可以進一步增強渾江干流的防洪安全, 提高渾江干流防洪保護區 41 萬人、13.1 萬間房屋、1 259 家企事業單位、4.3 萬畝農田以及 14.2km 公路的防洪安全保障,促進區域經濟社會的健康和可持續發展。
參考文獻:
[1]中華人民共和國國務院.國務院關于切實加強中小河流治理和山洪災害防治的若干意見(國發[2010]31號) (Z)。2010-12-07.
[2]國家發展和改革委員會會同有關部委.全國中小河流治理和病險水庫除險加固、山洪地質災害防御和綜合治理總體規劃(R)。2012-03.
[3]李強,劉月英,李孟南.淺議吉林省防洪工程體系現狀及對策措施[J].水利規劃與設計,2014(4):8-11.
[4]艾冬梅,李強,宋乃楓.吉林省中小河流防洪治理分析[J].東北水利水電,2011(6):50-51.