陶雪輝,帥柯舸,蔣報(bào)春,歐?。ê鲜∷娍睖y(cè)設(shè)計(jì)研究總院,湖南 長(zhǎng)沙410014)
系統(tǒng)設(shè)計(jì)、突出重點(diǎn)、綜合治理、保護(hù)生態(tài)
——對(duì)目前重點(diǎn)山洪溝防洪治理設(shè)計(jì)與實(shí)施幾個(gè)方面的評(píng)估
陶雪輝,帥柯舸,蔣報(bào)春,歐健(湖南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究總院,湖南 長(zhǎng)沙410014)
2013~2015年重點(diǎn)山洪溝防洪治理的設(shè)計(jì)與實(shí)施,其經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)有必要進(jìn)行評(píng)估,以利今后的山洪溝防洪治理工作對(duì)新農(nóng)村建設(shè)中人居環(huán)境改善作出較大貢獻(xiàn)。本文提出山洪溝的防洪治理應(yīng)劃歸為小流域綜合治理項(xiàng)目的子項(xiàng),在設(shè)計(jì)和實(shí)施中將其與其它治理子項(xiàng)統(tǒng)籌規(guī)劃、設(shè)計(jì)與實(shí)施,具體方法應(yīng)當(dāng)消能為主,防護(hù)為輔,消防結(jié)合,因地制宜,綜合治理,保護(hù)好原始生態(tài)環(huán)境,做到小流域內(nèi)人、動(dòng)物、植物與山與水和諧相處,改善人居生活環(huán)境。
山洪災(zāi)害;山洪溝;小流域;防洪治理
重點(diǎn)山洪溝防洪治理項(xiàng)目是指山洪災(zāi)害防治區(qū)內(nèi),對(duì)以溪溝洪水災(zāi)害為主,直接威脅城鎮(zhèn)、集中居民點(diǎn)、重要基礎(chǔ)設(shè)施安全,且難以實(shí)施搬遷避讓的重點(diǎn)山洪溝,采取工程措施進(jìn)行治理的項(xiàng)目。2013~2015年抽取少部分重點(diǎn)山洪溝進(jìn)行了防洪工程試點(diǎn),以便取得經(jīng)驗(yàn)全面推廣。通過(guò)三年的山洪溝防洪治理工作實(shí)踐,本文就這一試點(diǎn)工作取得的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),從治理目標(biāo)、治理原則、治理標(biāo)準(zhǔn)、治理措施幾個(gè)方面進(jìn)行了評(píng)估,重在設(shè)計(jì)與實(shí)施的思路。
2013~2015年重點(diǎn)山洪溝防洪治理技術(shù)路線主要體現(xiàn)在全國(guó)山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目組于2013年10月寫的 《重點(diǎn)山洪溝防洪治理項(xiàng)目建設(shè)指導(dǎo)意見(jiàn)》內(nèi),其主要體現(xiàn)在治理目標(biāo)、治理原則、治理標(biāo)準(zhǔn)、治理措施。通過(guò)三年的治理實(shí)踐,我們認(rèn)為這幾個(gè)方面的指導(dǎo)性意見(jiàn)基本正確,適合我國(guó)山洪溝現(xiàn)狀。
應(yīng)注意的是山洪溝防洪治理是在一個(gè)小流域內(nèi)進(jìn)行的治理工作,小流域內(nèi)的山洪災(zāi)害是由多因素形成的,絕非暴雨單一因素,它與小流域內(nèi)的地形、植被、地質(zhì)、流域內(nèi)水利設(shè)施與農(nóng)田基本建設(shè)、防洪救災(zāi)的交通設(shè)施、人居分布狀況、生態(tài)環(huán)境保護(hù)都有密切的復(fù)雜關(guān)系,因此建議山洪溝防洪治理應(yīng)當(dāng)與目前進(jìn)行的水土保持建設(shè)工作、流域水利設(shè)施新建與配套工作、防洪搶險(xiǎn)交通、植樹(shù)造林生態(tài)保護(hù)等工作有機(jī)結(jié)合,才能真正搞好山洪溝防洪治理,因?yàn)樵谝粋€(gè)小流域內(nèi),山洪溝無(wú)疑是該小流域內(nèi)的大動(dòng)脈,它的細(xì)小支流溝溝渠渠則是微血管,深入各個(gè)區(qū)域千家萬(wàn)戶,每塊農(nóng)田和山丘。
建議成立專門的小流域綜合治理指揮機(jī)構(gòu)開(kāi)展小流域綜合治理項(xiàng)目,包括山洪溝防洪治理、水土保持(坡改地)治理、植被恢復(fù)與造林治理、農(nóng)田水利與土地平整工程治理、鄉(xiāng)村生態(tài)環(huán)境保護(hù)治理、鄉(xiāng)村交通道路治理以及信息化建設(shè)等子項(xiàng),統(tǒng)籌考慮協(xié)同規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施,避免重復(fù)建設(shè),才能真正做到以人為本,保障安全;突出重點(diǎn),統(tǒng)籌兼顧;人水和諧,注重生態(tài)。
值得注意的是,目前山洪溝防洪治理建設(shè)工作,設(shè)計(jì)時(shí)大都采用“國(guó)家投入多少,就只設(shè)計(jì)多少工程”的方案,這種設(shè)計(jì)往往是一種無(wú)全局觀點(diǎn),“頭痛治頭,腳痛治腳”治表不治里的以完成投資為目標(biāo)的應(yīng)急設(shè)計(jì)法。小流域山洪溝防洪治理應(yīng)當(dāng)從整個(gè)流域由上至下,從左到右結(jié)合其它各項(xiàng)子項(xiàng),實(shí)現(xiàn)整個(gè)流域科學(xué)徹底的,能夠經(jīng)得起時(shí)間考驗(yàn)的防洪治理設(shè)計(jì),以達(dá)到治理目標(biāo)為設(shè)計(jì)目標(biāo),而不是根據(jù)投資多少來(lái)完成投資為目標(biāo)設(shè)計(jì)。當(dāng)全面治理的工程措施概算投資大于本時(shí)段國(guó)家投資或目前地方自籌能力時(shí),可將設(shè)計(jì)方案編制為多期工程實(shí)施方案,在較長(zhǎng)的時(shí)間(幾年或十幾年)來(lái)逐步完成,達(dá)到不重復(fù)浪費(fèi)使用資金,做到規(guī)劃長(zhǎng)遠(yuǎn),設(shè)計(jì)全面,實(shí)施分期,重點(diǎn)突出,逐步實(shí)現(xiàn),分步驗(yàn)收,長(zhǎng)治久安,持續(xù)發(fā)展。
2.1 項(xiàng)目選擇原則
《重點(diǎn)山洪溝防洪治理項(xiàng)目建設(shè)指導(dǎo)意見(jiàn)》(以下簡(jiǎn)稱指導(dǎo)意見(jiàn))項(xiàng)目選擇原則為:項(xiàng)目選擇原則上應(yīng)同時(shí)符合以下條件:①山洪災(zāi)害危害嚴(yán)重;②影響人口不少于2000人;③影響范圍一般有2個(gè)以上行政村或1個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府所在地;④流域面積一般大于20km2小于200km2。該原則為2013年制定的,通過(guò)2013~2015年的工作實(shí)踐認(rèn)為有必要作出調(diào)整。
第①條應(yīng)修改為:由山洪調(diào)查評(píng)價(jià)所確定的山洪災(zāi)害危害嚴(yán)重的山洪溝,而不是由領(lǐng)導(dǎo)主觀意識(shí)確定。
第②條應(yīng)修改為:影響人口原則上不少于2000人,但人口稀少的貧困山區(qū)可根據(jù)具體情況而定。
第③條根據(jù)2015年以來(lái)全國(guó)實(shí)施鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村合并的具體情況,應(yīng)修改為一般有1個(gè)以上行政村。
第④條流域面積的劃分應(yīng)根據(jù)北方地區(qū)與南方地區(qū)降雨程度的不同以及地質(zhì)、植被具體情況而不同,例如南方地區(qū)流域面積下限值可定為10km2為宜。
2.2 工程措施布局合理性
目前的“重點(diǎn)山洪溝防洪治理設(shè)計(jì)”存在較大的局限性和“頭痛治頭,腳痛治腳”的通病,缺乏全局觀點(diǎn),其直觀表現(xiàn)在國(guó)家出資多少,就只設(shè)計(jì)多少工程投資的工程設(shè)施,而不考慮這些工程是否會(huì)因未考慮消除造成原有工程被毀的原因,而若干年后又會(huì)重新被毀,未把精力放在消除山洪災(zāi)害產(chǎn)生的根本原因上,造成工程措施在布局上的不合理性,例如護(hù)坡護(hù)岸工程多,消能工程少,撇洪溝工程少之又少。
2.3 消能防沖措施選取的合理性
目前山洪溝治理工程中,極大地忽視了消能工程的建設(shè)。山洪之所以有巨大的能量引起沖毀農(nóng)田、村鎮(zhèn)居民房、以致于造成生命安全事故,就在于山洪溝徑流坡度陡,短距離內(nèi)落差大,一旦急降暴雨,相對(duì)于山洪溝中下游,處于上游的水量具有極大的勢(shì)能,其迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榫薮蟮膭?dòng)能,而這一能量的轉(zhuǎn)變多發(fā)生于山洪溝上游數(shù)公里溪段內(nèi),水體巨大的動(dòng)能是造成沿岸沖毀形成災(zāi)難的災(zāi)源,目前山洪溝防洪治理設(shè)計(jì)中沒(méi)有正確理解山洪防治的重點(diǎn)是人口集中區(qū)這一觀點(diǎn),片面強(qiáng)調(diào)對(duì)人口集中區(qū)的護(hù)堤護(hù)岸,只注意這一被動(dòng)的防沖工程的加固,即在工程治理中將防沖擺在首位,而忽視了消除或減小沖刷動(dòng)能的消能工程,甚至有的工程設(shè)計(jì)就根本沒(méi)有考慮這一山洪防治的根本措施。即使有所考慮,也只是局部消能。
這一工程設(shè)計(jì)和布局的錯(cuò)誤,源于對(duì)“防治重點(diǎn)為人口集中區(qū)”的錯(cuò)誤理解,因?yàn)樵谒w能量由勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能的能量轉(zhuǎn)換區(qū)大部分均在山洪溝上游區(qū)段,而這一區(qū)段往往在地勢(shì)較陡的人煙稀少地方,由于不是“人口集中區(qū)”,而被認(rèn)為不是治理的重點(diǎn),甚至認(rèn)為不是治理區(qū),未設(shè)計(jì)任何消能工程,而忽視了要把“人口集中區(qū)”山洪防治工作搞好,恰好是要治理山洪災(zāi)害發(fā)生的源頭的正確設(shè)計(jì)理念。進(jìn)行上游區(qū)消能、攔沙、擋石及水土保持工作才能確保中下游“人口集中區(qū)”的護(hù)坡護(hù)岸工程量小而又能持久,在上游人口稀少的能量轉(zhuǎn)換區(qū)進(jìn)行大規(guī)模逐級(jí)消能,恰恰是體現(xiàn)重點(diǎn)保護(hù)“人口集中區(qū)”的防治理念。
山洪溝防洪治理工程重中之重在于消除或減小造成山洪災(zāi)害的洪水動(dòng)能,其根本的方法在于山洪溝上游建立梯級(jí)消能工程,逐級(jí)將其洪水水體動(dòng)能消除或減小在其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,減少對(duì)于山洪溝中下游的沖刷破壞,使得人口集中的中下游區(qū)域不出現(xiàn)毀滅性的沖毀和嚴(yán)重沖刷破壞,中下游區(qū)域的護(hù)堤護(hù)岸只是用之對(duì)于剩余能量和在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中新增能量的防護(hù)。注重逐級(jí)消能兼顧防護(hù)的工程比其單純防護(hù)工程量要小得多,甚至有的地方可不需要進(jìn)行防護(hù)。
目前山洪防治工程設(shè)計(jì)和實(shí)施中未擺清楚“消能”與“防沖”的辯證關(guān)系,而進(jìn)行的山洪溝防洪治理工程是一種消極防御工程,其結(jié)果是工程量巨大而又不能持久的“頭痛治頭,腳痛治腳”工程。山洪溝山洪防治工程應(yīng)以消能為主,防沖為輔,消防結(jié)合,重在消滅或減小形成山洪災(zāi)害的能量,才有可能達(dá)到治理目的。
至于消能防沖的具體措施,大部分設(shè)計(jì)工作者都能根據(jù)水工設(shè)計(jì)基本原理,因地制宜合理選擇,不作遨述。
2.4 小流域非工程措施布置完備性,與工程措施結(jié)合的條件
重點(diǎn)山洪溝防洪治理包括非工程措施與工程措施兩大部分,應(yīng)以工程措施為主,非工程措施為輔,二者有機(jī)結(jié)合才能比較全面的達(dá)到防洪治理目標(biāo),最大限度地將山洪災(zāi)害危害程度降低到最低限度。
根據(jù)目前治理的情況,由于非工程措施的建設(shè)走在工程措施之前,二者有脫節(jié)現(xiàn)象,即二者結(jié)合度不高,主要表現(xiàn)在為“人口集中區(qū)”山洪預(yù)警系統(tǒng)布點(diǎn)較密,能有效地起到山洪到來(lái)前播出轉(zhuǎn)移通知。而在山洪溝上游由于人口稀少布點(diǎn)較少,甚至沒(méi)有點(diǎn),其實(shí)山洪溝山洪災(zāi)害的形成主要源于溪溝上游的降雨,集雨區(qū)內(nèi)植被、地質(zhì)情況,在這些區(qū)域盡管人員稀少,也應(yīng)布置降雨強(qiáng)度監(jiān)測(cè)點(diǎn),以便進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)報(bào),特別是當(dāng)山洪溝流域較大,降雨強(qiáng)度分布不均勻的情況下尤為重要,當(dāng)上游暴雨強(qiáng)度明顯大于下游降雨強(qiáng)度時(shí)就更顯重要了,上游雨量測(cè)點(diǎn)較少或沒(méi)有的情況下,很可能上游已形成對(duì)中下游威脅巨大的山洪,而漏報(bào)或預(yù)報(bào)遲緩,延誤了下游人口集中區(qū)山洪災(zāi)害轉(zhuǎn)移命令的播送時(shí)間,造成不必要的生命財(cái)產(chǎn)損失。
工程措施與非工程措施相結(jié)合應(yīng)注意到,實(shí)施工程措施后,小流域內(nèi)抵抗山洪災(zāi)害的能力有所增強(qiáng),其預(yù)警暴雨初始值也應(yīng)作一定程度的提高,而這一情況目前未引起注意,仍采用原有預(yù)警值是不科學(xué)的,即工程措施的作用未作出量化評(píng)估。因此二者相結(jié)的一個(gè)重要條件就是應(yīng)對(duì)工程措施的作用作一個(gè)認(rèn)真的量化的評(píng)估分析,為提高暴雨預(yù)警初始值給出參考。
二者相結(jié)合的另一重要條件是管理機(jī)制,二者應(yīng)為同一管理機(jī)構(gòu)人員管理,隨時(shí)掌握工程措施的運(yùn)行情況,及時(shí)為預(yù)警系統(tǒng)提供作預(yù)警所需的工程狀況信息,利用防洪工程措施測(cè)水位、流量等用之調(diào)整、修正預(yù)警系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。區(qū)域內(nèi)山洪預(yù)警系統(tǒng)不應(yīng)當(dāng)只是被動(dòng)發(fā)播預(yù)警的發(fā)聲器,也應(yīng)成為流域內(nèi)防洪治理工程現(xiàn)狀以及小流域內(nèi)各測(cè)點(diǎn)水位流量等重要信息,以及群眾、專業(yè)人員和領(lǐng)導(dǎo)決策的互聯(lián)網(wǎng)。
2.5 重點(diǎn)山洪溝防治對(duì)新農(nóng)村建設(shè)中人居環(huán)境改善的貢獻(xiàn)
目前的重點(diǎn)山洪溝防洪治理無(wú)疑對(duì)新農(nóng)村建設(shè)中人居環(huán)境的改善是有其重要貢獻(xiàn)的,主要表現(xiàn)為增強(qiáng)了山洪溝居民集中點(diǎn)以及重要基礎(chǔ)設(shè)施(橋、土地灌溉系統(tǒng)、國(guó)家糧食倉(cāng)庫(kù)、公共交通等)防護(hù)對(duì)象的山洪災(zāi)害綜合防御能力,有效減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失,基本上保持了原有山溪的自然走向,注意了人民群眾的生活方便習(xí)慣,例如洗衣、取水碼頭的設(shè)置等。
但由于目前山洪溝防洪治理工程將護(hù)坡護(hù)岸的防沖工程作為重點(diǎn),難免不改變流域內(nèi)原有的微景觀,破壞原溪溝生物(魚、蝦、蟹)的生活環(huán)境,破壞自然生態(tài)的和諧。若將治理的重點(diǎn)由護(hù)坡護(hù)岸消極的防沖工程改變?yōu)橄芄こ?,若能通過(guò)逐級(jí)消能使得洪水的沖刷能力降至原河床及岸坡抗沖能力之下,從而無(wú)需進(jìn)行護(hù)坡護(hù)岸。即使在個(gè)別河段無(wú)法通過(guò)逐級(jí)消能將流速將至原河床河岸抗沖流速之下,但也能大大減小水流的沖刷能力,從而為采用生態(tài)護(hù)坡創(chuàng)造了必要條件,可以避免和極大地減少非生態(tài)護(hù)坡護(hù)岸工程(例如漿砌石、混凝土擋土墻及全面覆蓋式護(hù)坡等),則能充分保證小流域溪溝原生態(tài)景觀和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào),保留溪溝斷面的多樣性和微景觀,保護(hù)好水生物的生態(tài)環(huán)境,保持“溪溝有魚蝦,石板下面有蟹摸”的原生態(tài)人居環(huán)境。
(1)應(yīng)全面開(kāi)展小流域綜合治理,山洪溝防洪治理是其中的一個(gè)重要子項(xiàng)。
重點(diǎn)山洪溝防洪治理是小流域綜合治理的重要組成部分,應(yīng)屬小流域綜合治理的子項(xiàng),應(yīng)與其他子項(xiàng)統(tǒng)籌規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施,才能以最小的工程造價(jià)達(dá)到防洪治理的目的。
(2)山洪溝防洪治理設(shè)計(jì)方案應(yīng)是全流域全面、系統(tǒng)、科學(xué)的治理方案,可分期實(shí)施。
山洪溝防洪治理設(shè)計(jì)與實(shí)施工作,應(yīng)當(dāng)是從整個(gè)小流域由上至下,從左到右與其它子項(xiàng)相協(xié)調(diào),找到平衡點(diǎn)實(shí)現(xiàn)整個(gè)流域科學(xué)徹底不留尾巴的,經(jīng)得起時(shí)間考驗(yàn)的全流域防洪治理系統(tǒng)工程,其設(shè)計(jì)力求全面、系統(tǒng)、科學(xué),反對(duì)“頭痛醫(yī)頭,腳痛醫(yī)腳”治表不治里的 “本次國(guó)家投資多少就只設(shè)計(jì)多少工程”的局部片面而無(wú)全局防洪治理考慮的設(shè)計(jì)方案。工程投資較大的,應(yīng)作出分期實(shí)施的方案,做到可持續(xù)治理。
(3)以消能為主,防護(hù)為輔,消防結(jié)合,保護(hù)生態(tài)人居環(huán)境。
山洪溝防洪治理工程布局應(yīng)擺清“消能”與“護(hù)坡護(hù)岸防沖”的辯證關(guān)系,應(yīng)在上游區(qū)間及沿線逐級(jí)消能,消除或最大程度減小山洪沖刷動(dòng)能,盡可能不需或減少非生態(tài)的護(hù)坡護(hù)岸工程,創(chuàng)造條件采用生態(tài)護(hù)坡護(hù)岸工程,保護(hù)好水生物的生態(tài)環(huán)境,維持原生態(tài)人居環(huán)境。
(4)搞好上游山洪消能水土保持工作,確保防洪重點(diǎn)。
正確理解“防治重點(diǎn)為人口集中區(qū)”,將山洪防治工作從山洪溝源頭抓起,搞好山洪溝上游區(qū)段(人煙稀少區(qū))的消能、攔沙、擋石等水土保持工程,將在“人口集中區(qū)”進(jìn)行的大規(guī)模非生態(tài)護(hù)坡護(hù)岸護(hù)底防洪工作轉(zhuǎn)化為積極主動(dòng)的上游和沿線逐級(jí)消能工作,才能確保中下游區(qū)的人口集中區(qū)的護(hù)坡護(hù)岸工程的持久性和生態(tài)平衡,才能真正突出“重點(diǎn)”。
(5)增加上游洪水發(fā)源地的監(jiān)測(cè)點(diǎn),確保預(yù)警及時(shí)準(zhǔn)確。
重點(diǎn)山洪溝防洪治理包括非工程措施與工程措施治理兩大部分,二者應(yīng)當(dāng)有機(jī)結(jié)合,目前在人口集中區(qū)搞得較好,應(yīng)當(dāng)引起注意的是上游區(qū)段的非工程措施太少,應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增加監(jiān)測(cè)點(diǎn),為及時(shí)預(yù)警提供山洪源頭信息,因?yàn)樯胶闉?zāi)害往往起源于上游,災(zāi)難于下游。
TV87
A
2095-2066(2016)22-0118-02
2016-7-20
陶雪輝(1969-),女,高級(jí)工程師,主要從事山洪災(zāi)害治理規(guī)劃與設(shè)計(jì)工作。
帥柯舸(1981-),男,工程師,主要從事山洪災(zāi)害治理設(shè)計(jì)與實(shí)施工作。
蔣報(bào)春(1964-),男,主要從事山洪災(zāi)害治理設(shè)計(jì)與實(shí)施工作。
歐 健(1951-),男,教授級(jí)高級(jí)工程師,主要從事山洪災(zāi)害治理研究與設(shè)計(jì)工作。