(德陽水文水資源勘測局,四川 德陽,618000)
城市化的程度是衡量一個國家和地區(qū)經(jīng)濟、社會、文化、科技水平的重要標志,也是衡量國家和地區(qū)社會組織程度和管理水平的重要標志。在城市規(guī)劃建設(shè)中,將水文循環(huán)健康理念(水文防汛)引入其中,能實現(xiàn)不同學科之間的交融,確保在構(gòu)建城市化進程中,充分發(fā)揮水文效應,促進現(xiàn)代城市化的發(fā)展與進步。由此可見,深入研究并分析城市化與水文關(guān)系具有一定的現(xiàn)實意義。
自然地表未經(jīng)過開發(fā),在土壤層與透水層的作用下,雨水得以過濾凈化并在地表貯藏,也可能滲入到淺水層中變成溪水基流,對生態(tài)環(huán)境的發(fā)展產(chǎn)生了積極影響。但在城市化建設(shè)過程中,城市占地面積迅速增加,導致承接雨水的下墊面被干擾并發(fā)生改變[1]。不同類型建筑屋頂、柏油馬路或者是經(jīng)過人工整理后的密實地表等,這些不具備透水性的平面,使得雨水正常滲透過程與貯藏過程都受到了影響,地表漫流也被阻斷,使地表漫流速度的控制功能逐漸被削弱。長此以往,下墊面條件會改變,使得徑流的總量以及速度和時間均有所提高。所以在相同暴雨滯洪條件下,城市暴雨漲落速度高于農(nóng)村。如圖1所示。此外,汛期洪水的匯集周期也隨之縮短,洪峰值不斷提高,周期縮短。一旦各河流洪峰疊加,增加了洪災發(fā)生的機率。與此同時,洪水水位也不斷提高,引發(fā)了嚴重的內(nèi)澇災害。
圖1 相同暴雨及滯洪條件下城市化對徑流的影響
在城市化建設(shè)過程中,會直接干擾地表結(jié)構(gòu),使得地表結(jié)構(gòu)特征發(fā)生改變,導致生態(tài)環(huán)境受到影響。根據(jù)河流自然特征的調(diào)查研究,河流水源的補給與蓄積主要利用臨近支流和陸域水量交換方式。然而,城市化發(fā)展對水文形態(tài)與產(chǎn)流特征都帶來了極大的影響。在城市現(xiàn)代化建設(shè)期間,更強調(diào)便捷與高效,以期能夠創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益,所以并未關(guān)注河流天然形態(tài)的重要性。特別是在城市化發(fā)展中,規(guī)劃道路的時候會選擇格狀路網(wǎng)結(jié)構(gòu),使得河流支流或者是溪流在避彎取直的影響下規(guī)模減小,甚至是消失。長此以往,地景截斷的效應逐漸突顯出來,不利于區(qū)域生態(tài)流動。
河床淤積主要受流域生態(tài)環(huán)境和河道條件控制,流域內(nèi)水土流失、崩塌、滑坡、泥石流活動強烈,河流泥沙含量高,河床淤積嚴重;河道坡度急劇變緩,河流過水斷面變大,河水流速變慢,以及曲折河段河床淤積比較嚴重。河床淤塞最主要的危害是降低河流泄洪能力,加劇洪水災害,增加防洪困難。
一般情況下,生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力很強,水文系統(tǒng)就是通過對大量的水文數(shù)據(jù)進行分析從而掌握天然河道徑流和洪水發(fā)生的特性。同時做出相對準確的預報。然而隨著城市化的不斷發(fā)展和生態(tài)的不斷破壞。特別是洪澇災害與暴雨的發(fā)生機率顯著提高,嚴重破壞了水文循環(huán)系統(tǒng)。所以,在超過水文極限的情況下,也必然會出現(xiàn)諸多城市發(fā)展問題[2]。
羅江區(qū),隸屬于四川省德陽市,地處成都平原東北部邊緣,東接中江縣,南連德陽市旌陽區(qū),西靠綿陽市安州區(qū),北鄰綿陽市,全區(qū)幅員面積447.88km2,是成德綿經(jīng)濟帶的重要走廊。羅江區(qū)地勢總趨勢是西高東低,最高點位于西南部白馬關(guān)鎮(zhèn)與蟠龍鎮(zhèn)交界的天臺山毛兒頂,海拔727m,最低點位于東南部新盛鎮(zhèn)烏魚橋溝谷,海拔477m,相對高差250m。羅江區(qū)大部分地區(qū)海拔高程在500m~580m之間,相對高差一般為30m~50m,溝谷寬,縱坡小。凱江河由西向東將羅江區(qū)分開,凱江上游分別為右岸的秀水河和左岸的雎水河并入凱江河,四周為丘陵地帶。其中凱江河右岸為主城區(qū),左岸地勢較高不存在內(nèi)澇情況,而右岸主城區(qū)地勢平坦,坡度0°~5°之間,北高南低,北面水面坡度5°~40°,分別為北面的高速公路和由南向北的G108線包圍主城區(qū)。凱江河通過羅江區(qū)主城區(qū)的比降較小,由北向南為羅江近200年前的廊橋(橋下為攔河壩),廊橋下游1800m處為橡膠壩??菁緝蓧涡钏蟊闶橇_江區(qū)的景觀工程。橡膠壩下游500m處便是羅江水文站。主城區(qū)的排水為雨污合流混排,現(xiàn)狀沒有完整的排水體系,排水暗渠、明溝混雜,順地勢就近排入水體。和明渠(芒崗堰)由西向東直接排入城東的芙蓉溪中。但芒崗堰受城市建設(shè)的影響,現(xiàn)在基本無排洪能力。在2018年6月底與“7·11”洪水發(fā)生了不同程度的城市內(nèi)澇。現(xiàn)根據(jù)羅江水文站和羅江區(qū)氣象局等單位提供的資料做如下分析。
2018年羅江區(qū)發(fā)生了多次強降雨過程,都造成了羅江城區(qū)出現(xiàn)不同程度的內(nèi)澇情況。氣象局雨量站位于城北高速公路旁,水文站雨量站位于城南凱江邊,根據(jù)羅江水文站和氣象局的降水資料分析(如表1所示),多年平均降雨基本一致,2018年因受強降雨的影響,降雨量主要出現(xiàn)在7月份前后,降雨量較多年平均偏多,分別為 53.5%和39.5%。據(jù)調(diào)查,羅江區(qū)城北出現(xiàn)不同程度的內(nèi)澇,主要原因是降雨強度大,其次芒崗堰排洪能力有限,加之城北坡度大,市區(qū)坡度小,降雨匯流時間短,對羅江城區(qū)造成不同程度的內(nèi)澇災害。據(jù)日降水量資料,2018年6月20日較7月10日降雨量偏小較多,都已經(jīng)產(chǎn)生了城市內(nèi)澇,說明城市排洪能力有限。
表1水文站和氣象局降雨資料
永昌站屬于羅江站的臨近站,其發(fā)源地同屬龍門山余脈。根據(jù)多年降雨量觀測數(shù)據(jù),屬于暴雨洪發(fā)區(qū)。2018年羅江“7·11”洪水通過分析計算定性為30年一遇,據(jù)表2所示,洪峰水位386.23m,實測流量1530m3/s,其中超警水位2.03m,超保水位1.13m。此次洪水過程,因羅江主城區(qū)廊橋通洪能力有限,和受下游橡膠壩的影響,洪水漫過景觀河堤和通過城市雨水管道倒灌進主城區(qū),造成主城區(qū)積水近0.5m。另羅江站積水面積較永昌站偏大,而流量偏小。如果上游出現(xiàn)大面積降水,羅江站流量將會遠大于永昌站。勢必加劇羅江城區(qū)內(nèi)澇災害的發(fā)生。
表2 2018年羅江站與臨近站水文資料對比
如表3所示,通過羅江站建站以來河床演變情況可知,河床淤積近30%,比降減小,而且羅江站上下游近200m灌木叢生,不利于凱江河床作用和功能的發(fā)揮,一旦發(fā)生洪水,凱江河通洪能力將被明顯削弱,主城區(qū)的內(nèi)澇程度也會更加嚴重。
表3行洪斷面沖淤變化情況
在城市化建設(shè)過程中,要事先制定洪澇災害應急響應預案,構(gòu)建健全的應急響應體系,對應急處置組織機構(gòu)以及職責進行科學化分工,充分發(fā)揮突發(fā)汛情預報與預警制度。與此同時,還應當對不同洪水量級以及不同降雨強度條件下相對應的響應級別,定期向人民群眾發(fā)布,使其能夠正確掌握應對措施。對于城市洪澇災害的應急處置而言,則要始終接受政府部門的領(lǐng)導,與財政部門、通信部門、水利部門、衛(wèi)生部門等相互合作,貫徹落實應急保障工作[3]。除此之外,政府部門也必須要強調(diào)重點區(qū)域的防洪排澇工作作用,全面建設(shè)氣象站網(wǎng)絡(luò)與水文站網(wǎng)絡(luò),配備現(xiàn)代化儀器設(shè)備,對監(jiān)測手段進行改善,適當增加監(jiān)測的密度,進一步加強暴雨的洪水預報機制,及時采取啟動應急響應措施,對重點區(qū)域的積水內(nèi)澇災害進行及時預警,盡快將受到威脅的群眾轉(zhuǎn)移,全面保護人民群眾的生命安全。
城市防洪排澇工程的關(guān)鍵因素便是防洪排澇基礎(chǔ)設(shè)施。因此,完善防洪排澇設(shè)施能夠提高城市防洪排澇的工作效率。首先,政府應重視城市防洪排澇基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),加大對基礎(chǔ)設(shè)施配置的資金投入;同時,城市在發(fā)展過程中應參考水文數(shù)據(jù),提高河道的行洪論證;其次,將防洪排澇設(shè)施進行合理的布置,充分發(fā)揮防洪排澇設(shè)施的作用。城市的洪澇災害大部分是由于暴雨洪水引起的,雖然其現(xiàn)象無規(guī)律,但是可以根據(jù)目前的氣象水文預測,對暴雨洪水徑流時間和情況進行準確預測。因此,城市防洪排澇可以充分結(jié)合氣象預警和水文預報,合理利用防洪排澇設(shè)施,對城市的洪澇進行快速、準確、有效地預防和解決,保障整個城市的安全。
建議增加景觀工程的通洪能力,同時,加強景觀工程內(nèi)河床演變監(jiān)測,定期對河道進行疏通,增加通洪能力。對可能出現(xiàn)的大洪水情況作出相應的防汛預案,加強水文和氣象的聯(lián)動機制,最大限度發(fā)揮水文氣象在城市化建設(shè)中的作用,減少城市內(nèi)澇發(fā)生的機率。
綜上所述,水文數(shù)據(jù)對城市建設(shè)起著至關(guān)重要的作用,而且還關(guān)系著城市的生產(chǎn)生活質(zhì)量,也是保障城市安全發(fā)展的重要因素。為此,在城市開發(fā)與建設(shè)的過程中,提高水文效應并不應僅局限在現(xiàn)象表面,而是要從根本上采取解決措施。只有這樣,才能夠在創(chuàng)造美好城市與經(jīng)濟效益的基礎(chǔ)上,更好地實現(xiàn)水文和城市建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展,減少城市洪澇災害的發(fā)生。