夏爽英 王曉鵬 張 禮

鄭州市位于河南省中部,地處中原腹地,北臨黃河,西依嵩山,東南為廣闊的黃淮平原。市域總面積7446.2km2,市區面積 989.6km2。全市基本地形自西南向東北傾斜,呈階梯狀降低,海拔高程在80~120m之間,多年平均降水量為630mm。
鄭州市北靠黃河,河床高于兩岸地面,洪水威脅極大;賈魯河及其支流穿越市區,時有洪澇災害發生。1987年鄭州市被國家計委、水利電力部、城市建設環境保護部明確為與大江大河防洪有密切關系的25座城市之一。
在城市防洪建設中,防洪除澇標準、設計洪水位、堤防高度等的科學合理確定,防洪建設與基礎設施建設及城市景觀建設的協調等是關系到防洪保安能力、投資、投資有效性與城市發展的重大問題。本文針對鄭州市防洪建設中的這些問題進行探討,為制定合理可行的防洪方案提供參考。
鄭州市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1830km2,淮河流域控制面積5616.2km2。影響鄭州市區城市防洪安全的河流主要是黃河及淮河流域的賈魯河水系。鄭州市區內現有9條主要河流,其中枯河屬黃河流域,其余8條屬賈魯河水系,包括賈魯河及其支流索須河、七里河(包括支流十七里河、十八里河)、東風渠、魏河、金水河、熊耳河、潮河等,在中牟境內隴海鐵路橋以上,賈魯河干流尚有老丈八溝、石溝、大孟溝3條支流,七里河有白石磙潭溝、花馬溝等2條支流。
黃河干流自鞏義市康店鎮楊溝進入鄭州轄區,經鞏義、滎陽、惠濟、金水、中牟等5縣(市)區到中牟縣狼城崗鎮出境,境內全長約160km,境內河道行洪最寬處達12km,一般在5km左右,屬黃河中游下界和下游的最上端。黃河鄭州段堤防工程的設防流量為22000m3/s,小浪底水庫投入運行后,可有效控制壩址以上的洪水,洪水重現期提高到近千年一遇。
賈魯河干流市區段、支流七里河、東風渠、金水河、熊耳河、索須河等已經過治理,河道防洪標準為50年一遇,排澇標準為5年一遇;在《鄭州市生態水系規劃報告》(2007.07)中提出,“城市建成區河道防洪標準近期應達50年一遇,郊區河流應達20年一遇”。
歷史上,鄭州市對外洪(黃河)主要是依靠黃河堤防擋御洪水。市區內河屬于淮河流域,根據“蓄泄兼籌”的治理方針,鄭州西部山丘區采取以“蓄”為主,建庫挖塘筑壩攔蓄洪水;北部、東部平原地區以“排”為主,疏挖河道,培筑堤防。上述防洪對策作用顯著,發揮了較大的防洪減災作用。
賈魯河干支流河道設計洪水均用水量平衡和流量演算法來計算,不同時段洪水錯峰疊加,得到主要控制斷面洪峰水量,然后由流域出口水位反推各控制點水位。依據《堤防工程設計規范》(GB50-286-98),規劃區內河道堤防等級為2級。堤頂高程為50年一遇設計洪水位加堤頂超高1m,100年洪水位在設計堤頂高程以下。如遇超標準洪水,情況特別緊急時,可隨機調度,賈魯河在索須河口至魏河口河段左岸可相機破堤分洪,以保全大局。
河道是城市防洪的重要工程措施,現代防洪理念強調對于河道的治理應采取綜合整治措施,以生態為主線,綜合環境保護、休閑及感知需求進行治理。在鄭州市防洪規劃中,河道的規劃治理應當采取生態建設法。由于河道生態建設法的實施需占用大片土地,因此河道改造方案應結合河道兩岸土地利用情況因地制宜地確定。對于城市郊區用地比較寬松的地段,宜彎則彎,適當加大河道寬度,采用復式斷面,應用生態材料護坡。市區河道以天然石材代替混凝土,野草和野花代替草坪和整形樹,創造對生態系統最理想的條件;建設親水廣場,加強人水親近度。條件許可時,在河道兩岸規劃濱河綠化帶,其寬度可根據河道所在的位置、景觀需要而定,一般可掌握為10~30m。
非工程措施建設主要是以計算機和網絡技術為基本手段和平臺,集通訊、信息管理、洪水預報、災害監測、洪水優化調度等新興技術為一體的城市防汛信息決策調度指揮系統的建設,這也是加強防洪工程管理,合理調度洪水,最大限度減輕洪澇災害損失的重要手段。
目前,鄭州市防汛體系組織機構已比較健全,各項規章、制度比較完善。鄭州市成立了防汛抗旱指揮部,同步建設了異地防汛視頻會議系統和大中型水庫的遠程實時視頻監控系統,開發和建設了基于廣域網的兩級防汛信息查詢系統、兩級水利網絡政務系統、IP電話系統、視頻監控系統和鄭州市水利網網站系統,初步實現了防汛信息、辦公信息、異地防汛會商和視頻監控的互連互通,逐步實現了基于網絡的水利信息資源交互和共享。但由于建設過程缺乏統一的規劃和設計,各種標準規范尚不健全,各種信息基礎設施與共享機制仍不配套,總體尚未形成能為防汛調度指揮和各項防汛工作提供技術支持的信息系統。
利用衛星遙感、機載遙感對災情進行實時監測已取得十分重要的成果,實現了在多云、陰天、夜間的成功監測,監測的畫面可從現場直接向觀測部門及防汛指揮部門傳送,不僅可準確判斷淹沒范圍,還可判斷淹沒水深以及淹沒農田的減產幅度等。
在防洪搶險中,洪水預報、水情及災情的迅速傳達是十分重要的環節。隨著現代通訊技術的進步,光纜通訊、微波通訊、衛星通訊、移動通訊、流星追蹤通訊等在防洪中廣泛應用,保證了信息的及時傳遞。
在防洪決策過程中,將會涉及大量水文、氣象、工程、社會經濟等方面的信息。在信息管理中應用地理信息系統、衛星定位系統、多媒體等新技術,可以及時獲得各地的水情、災情及有關的各類信息,為領導決策提供支持。
在決策系統中,利用數值模擬技術可準確預見各江河遭遇超標準洪水或工程失事情況下可能發生的洪澇災害,包括可能發生的淹沒范圍、水深、持續時間、洪水流速等。據此可推斷各地域遭遇洪澇災害的危險程度。以此為依據可制定各地的土地開發利用規劃,確定防洪標準、洪水保險收費標準、堤防保護范圍等,對洪澇災害實行有效的風險管理。
現代城市的水利工作包含城市地區的防洪、排澇、排水、水資源、水環境、水生態、水景觀、水管理、水利開發、水利經費籌集等綜合職能。城市防洪、城市管道排水、城市河道排澇是緊密相關的一體化系統,應作為一個整體進行協調分析、統一計算、綜合規劃。鄭州市城區河道和郊區河道分別由市政部門、水利部門管理,不利于河道的統一規劃。
在城市防洪建設的同時,要保持和建設豐富多采的城市水景。現代化的防洪建設與水景觀的建設是融為一體的。首先,城市要擁有足夠的水域面積,城市水面率不低于區域平均水面率,使人們有足夠的水域修養休閑。要求水邊空地具有舒適開闊的空間,為各種娛樂活動提供適宜的場所。河流具有充分的水量,恢復潔凈水流,保持河流的自然特征。建設親水廣場、親水河道、親水綠道,將人類納入到自然環境中,創造人與水的和諧條件及人與生物和睦相處、人與自然相互融合的境界,將城鎮改造成與濱水環境融為一體的居住區。水文化是與中國歷史和傳統文化緊密相關的,在城市河湖景觀建設中體現和圍繞水文化,從而建設“以人為本”具有文化滲透力的水域靚城。
在城市建設中應引入生態理念,廣場、道路鋪砌透水地面,增加城市下滲能力,涵養水源;采用生態地面,將不透水面積改變為兼容綠地的地面,有利于地面生態水文效應;建設生態河道,在一定程度上恢復自然河道風貌等。
城市防洪工程建設應做到統籌兼顧、合理布局,分清主次和輕重緩急,盡量減少工程“無效投資”,并廣泛吸納民間投資,做到開源節流。工程建設應分期實施,注重整體防洪能力的提高,并處理好與城市基礎設施建設和景觀建設的關系。
城市防洪規劃是城市基礎設施建設的一項重要基礎工作,根據現代防洪理念,在城市發展總體規劃的指導下,與其他專業規劃要全面推進,交叉進行,配套完善,從而為城市發展提供可靠保障。在河道治理中引入生態理念,營造水景觀,全面達到水通水清、健康安全、生態環保、人水和諧的目標。除了防洪工程措施之外,防洪非工程措施在防洪中的重要性也應當引起足夠注意。通過洪泛區管理、洪水預警報、洪水風險分析、制定超標準洪水緊急措施方案等方法實現防洪減災■