三明市主城区三元区防洪排涝能力提升措施探讨_吴义阳.pdf

收稿日期:2022 10 19三明市主城区三元区防洪排涝能力提升措施探讨吴义阳(三明市堤防服务中心，福建 三明365000)摘要:该文通过复盘三明市主城区三元区 2022 年“614”暴雨洪水，系统分析该区城市防洪排涝不足与短板，在此基础上提出加强该区防洪排涝能力建设的五大措施，包括实施一个防洪提升工程、论证一个城区河道疏通和高水高排方案、建立一个水库联合调度会商机制、打造一个全市防汛应急指挥信息化平台和规划新建一座水库，为解决好城市防洪排涝问题、促进城市健康稳定发展提供技术支撑。关键词:三明主城区;防洪排涝;提升措施中图分类号:TV87文献标识码:B文章编号:1002 3011(2023)01 0023 03引言三元区为三明市主城区，2022 年“614”沙溪暴雨洪水造成该区超保证水位时长 16 h，98 万m2低洼地段被洪涝淹没，暴露防洪排涝能力存在短板和不足。市发改委、城管局、自然资源局、应急局、水文分中心和三元区政府等各部门专家多次实地调研，掌握洪水及内涝第一手资料，提取相关参数，倒推产汇流规律，滚动修订三元区水文预报模型和水库防洪调度模型，总结防洪经验教训;全面系统梳理城市防洪排涝短板和不足，分析问题症结，“回头看”三明市中心城区(三元区、沙县区)城市内涝治理系统化实施方案 三明市主城区防洪排涝体系专项规划等现有各类相关规划，研究探索三元区防洪排涝能力提升措施。12022 年“614”洪灾复盘(1)降雨。受低层切变及其南侧西南气流影响，三明市 2022 年 5 月 24 日 6 月 19 日暴雨过程连续 27 天，全市平均雨量 500.4 mm，是常年同期的 1.84 倍，为 1961 年以来历史同期最多;1 h 最大雨强达 94.8 mm，70%的乡镇(含街道，下同)降雨量超过 500 mm，22%的乡镇降雨量超过 600 mm。(2)洪水。沙溪干流发生自 1994 年以来最大洪水，上游支流文川溪遭遇 40 年一遇大洪水。三明市梅列水位站实测洪峰水位 131.20 m，超警戒水位4.20 m，超保证水位 0.70 m;超警戒水位时长 52h，超保证水位时长 16 h，为有记录以来历史最长。梅列水位站本场洪水洪峰水位对应流量约 6 200 m3/s，洪水频率均为 16 年一遇，属中洪水量级。洪水总体呈现持续时间长、洪水量级大、影响大的特点。市区多处沿河区域被淹，部分地区出现道路积水、塌方、内涝等险情。6 月 13 日，沙溪水位暴涨，沙溪河水倒灌，沿河两岸道路多处被淹没，受淹(含内涝)面积约 80 万 m2。6 月 14 日，沙溪两岸全线被淹，洪水水位高，停留浸泡时间长达 52 h，市区沿河公园受淹(含内涝)总长约 20 km，受淹面积(含内涝)约 98 万 m2。6 月 15 日开始退水，市区沿河公园绿地杂物多、淤泥量大，最深厚达 1.3 m。直至 6 月 16 日，市区沿河步道方露出水面。(3)灾情。市区 1 段防洪堤、1 座污水处理厂、3 座排涝站、3 个垃圾中转站、7 座污水泵站和 13座公厕受淹，设施设备不同程度损坏。树木倒伏168 株，折枝 235 株。沿河步道护栏冲毁约 400 m，夜景照明灯具受灾 11 838 盏、线路 32.5 km。除群众财产损失外，市政设施损失约 3 300 万元。(4)防御措施。强化指挥部署，密切跟踪汛情态势和险情、灾情，及时会商，部署工作。强化水库调度，实行沙溪流域水库群联合调度制度，在确保安砂水库大坝安全前提下，充分发挥安砂水库错峰调蓄作用，共拦蓄1.5 亿 m3洪量，使三明城区洪水位仅超保证水位 0.70 m，减少城区受淹高度 2.7m。强化安全转移，通过逐户敲门、社区云广播、扩音喇叭广播、四级网格微信群通知等多重方式，32水 利 科 技2023 年第 1 期按 20 年一遇防洪标准安全转移低洼地带人员，共下沉干部 2 372 人，转移群众 10 091 人。在危险地带采取拉警戒线、设置临时警示标志、扩音喇叭循环播放等方式提醒过往群众注意安全防范。2梳理三元区防洪排涝不足与短板(1)堤防存在缺口。2000 年三元区通过在沙溪两岸部分低洼地段设置廊架封板式玻璃钢应急活动子堤 1 km 和插槽式玻璃钢应急活动子堤 1.6 km，使三元段防洪标准达到 30 年一遇。历经 21 年，玻璃钢应急活动子堤已超出使用年限。根据明水审批 202111 号三明市水利局关于三明市区防洪玻璃钢子堤安全评价审查意见及修编成果，玻璃钢应急活动子堤按报废处理，目前三元区防洪标准仅 8 年一遇左右。此次洪水期间，部分地段河水从玻璃钢应急活动子堤槽座漫入。市区内河通过排水涵管下穿堤防直排沙溪，涵管出口未设闸阀，外河洪水达到一定水位，洪水倒灌造成内涝。(2)城市防涝体系不够完善。三元区沙溪河两岸共有 15 条小支流，河道坡降大，入河形式多为地下暗涵及雨水管道，现状过水断面较小。东霞新村、城关片(城关大桥下中山公园芙蓉新村小溪出口处)、下洋片(酒厂小溪出口(新泉路)其上游 0.5 km)、列东片(三明市委党校徐碧一村、二村)、东乾路(时代锦园)、白沙片(省建一公司驻地)、列西片(市博物馆下游龙新一路)等片区因山洪下泄、地势低洼、地下管网建设滞后等原因，现状排涝设计标准仅 5 年一遇，未达到规范要求的 10 20 年一遇排涝设计标准，存在易涝隐患。区内已建成的东新五路、列西、芙蓉新村和东霞等4 座排涝站抽排流量分别为 5.3 m3/s、10.4 m3/s、6.6 m3/s 和 4.0 m3/s，设计标准仅 5 年一遇。一些道路将天然排水改为靠涵洞连通，排水由线变点;部分排水管网未与排涝站前池形成连通，涝水不能统一汇入排涝站抽排;部分市政管网老化，雨污水管网混错接，以上因素增加了城区排涝压力。(3)河道存在卡口。河道行洪能力不足，市区部分河道断面狭窄，存在瓶颈和卡口，易造成水位雍高。如:斑竹水电站上游的徐碧铁路桥、碧口大桥、行政服务中心，下游的羊口仔溪与沙溪汇合口等处，河道被侵占导致断面缩窄，降低了沙溪主河道行洪能力，造成城区一定水位壅高问题。(4)超标洪水应对手段不足。目前城区上游流域除安砂水库外，缺乏其他防洪水库。安砂水库防洪库容有限，单靠加高城市堤防提高防洪标准，既增加工程建设投入，又影响城市空间布局，防御超标准洪水工程防洪体系尚未真正建立。城市应急抢险能力、队伍建设和物资储备、应急预案科学性与可操作性均有待提高。3三元区防洪排涝能力提升措施综上分析，三元区防洪排涝薄弱环节和存在问题须采取综合措施加以解决，即从区域防汛向流域防汛转变，从分散治理向系统治理转变，采取“库堤结合，以泄为主”建设方略，通过“五个一”工程措施和非工程措施，全力推进各项工作，努力提升该区防洪排涝和防灾救灾综合能力。(1)实施一个防洪提升工程。三明市策划生成了闽江干流防洪提升工程(三明段)，已列为国家“150”重大水利项目之一。闽江干流防洪提升工程(三元区段)主要建设内容如下:新建及改建堤防12.958 km，其中新建堤防 1.969 km，提升改造堤防 10.989 km，防洪标准采用 30 年一遇;新建 5 座泵闸站，改造 2 座闸站，排涝标准采用 10 年一遇;穿堤建筑工程包含沿线雨水口改造 18 处，预留高水排水口 3 处。项目总投资 12.02 亿元，力争在 2026年建成并发挥作用。项目先行先试段城关街道中山公园段于 2022 年 6 月开工建设，其他堤段计划年内开工建设，建设工期 48 个月。截至 2022 年 12 月底，先行先试段堤防工程主体已经完工，完成工程造价 5 200 万元，占合同造价的 85.3%。(2)论证一个城区河道疏通和高水高排方案。三元区下游斑竹水电站建成多年，虽经几次开闸泄洪冲刷，仍存在淤积问题。斑竹水电站上游的徐碧铁路桥、碧口大桥、行政服务中心和下游的羊口仔溪与沙溪汇合口等处河道被侵占，导致断面缩窄，沙溪主河道行洪能力降低，造成城区一定水位壅高问题。为此，委托专业公司对城区河道行洪疏通工程开展规划论证工作，从台江水电站河段起到羊口仔村下游河湾，共复核沙溪干流行洪能力 19 km。经论证，需清障清淤 8 个河段 15 个地块，共计河长2.89 km，包括羊口仔村河段、斑竹水电站下游河段、碧湖加油站河段、上河城河段、碧口大桥河段、博物馆河段、铁路桥上游河段及台江大桥河段。工程静态总投资 2 030 万元，实施后可降低城区河段洪水水面线 0.10 0.35 m。结合三元区段河流及地422023 年第 1 期水 利 科 技形特点布局高水高排方案，总体思路为截洪通道避开主城区，就近截排引入内涝片以外的支流，再汇流而出外河。规划市区周边山区山洪通过截流沟和暗涵等实现高水高排，需新建截洪沟 8.36 km、顶管埋设地下球墨铸铁管 0.84 km、暗涵 3.44 km，扩建压力暗涵 1.6 km 等。高水高排方案还需结合排涝站和排水管网改造提升等再论证再优化。(3)建立一个水库联合调度会商机制。安砂水库是沙溪干流梯级开发的龙头水库，正常蓄水位265 m，汛期限制水位 263.5 m，总库容 7.4 亿 m3，调节库容4.4 亿 m3，防洪库容0.5 亿 m3，属季调节水库。工程以发电为主，兼有防洪和灌溉等综合任务。坝址距永安市区约 46 km，水库集水面积 5 184km2，占永安市区以上流域面积的 70%，占三明市区以上流域面积的 54%，占沙县城关以上流域面积的 52%。从历次较大洪水调度情况看，安砂水库作为三明市区防洪的龙头水库，能起到较好的拦峰、调峰和错峰作用。为此，通过建立科学精准调度会商机制，根据气象精准预报降雨，实时动态精准进行水文测报，精准提供指挥决策参考，动态调度安砂水库洪水起调水位，最大限度提升水库调蓄洪水和调峰错峰能力，能减轻下游三元区防洪压力。通过深入现场调研和商谈，综合分析安砂水库防洪能力及市区防洪排涝工程建设现状，提出安砂水库洪水动态调度初步方案:当预报沙溪将发生超过 8 年一遇洪水(洪峰流量 5 000 m3/s)而小于20 年一遇洪水(洪峰流量 6 530 m3/s)时，于洪水来临前建议安砂水库库水位降到 259.5 m 以下，腾出 1.65 亿m3防洪库容;当预报沙溪将发生超过 20 年一遇洪水而小于 30 年一遇洪水(洪峰流量 7 060 m3/s)时，于洪水来临前建议安砂水库库水位降到 257.8m 以下，腾出 2.03 亿 m3防洪库容;当预报沙溪将发生超过 30 年一遇洪水时，于洪水来临前建议安砂水库库水位降到 257.0 m 以下运行，以减轻三明城区淹没程度，三元区启动超标准洪水预案，及时转移低洼地段人员，确保人民群众生命财产安全。(4)打造一个全市防汛应急指挥信息化平台。三明市全域防汛感知网主要包括气象雨情监测网、水文雨水情和流量监测网、水利洪水预警报系统监测网和防汛视频系统、自然资源部门地质灾害气象风险预警系统监测网等，现阶段各部门系统多依托各自的业务专网，部门间数据共享能力弱，信息和指令传递效率慢，易造成部门间防汛信息不同步，不利于防汛应急调度。分析此薄弱点，适当增设水文等监测设备，整合现有平台及数据资源，构建水库调度模型及方案;构建空天地水全域感知网络，实现气象、水文、雨情、工情和灾情等信息的立体高效监测;建设数字孪生流域，完善防汛数字孪生中枢建设，补充数字孪生底板各类数据建设，提高流域洪水预报、城市内涝预报精度及预见期;构建防汛知识库，提升防汛智慧化水平及调度决策科学性。升级改造全市防汛应急指挥中心，搭建防汛决策智慧体系，科学联合调度沙溪流域水库群，初步实现水情预报、灾情预警、方案预演和预案生成智能化，打造融合指挥、预报预警、空间数据为一体的全市防汛应急指挥信息化平台，确保梯级水库调度更精细、预警预报更精确、人员转移更精准。(5)规划新建一座防洪水库。2019 年、2022年沙溪干流两次洪水造成三明城区受淹(内涝)，主要原因除持续强降雨外，安砂水库下游区间4 416km2来水量大是主要原因。在市区上游沙溪支流永安市文川溪规划一座大型蓄洪滞洪水库 美坂水库，对区间来水起拦峰错峰作用，以提升下游防洪保安能力。经过初步论证，提出两个新建水库比选方案:一是坝址选择在上坂村下游，集水面积624 km2，初拟水库总库容 1.21 亿 m3，正常蓄水位316 m，相应库容 1.01 亿 m3，死水位 275 m，死库容 0.11 亿 m3，工程静态总投资约 26.6 亿元;二是坝址选择在美坂村下游，集水面积 637 km2，多年平均流量 20.6 m3/s，年径流量 6.534 亿 m3，初拟水库总库容1.56 亿 m3，正常蓄水位305 m，相应库容 1.422 亿 m3，兴利库容 1.337 亿 m3，死水位 265m，死库容 0.085 亿 m3，工程静态总投资约 34.6 亿元。通过新建美坂水库控制沙溪支流文川溪洪水，可提高下游永安城区、三明市三元区和沙县区城区防洪标准。4结语针对三明市主城区三元区在 2022 年“614”暴雨洪水中暴露的城市防洪排涝不足与短板的问题，提出加强该区防洪排涝能力的五大措施。这些措施的实施将逐步提高三元区城市防洪排涝能力，保障人民群众生命财产安全。作者简介:吴义阳(1970 )，男，福建惠安人，高级工程师，从事水利管理工作。52水 利 科 技2023 年第 1 期