王道虎
(淮安市水利規劃辦公室 223005)
吳 兵
(淮安市水利勘測設計研究院有限公司 223005)
皇甫全歡
(淮安市水利規劃辦公室 223005)
淮安市位于江蘇省蘇北地區,市域總面積10072km2,耕地面積39.33萬hm2,總人口538萬。其中城市建成區面積120km2,人口110萬。
淮安市地處淮河流域下游,又處于南北氣候過渡帶,常遭雨澇、洪水、干旱、臺風、寒潮等災害性氣候襲擾,易成災害,歷史上受黃河奪淮的影響,有“洪水走廊”之稱,是“大雨大災、小雨小災、無雨旱災”的多災地區,農業產量低而不穩。新中國成立后,經過60年“興利除害”的水利建設,初步建立了防洪、灌溉、排澇、降漬四套工程體系,改善了農業生產條件,促進了農業生產和國民經濟的穩定增長,由多災地區建設成為農業生產較為發達的地區。
農業生產是露天作業,受自然條件制約,水旱災害是影響農業生產的主要因子。淮安市經過多年的水利建設,使歷史上遺留下來的“大雨大災”有了很大的改觀,但洪水威脅依然存在;“小雨小災”雖然基本解決,但區域發展還不平衡;“無雨旱災”雖然有了很大緩和,但水資源仍較緊缺。因此,研究淮安洪澇災害規律、總結防治水旱災害經驗、提出對策措施,對農業高產穩產具有十分重要的意義。
淮安市位于北亞熱帶和暖溫帶氣候過渡區,瀕臨黃海,具有明顯的季風和過渡性氣候,表現為冬季干冷、夏季濕熱。東南季風、孟加拉灣的暖濕氣流和西伯利亞的冷空氣是導致降水的主要因素。夏季常出現梅雨,梅雨之后,又常遭臺風襲擊。梅雨、臺風雨常形成洪澇,若受副熱帶高壓勢力或受西風帶氣流控制,又常出現干旱少雨天氣。
淮安市多年平均降水量為960mm,屬于濕潤和半濕潤地區,但在時空分布和地域上存在差異。
a.降水量的年內分配極不均勻,主要集中在5~9月,占全年降水量的70%以上,且多以暴雨形式集中降落,因此造成夏秋多洪澇、冬春易干旱。
b.年際之間也存在差別,豐水年與枯水年差異懸殊,豐、枯水年降水量之比可達2倍以上,最大超過4倍,因此常導致旱澇交替現象的出現。
c.地域分布有差異,東北部的漣水和南部的盱眙、金湖為相對高值區,相對底值區在洪澤,總體上是低山丘陵區易旱、平原坡地和低洼圩區多呈澇漬。
從1953年有較為完整的降水記錄算起,至1998年的46年中,實際出現洪澇災害的年份有1954年、1956年、1957年、1962年、1963年、1965年、1971年、1974年、1980年、1983年、1984年、1990年、1991年和1998年,共14年,平均3.3年出現一次。對照實際降雨資料分析,發生洪澇的年份一般年降水量都大于平均值。其中,1954年、1956年、1957年、1974年和1991年5年為大或較大洪水年。
經對1999~2009年降水資料進行分析,11年中有5年為大或較大洪水年,其中2003年降水量最大。據調查,洪水災害周期為11年一大災、2年一小災。洪水災害具有巨大的潛在危害,危及人民生命財產安全。
暴雨或全流域降水形成洪水是造成該地區水災的根本原因,認識其發生變化規律,對防御水害有著重要作用。
淮河水系洪水,主要來自伏牛山區及淮南山區,就其影響范圍可以分為全流域洪水和局部性洪水兩種類型。全流域洪水是由梅雨期大范圍連續多次暴雨造成的,災害性洪水發生在6~9月,95%以上洪水災害發生在這一期間,主要集中在7、8月。洪水過程可以長達2個月以上,消退緩慢。淮河沿線長時間處于高水行洪狀態,影響淮北地區排水。
2003年汛期,淮安市發生了新中國成立以來僅次于1954年的特大洪澇災害。最大總入湖洪水流量達14500m3/s。三河閘瞬時最大泄洪流量達8940m3/s,為建成以來第二大泄洪流量。由于洪水流量大,淮安市境內主要河道湖泊水位全部超過歷史最高水位。全汛期入洪澤湖洪水總量為559.7億m3。三河閘共排洪95天,排泄水量達462.7億m3,包括二河閘、高良澗閘共排泄水量599.0億m3,僅比1954年少9.7億m3。
全市河湖堤防等各類水利工程出現滲水、管涌、塌方等險情共800處,農作物受災總面積26.15萬hm2,成災16.84萬hm2,絕收6.03萬hm2,洪澇災害給淮安市造成直接經濟損失高達48.45億元,其中農牧漁業直接經濟總損失32.06億元。
局地暴雨洪水災害分布范圍廣,籠罩面積小,暴雨歷時短、強度大,破壞力強,防御難,具有毀滅性特點。例如1983年7月暴雨,漣水為暴雨中心,7月18~21日4天降水量達468.7mm,約達全市年均降雨量的一半,為淮安市自1915年有降雨記載以來所僅見,新沂河以南地區,東西長200多km、南北寬100多km的范圍被雨區所籠罩,共產流43.5億m3,雨區范圍內所有排水河道水位全部超過歷史最大值,超過設計水位0.5~1.5m,積水面積一度達到377km2,大面積農作物都漫了頭。
干旱指數為年蒸發能力與年降水量的比值,它能反映出一個地區的干旱或濕潤程度,當干旱指數大于1時表示蒸發大于降水,為干旱,表示該地區的氣候偏于干旱,值越大,干旱程度就越嚴重;反之,降水量超過蒸發能力,比較濕潤,表明該地區氣候偏于濕潤,值越小,氣候越濕潤。蒸發量與降水量成相反關系,降水量越小,越干旱,蒸發量也越大。
根據淮安市干旱指數等值線圖,淮安市干旱指數在0.8~1.0之間。多年平均干旱指數為0.86,總體屬濕潤地區。北部屬半濕潤亞熱帶魯淮氣候區,南部屬濕潤的亞熱帶江淮氣候區。
據對最近10多年資料的分析,干旱頻率、旱災面積與播種面積之比的成災率逐年增加,旱災發生的頻次也是逐年增加。
年均值小于平均值100~200mm及以上的年份,為旱年或大旱年,據對1998年以前多年資料的分析,大旱年有 1953年、1966年、1968年、1973年、1977年、1978年、1981年、1988年、1992年和1994年,共10年,平均4.7年發生一次。特大旱有1966年、1978年和1994年,其特點是面積廣,各地特旱月出現的一致性及連續性。從汛期降水分析,3個大旱年都比常年少50%或近50%。每當旱年,淮安和全流域的降水都少,淮河常出現長時間的斷流。1994年大旱,汛期入湖水量為29億m3,只有常年的13.7%,淮河斷流38天,洪澤湖在死水位以下運行45天,最低水位只有10.65m。同時遇到上中游排污,用水更加緊張,加劇了旱情。
據對1999年至今資料的分析,大旱年有1999年、2001年、2002年和2004年4年,平均2.8年發生一次,近10年發生的頻率、頻次都在增加,
從統計資料可看出以下規律:旱年往往連續出現,一般2~3年;每一次旱年周期中,必有一年為重旱年。
平原坡地的梯級河網化開始于1957年,主要用于全面解決旱澇災害、提高農業單產。治理平原坡地中存在的“大小、高低、多少、漲落、深淺、好差”6對矛盾。它不同于一般的灌溉渠系的布置,也不同于一般的河網化,而是根據地面高程將水網分為若干梯級,同一梯級內的不同水系之間可以相互調度,從而使它不僅具有能引、能排、能灌、能降、能航的基本作用,而且在控制、調度方面有它特有的工程作用,可以充分地發揮水利工程的除害水利效能。
5.1.1 梯級的劃分
淮安市的平原坡地規劃為12個梯級,由梯級河道和相應的控制建筑物組成。分別為:海堤線、官溝大新河線、鹽東控制線、兩六調度線、柴塘朱碼線、淮沭河線、邢西淮泗河線、總六塘河線、路北河線、衡河線、總渠線、廢黃河線。梯級地面級差一般為2.5m,個別為3m。
5.1.2 梯級調度河的設置
全區規劃梯級調度河共8條,具體如下:
a.海堤河。沂北第一梯級調度河,溝通燒香、善后、車軸、五圖等河道。
b.官溝大新河。沂北第二梯級調度河,溝通善后、車軸、牛圩、東門等河道。
c.鹽河。中段為沂南第三梯級調度河,溝通南、北六塘河,柴米河、沂南河等,全河又為引淮、引江補水東線。
d.兩六調度河。沂南第四梯級中的南、北六塘河間的梯級調度河。
e.兩柴調度河。沂南第四梯級中的柴南、柴米河間的梯級調度河。
f.淮沭河。沂南第六梯級調度河,溝通淮柴河、總六塘河,又為兩河排向新沂河直接出海的調度河,全河還為引淮、引江補水干線,又為淮沂水系調度分洪。
g.柴塘河。沂南第八梯級中的砂礓河與總六塘河間的梯級調度河。
h.橫河。渠南第十一梯級調度河,溝通頭溪河、澗河、塘河、十字河等。
5.1.3 河網布局
a.布局原則。灌排渠系都要根據水系、地形、地勢統籌考慮進行布置,一般干渠,分干渠與干、支河相對應,支渠對應于大溝,斗渠對應于中溝,農溝對應于小溝,毛渠對應于腰溝,以下還有田間工程。
一般地,大溝及支渠每3~5km布置一條;中溝、斗渠每800~1200m布置一條,小溝及農渠的間距根據土質情況進行布置。在砂土及砂質壤土地區溝渠距在200m左右,在粘土及粘壤土地區溝(渠)間距在100m左右,腰溝、毛渠每50m布置一條。
b.設計要求。標準:日雨150~200mm不受澇,70天無雨保灌溉,地下水控制在1.0~1.5m。
要求:對河網提出“深、網、平、通”要求。“深”即溝河要深;“網”即溝渠成網,灌排分開;“平”是溝底要平;“通”是同梯級河網之間要通。上述要求對解決平原坡地的6對矛盾有著鮮明的針對性。
尺寸:按排與蓄的要求進行核算,一般地區大、中、小溝的挖深分別為4~5m、3~4m和1.5~2m,底寬分別為4m、2m和1m,特殊地區特殊處理。
c.布置形式。挖溝結合修渠、筑路、青坎,路旁植樹造林,溝、渠、路、林的布置方式有“路、溝、渠”、“溝、路、渠”、“溝、渠、路”3種形式。經比較,以“溝、路、渠”形式為主,其他兩種形式為輔。
對丘陵山區,主要以工程和植物措施相結合,進行小流域綜合治理,形成小流域系統工程,概括起來有六個字:梯、截、蓄、提、排、保。
a.梯。抓坡耕地治理改造,進行等高條墾。沿等高線修建水平梯田,改變過去從坡腳種到嶺頂的坡耕種植方式。梯田不僅改變了微地形,而且臺階式田面切斷了坡面徑流,攔蓄了雨水和泥沙,有效地減弱了水土流失強度。
b.截。建設梯級截洪溝。根據地形情況開挖一條或兩條以上截洪溝,一般多與庫塘相連接,形成“長藤結瓜”工程。截洪溝以上一般是林區,以營造防護林和經濟林為主,截洪溝以下是農田。梯級截洪溝可分級攔截山洪,歸槽排泄,蓄洪興利。既能減緩洪水和泥沙對山下農田的危害,又能高水高截、高蓄、高排、高用。
c.蓄。興建蓄水的小水庫和塘壩、截潛流等工程,充分攔蓄地表徑流,積極截蓄地下潛流,綜合開發利用水資源。
d.提。興建引水工程和提水站,補庫補塘,發展灌溉。實踐證明:河水上山,果糧翻番。
e.排。在坡改梯的同時,興建坡面排水工程。一種是排灌結合型,梯田的坎下溝和坡面溝結合,既灌又排,在與道路相交處設置灌、排、交通三結合跌水,減緩水流沖刷;另一種是單排型,在無灌溉條件的梯田和造林坡地,利用原坡面的沖溝作為排水溝,排除坡面徑流,在沖溝內修建谷坊防沖。
f.保。營造水土保持植物防護體系。山頂布置用材林,山腰布置以板栗等果樹為主的經濟林,梯田坎埂布置以三條為主的護埂林,溝頭、溝底、灘地等布置以草甸、灌木、喬木為主的防護林。
“除澇改制”是進行圩區治理的重要措施。根據1956年江蘇省委省政府作出的《根治徐淮地區洪澇災害,幫助徐淮人民徹底擺脫貧困》的決議,提出淮北地區除澇改漬、發展水稻的農業治理方針,確定“低洼地區結合除澇治堿,改旱作物為水稻”的方針,在淮北地區擴大旱改水面積53.33~66.67萬hm2,迅速提高了農業生產,從畝產不足50kg迅速提高到300kg,改變了徐淮地區貧困面貌,為低洼圩區治理找到了一條非工程措施的新路子,經濟效益和社會效益巨大。
a.完善梯級河網化。淮安市梯級河網化從1957年開始,到1988年終止,其間經歷了30多年,骨干河網已大部分建成,但由于工程標準還較低,局部梯級劃分顯得不夠完善,尚需適當改造,少數梯級調度河也尚待擴建。因此還有一定工作有待繼續實施。
b.實施綜合治理,提高農田抗災能力。做好水土保持工作,減少水、肥、土的流失。對平原砂土區做好溝頭工程防護和溝坡植物防護;丘陵山區做好等高條墾和小流域治理。加強農田林網建設,調節田間小氣候,改善生態環境。
c.加強非工程措施建設。非工程措施指提高人們的抗災意識,加強管理力度,它和工程措施是相輔相成的有機統一體,是減災工作不可或缺的重要組成部分。應加強全民的水患和抗災意識教育,防止產生放松麻痹思想,提高防災減災的自覺性和主動性。
堅持以稻麥為主的種植結構,合理地制定作物布局規劃,低洼易澇地區更宜種植水稻、淺水藕等耐水作物,“一麥一稻”是淮安市糧食生產高產穩產的基本保證。■