我國城市防洪現狀研究

孫文佳，張 琨，鄭艷娜，張明慧

（大連海洋大學 海洋與土木工程學院，遼寧 大連 116024）

我國城市防洪現狀研究

孫文佳，張 琨，鄭艷娜*，張明慧

（大連海洋大學 海洋與土木工程學院，遼寧 大連 116024）

我國是洪澇多發地區，很多城市都飽受洪澇災害之苦。本文從城市的防洪標準、防洪區域、防洪質量以及防洪排水等角度分析了我國城市防洪過程中存在的問題。利用防洪工程措施和防洪非工程措施兩種方法解決我國防洪現存的問題，并且在此基礎上分析了防洪措施對環境的影響，并提出一些環境保護措施，為我國城市防洪規劃提供參考。

城市；防洪；工程措施；環境影響

0 引言

城市的建設在社會發展中起到關鍵作用，我國有97%的城市具有防洪任務，而美國最嚴重的自然災害就是洪澇災害[1]。一方面，隨著城市人口的增加，使得城市暴雨頻發，雨水徑流量增加，洪峰值增大，導致城市防洪排水壓力增大。另一方面，城市人口密集，不透水建筑物和不透水道路集中較多，過多的硬化路面導致洪峰出現的時間提前[2]，所以城市的洪水問題比較復雜，而且城市作為經濟、文化、生活的中心遭遇洪水后損失更為嚴重。合理深入的分析我國城市防洪現狀，將有利于從根本上解決我國城市的洪澇災害問題。

1 城市防洪問題

我國城市洪水分布范圍極廣，大約2/3的城市存在著不同危害程度的洪水災害。我國城市防洪存在的問題主要有以下幾個方面。

1.1 防洪標準

根據國家防洪標準中的相關城市等級及防洪標準，一等城市即特別重要城市，其非農業人口數大于等于150萬人的防洪標準重現期為200年，例如南京屬特別重要的一等城市，其城市防洪標準主城需達到200年一遇，其他城區為100年一遇[3]，而目前南京的城市防洪規劃標準為50年一遇~100年一遇。二等城市即重要城市，非農業人口數為150~50萬之間的城市防洪標準重現期為200~100年，例如滁州市[4]防洪標準僅為50年一遇。三等城市即中等城市，非農業人口數在50~20萬的防洪標準重現期為100~50年，例如葫蘆島市僅為20年一遇防洪標準。四等城市即一般城市，非農業人口數小于等于20萬的防洪標準重現期為50~20年，例如巢湖市[5]堤防重現期小于20年，又如河南省漯河市由于上游山洪控制工程不足，不能滿足城市防洪的需要，現有城市防洪標準澧河段只有5年一遇標準，沙河段也只有10~20年一遇。因此，我國城市防洪標準不足現象較為嚴重，防洪標準問題是導致城市洪水發生的重要原因之一。

1.2 防洪區域

我國國土面積較大，地形、地貌種類較多，因此防洪區域的確定對城市防洪起到關鍵作用。在我國根據地理位置可將區域劃分為以長三角、珠三角等強降雨量的臨海城市，這類城市發生洪水可能性較大；東北平原、華北平原以及西南丘陵等中等強度降雨量城市，這類城市發生洪水時人類的可控制性較強；至于新疆、寧夏、甘肅等這樣的少雨地區發生城市洪澇災害可能性較小。在國外，日本是四周面臨外海的島國，其獨特的地理位置導致其國家經常遭遇海嘯、洪水等災害，因此日本采用了大型預制混凝土體建造了“超級堤”，并且日本國家在水利方面拿出巨資進行投入，用以確保城市安全以及水利事業的興建。對于美國來說，雖然其地理位置不像日本，但是美國的內河占據著較大的比重，所以美國則更多的修建水庫，利用水庫進行調洪、防澇、發電、航運等，不僅保護了城市的安全，而且還可以取得一定的經濟效益。因此，區域因素是城市防洪過程中重要指標之一。

另外，在城市內部的防洪區域也有所不同，隨著我國城市化建設的加速發展，城市中主城區及副城區的棚戶區改造、城市擴建等政策的實施，使得原本的防洪區域保護范圍變小，不足夠保護到新興城市的安全，甚至有一些新城區大部分處于無設防狀態，險工弱段多。因此合理的規劃城區內防洪范圍也是保障城市免于洪水災害的又一重要影響因素。

1.3 防洪質量

堤防質量差的問題在我國城市防洪過程中較為嚴重。第一，堤防筑堤材料多為砂土混合材料導致堤防抗滲性差、高水位時背水坡滲漏嚴重。第二，有的堤段存在各區使用義務工修建、局部段施工時基本未壓實，而且許多城防經過多次修建及后期加固而且局部堤段修建年代久遠。第三，有些地段在施工時地基未清基，堤身內夾雜有大量的建筑垃圾，存在極為嚴重的隱患。第四，在堤防上還存在穿堤建筑物數量多，排洪閘閘門關閉不嚴等一些嚴重問題。因此，提高防洪質量是防洪工程發揮作用的先決條件。

1.4 防洪排水

我國的城市排水系統不夠完善。第一，我國大部分城市防洪排澇的設計暴雨重現期小于1年[6]，導致有些排水工程建設與城市發展很不協調。第二，水庫蓄洪削峰能力不足，部分沿江、沿河城市含有水庫的，水庫并沒有起到足夠的作用，例如溫州市、三門峽市等。第三，我國的排水管道計算方法采用的是折減系數修正暴雨強度，而海外國家采取的是最大徑流量法設計排水管道[7]，我國的計算洪水方法遠不如國外的方法承受的洪水強度大。第四，不僅僅是防洪標準存在不足，我國排澇標準也存在不足，例如我國三江平原周圍各城市[8]等，另外我國排澇系統存在過于單一現象，例如阜陽市[9]中有多條河但僅僅通過一條河來規劃城市排澇，排澇存在問題會大大影響當地的經濟發展，尤其是當地的農作物，對居民的生活影響較大。

2 解決辦法

防洪規劃的依據主要根據城市實際情況進行分析，根據城市所屬等級建立相對應的防洪標準，根據相應的防洪標準進行水文計算等。與城市規劃、城市生態文明建設有機結合，充分發揮防洪系統的效益，調整人們在城市生產生活中的利益矛盾，注重發揚創新精神。

城市防洪規劃本著蓄泄兼籌、以泄為主，全面規劃、綜合防御，分區設防、分步實施，的原則，堅持防洪工程措施與防洪非工程措施并舉。

2.1 工程措施

在防洪標準方面，第一，對于現有堤壩沒有達到防洪標準的，可以采取加高堤頂高程的方法，并加強對防洪堤的堤線、堤距、河道水面線、斷面尺寸以及土建工程量等的研究。關于材料的選擇、穩定性、護岸、排水措施、地質條件、抗沖穩定性、滲透穩定性及凍脹問題等一系列的影響因素也應進行深入研究，對必要部位也可加建回水堤。第二，一個城市的防洪標準的確定，應該綜合考慮城市的地理位置、經濟發展情況甚至是地下土質的含水量、最大蓄水量以及含水層厚度等因素。

在防洪范圍方面，防洪范圍應結合地域情況整體協調布局[10]，首先，對于新城區及老城區改建部分應分級分層界定，針對不同區域情況進行優化設計如在城郊附近建立特定的滯洪區，其不僅可緩解城市防洪壓力，而且兼具城市濕地的功能。其次，防洪工程應結合當地實際地形以及工程地質條件，并充分考慮城市美觀及環境美化等多方面因素進行設計，考慮到不同地區地理環境的影響如東北嚴寒地區將會涉及到凍脹問題，應采取相應的抗凍措施或添加一定的抗凍材料。另外，由于現在城市房價日益增升，城市防洪措施的建設也要盡量滿足城市規劃和發展的需要，使土地的利用達到最大化。城市防洪規劃也可與城市中其它各行業部門如水資源利用、水環境整治、水生態保護及水資源文化建設、市政建設等工程項目結合開展。

在防洪質量方面，第一，對堤身及堤基存在滲漏問題的堤段，應急時采取防滲措施進行補救防滲以防止堤身問題擴大。另外在工程建設方面要突破原有的思維定式，有所創新，有所突破，將新專利利用到實際工程中例如新型直升式城市防洪閘門[11]等。第二，對下游未建堤段邊坡進行護岸襯砌，且為了結合城市規劃的美觀與協調，兩岸護岸型式建議采用復式斷面型式，在年平均水位以上的建議采用斜坡式土堤[12]。第三，一定要加強堤防的后期修理維護工作，保證堤防的質量尤其是泄洪閘門的運行與維護。

在防洪排水方面，第一，對于城市中排澇系統不完善的地區應加強防洪排澇系統的建設與運行，必要時對管道進行增加或更改，許多城市將防洪工程優先于排澇工程建造，這樣導致排水工程滯后，洪水來臨時雖然可以完全阻擋住外部洪水，但是內部洪水卻排不出去，這樣外患雖然減輕了，但內憂增大了，所以最好將防洪工程與排澇工程結合同時規劃修建，這樣可同時解決內憂外患問題。第二，包含水庫的城市應綜合改善調整水庫的運行調度方式，使其充分發揮水庫的最大綜合效益。最后，還應綜合考慮我國現在的發展趨勢，修整出一套完善的適合我國國情發展的新排澇調度制度。

2.2 非工程措施

非工程措施是城市防洪建設的重要補充[13]，創建完善的防洪指揮系統，為了便于各級防洪指揮部門的統一指揮、協同調度，根據水情變化，采取相應措施抵御洪水，防汛指揮系統需在現有基礎上進一步完善。依據“統一領導，分級分部門負責”的準則，由城市防汛指揮部負責統一指揮、協調城區防汛搶險救災工作。另外由于層級制的原因，導致防洪計劃產生延時性，因此各部門領導應進行暗地抽查走訪，調查防洪實施情況，確保防洪規劃保質保量的按時完成。

增強防洪預警預告系統，在城區內規劃布置加密水文、氣象測報點、水文預報系統進行預測監控，及時搜集洪水變化情況，密切監測洪水發展趨勢。

個別群眾為謀求自身福利和經濟隨意挖溝填塘，導致城市內排水不暢，因此應該結合我國現以出臺的相關防洪法規，加強廣大市民對水文、水資源知識的認識以及城市防洪的應急處理自救常識。

2.3 防洪環境影響

美國在生態建設方面特別重視，他們著重將生態防洪與工程措施建設結合起來[14]。在施工期，首先，由于防洪工程中的堤防、護岸等工程均在近岸水體建設，近岸水體流速小，混凝土、砂石、土料等落入水中后會產生大量懸浮顆粒，會造成近岸局部水體污染。其次，施工人員的生活垃圾以及施工機械車輛產生的廢棄機油等的排放也會對水體產生影響。再次，一些水下作業部分會影響魚類等的生存環境，甚至導致生物多樣性的破壞。

因此，我們要最大程度的保護水資源環境：第一，對于水下作業的工況，應進行圍置，最大限度的減少對水體的污染。第二，設置專用散體材料堆放場、拌合站，嚴格控制防止其灑落入水體，降低或避免揚塵對保護區的不利影響。第三，施工人員的生活垃圾應排放到指定位置，有害污染物也應集中進行處理。第四，加強敏感水體段施工人員的環保教育和施工管理，提高施工人員保護水環境的意識，在施工段應設立保護區標志和宣傳標語等。第五，針對相應的水體指標進行檢測，可設置蒸發池或將施工廢水排入沉淀池，禁止施工廢水肆意排放，在風險情況下，作為事故池收集泄漏的有毒有害污染物，集中進行處理，進而可控制水體的污染盡力保證工程實施后的生態環境盡量接近開發前的原始狀態。

3 結論與展望

3.1 結論

城市洪水已經成為影響我國城鎮居民正常生產生活的危機之一，充分分析我國城市防洪現存的問題，有利于更深入的對城市防洪建設進行統籌規劃。從防洪工程措施和防洪非工程措施的角度分析了解決城市洪水的辦法，城市的防洪標準得到提升，防洪建筑物得到了改進，排澇系統得到了升級，大大減少了城市居民的生活隱患，提高了城市居民的生活質量，并在此基礎上分析了防洪措施對環境的影響，提出一些環境保護措施，為城市防洪規劃奠定了基礎。

3.2 展望

在防洪方法、方式方面，目前我國對于防洪軟件方面的研究不夠深入，還應努力開發新技術并將計算機輔助處理等技術應用到城市防洪中，洪水預報、防洪預警以及3s等相關軟件的應用還有待提高，以高效率的防洪措施，來保障居民的正常生活以及環境的可持續發展。

由于生態環境問題日益顯著，所以在防洪排水方面應盡量做到自排優先化，或結合“海綿城市”新型概念，將多余的水體儲存在相應的“海綿體”中，這樣不僅能解決防洪排澇問題，而且還可改善城市水資源不足等問題。

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Research Review on the City Flood Control of China

SUN Wen-jia,ZHANG Kun,ZHENG Yan-na*,ZHANG Ming-hui
(School of Ocean and Civil Engineering,Dalian Ocean University,Dalian 116024,China)

As a flood-prone area,many cities of China are suffering from flood disasters.This paper analyzes the problems existing in the process of urban flood control in China from the aspects of the city's flood control standards,the scope of flood control,the quality of flood control and the drainage of flood control.The engineering and non-engineering measurements of flood control method are used to solve flood problems which are existing in our country for a long time.And on this basis,the impact of flood control measures on the environment is analyzed,and some environmental protection measures are made to provide a reference for China’s urban flood control planning.

city;flood control;engineering measurement;environment influen

TV87

：A

：1008-2395(2016)06-0045-04

2016-07-11

海洋公益性行業科研專項經費項目（201405025）；國家自然科學基金（31572663）；遼寧省教育廳科研一般項目（L2014280）。

孫文佳（1992-），女，碩士研究生，研究方向：水利工程規劃。

鄭艷娜（1978-），女，副教授，博士，研究方向：水利工程規劃設計。