治澇標準及關鍵技術研究

（中水淮河規劃設計研究有限公司 合肥 230601）

1 立項的必要性

我國是世界上澇災頻繁而嚴重的國家之一，統計顯示，截至2010年全國共有中低產田面積8.45億畝，其中易澇耕地面積3.66 億畝，全國每年澇災面積平均達1 億多畝，因澇導致的糧、棉、油減產占全國總產量的5%左右。隨著經濟社會的發展，澇區經濟總量不斷增加，同等程度的澇災造成的損失顯著增大。因此，澇災治理不僅事關國家糧食安全，而且與區域經濟社會發展、人民生活水平提高密切相關。如何減輕澇災損失，促進人水和諧，是我國當前及今后一個時期需要著力解決的重大問題。《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2010）》中明確提出要“重點研究開發……重大江河綜合治理及南水北調等跨流域重大水利工程治理開發的關鍵技術等”。2011 的中央一號文件《關于加快水利改革發展的決定》也將城市和農村易澇地區的治理作為今后5 到10年的一項重要任務，提出要“實施大中型灌溉排水泵站更新改造，加強重點澇區治理，完善灌排體系”“加強城市防洪排澇工程建設，提高城市排澇標準”。

澇災產生的原因十分復雜，地勢低洼、水利化程度低、工程不配套易產生內澇；洪水泛濫使下游外河水位過高、當地澇水不能外排易形成“因洪致澇”；地下水位高，土壤粘性重，土層內部水分長期過飽和易形成漬害。開展治澇標準相關的基礎研究工作，對澇災指標體系、澇區區劃、致澇成因、治澇水利計算、澇區經濟社會發展與治澇標準及澇災損失的關系等關鍵技術問題進行研究，編制水利行業《治澇標準》，指導全國治澇規劃編制和治澇工程建設都是十分必要的 。

2 研究目標及技術路線

治澇標準及關鍵技術研究就是要研究確定治澇標準的指標體系，對不同地區的自然地理、澇災成因、易澇程度進行分類和區劃，為制修訂國家和行業技術標準（如治澇標準、灌溉與排水設計規范、城市防洪工程設計規范等）及開展全國治澇規劃提供技術支撐。

研究的技術路線是通過資料收集和現場調研，調查了解不同地區、不同部門、不同防護對象對治澇的要求，分析以往治澇工程存在的問題，以典型澇區為研究對象，通過澇災成因及損失分析、治澇水文計算方法評價、治澇標準指標體系研究、治澇分區方法研究、治澇標準與治澇工程投入、治澇效益的關系研究，確定合理的治澇標準并揭示進一步提高治澇標準的經濟合理性。

3 研究工作過程

治澇標準及關鍵技術研究于2011年7月申請立項，同年編制了項目申報書、任務書和實施方案等；2011年12月在北京召開了治澇標準及關鍵技術研究項目啟動會；2012年3月至6月，對治澇標準及關鍵技術研究技術大綱進行討論和審查；2012年7月，水利部組織專家對《治澇標準》編制工作大綱進行審查，同月，治澇標準及關鍵技術研究課題組對安徽、江蘇、浙江、湖南、湖北、江西等省進行了調研；2012年10月至11月，在北京召開兩次專題工作會，討論相關研究工作成果，明確下一步研究重點內容和工作方向；2012年12月對廣東省進行補充調研；2013年3月在北京召開課題組初步成果討論會，形成了會議紀要，同時就《治澇標準》相關章節的編制進行了討論；2013年10月，邀請相關省、流域機構及設計單位的專家參加，對《治澇標準》初稿進行討論，會后形成征求意見稿；2014年專題研究項目完成財務審計和成果驗收；2016年4月《治澇標準》正式發布實施，與此同時，全國治澇規劃也在本研究成果的指導下展開工作。

4 研究成果及結論

4.1 較全面反映我國易澇區分布和排澇能力現狀

研究表明，我國的易澇區主要分布在七大江河中下游的平原區，如我國長江流域的江漢平原、洞庭湖和鄱陽湖濱湖地區、下游沿江平原洼地，淮河流域的淮北平原、濱湖灘地、里下河水網地區，太湖流域的圩區和沿海河流下游（杭嘉湖區、蕭紹平原），珠江流域的珠江三角洲地區，松遼流域的三江平原、松嫩平原和遼河平原，黃河流域的河套平原、關中平原，海河流域中下游平原等地。

目前我國農田現狀治澇標準普遍較低，地區間排澇能力差距較大，全國重要易澇區的排澇能力大都在3～5年一遇。其中，淮河流域排澇能力為3年一遇和不足3年一遇的易澇面積占總易澇面積的比例達78%；東北地區排澇能力為3年一遇和不足3年一遇的易澇面積占總易澇面積比例為40%，5年一遇的占37%；長江流域排澇能力在5年一遇及以下的面積比例為44%，5～10年一遇的面積比例為40%；太湖流域有近80%的易澇面積排澇能力達到了10～20年一遇。

4.2 系統揭示我國不同地區澇災的主要影響因素

通過澇災成因分析，揭示了我國不同地區澇災的影響因素主要受自然因素和社會經濟因素的影響。

自然因素主要包括地理位置、地形地勢和氣象條件等，其中降雨因素是造成我國大部分地區澇災的最主要原因之一，降雨集中、歷時長等極端天氣現象，往往形成洼地積水和淹沒災害；地形條件也是造成澇災的重要因素，低洼地區易成為澇水的匯集區，河道坡降平緩、排水不暢，澇水難以排除；土壤土質粘重、透水性差，也易加重澇災災情；缺乏滯澇區和承泄區，不能對強降雨形成的大量澇水進行調蓄和緩滯，也易造成澇災。

社會經濟因素主要有經濟發展水平和人類活動影響等，如排澇工程設施基礎薄弱、水利化程度低，毀林、圍湖造田、封堵或侵占河道等破壞自然生態系統，城鎮化程度提高使地面硬化，過量開采地下水造成地面沉降等。

4.3 規范和建立治澇標準的指標體系

目前我國各地對治澇標準的表述方式不統一，本課題對現有各種表述方式進行分析，對治澇標準的指標體系、評判條件和確定方法進行了多方案的研究，結合我國實際，首次提出并推薦治澇指標體系由“暴雨重現期、降雨歷時、排除時間、排除程度”4項指標，以及不同作物種類、耕地面積大小、保護人口數量、經濟當量規模、城市重要程度等判別因子（評判條件）組成。對于以旱作、水田、經濟作物為主的農田，推薦以耕地面積作為確定治澇標準重現期大小和取值范圍的評判條件，以作物種類和耐淹程度作為確定降雨歷時、澇水排除時間長短及排除程度的評判條件；對于城市和鄉鎮，推薦以人口數量、重要程度及經濟規模作為確定城市排澇重現期大小和取值范圍的評判條件。

本課題推薦的治澇標準指標體系和評判標準等研究成果均納入了水利部行業標準《治澇標準》里。

4.4 明確治澇標準與治澇減災效益及工程投資的關系，提出經濟合理的治澇標準指標范圍

研究表明，在一定經濟社會發展狀況下，治澇標準提高到一定程度后，再進一步提高標準就會出現效益費用比下降甚至倒掛現象，經濟上是不合理的，同時占地帶來的社會環境影響也難以解決。根據對不同澇區樣本的研究分析，提出了不同地區、不同種植結構情況下經濟合理的治澇標準取值范圍。（1）對于以旱作物為主的澇區，排澇標準一般為5至10年一遇；排水和蓄澇條件較差，作物經濟價值較低，面積較小，其合理的治澇標準重現期不宜高于5年一遇；經濟價值特別高、作物耐淹能力較差，如花卉、藥材等，排澇重現期不宜高于20年一遇，并考慮縮短澇水排除時間。（2）對于以水稻為主地區或河網圩區，如調蓄湖泊水面較少、外江頂托時間較長，治澇標準宜為5～10年一遇；如排水和調蓄條件較好、治理工程便于實施，治澇標準重現期可按10～20年一遇。（3）在治澇體系較完善、現有水面率較大或可建設調蓄區，同時防護對象要求標準較高或經濟發達的地區，治澇標準最高可按20年一遇；超過20年時，可按洪水進行治理。（4）城市排水承泄區標準要與城市市政排水相適應，一般在10年一遇及以上。

4.5 對國內除澇水文計算方法進行系統研究總結，提出各種方法的適用條件

目前我國各省區采用的除澇水文計算方法不盡相同，主要有平均排除法、排澇模數經驗公式法、單位線法、水量平衡法、河網水力學模型法等方法。根據對不同地區的地形特征、不同類型下墊面和不同對象排澇要求的調查分析，推薦了不同計算方法的適用條件。平原坡水區宜采用排澇模數公式法、平均排除法、單位線等方法；濱河、濱湖、濱海等圩（垸）區宜采用平均排除法、水量平衡等方法；平原水網區宜采用平均排除法、水量平衡法、河網水力學模型等方法。

4.6 對比分析水利和市政兩種排水計算方法成果的差異

通過對水利和市政兩個行業現行規范的定位、計算公式和推導依據、計算參數和邊界條件，以及按兩個行業不同方法分別計算的重現期、排澇模數、排澇流量等指標的綜合分析，市政排水系統主要指市政管網工程、城區內河與湖泊及相應的配套工程，其排水計算采用城建部頒布的有關規范；水利排澇系統是指承納市政排水系統排出澇水的區域，主要由城市外圍的河道、溝渠、滯澇區、承泄區、泵站等工程組成，采用水利方法計算，其水位、流量要與市政排水規模相互協調。

現行的市政排水計算方法主要適用于市政排水系統中的城區集雨設施和排水管網，水利除澇水文計算方法則主要適用于城市外圍承納區的有關水利工程。水利除澇水文計算方法和暴雨重現期與市政排水計算方法和重現期不存在簡單的對應關系，兩者之間的關系與當地的暴雨特性、排水面積大小、流程長短、計算時段等有關。市政方法計算的1年一遇排水流量約相當于水利方法計算的5～20年一遇排水流量，市政方法計算的2年一遇流量約相當于水利方法計算的10～30年一遇排水流量。

4.7 對治澇區劃和澇區分類進行初步研究

治澇區劃研究是對各個地區的致澇因子、澇災危害性、澇災孕災環境、澇災演變過程、澇災程度及其對社會的影響、澇災承災體的易損性和澇災減災體系等進行定量或半定量的評價與評估，進行等級劃分和區域對比工作。根據其他行業對區劃劃分的定義、原則、方法，結合我國現有河流水系和澇區分布、致澇成因和地理特征等因素，研究提出了四級治澇區劃體系的總體框架，其中一級區劃綜合考慮現有的大行政區劃和流域分布情況，擬定了7個一級區，分別為東北平原區、華北平原區、淮河中下游平原區、長江中游區、長江下游平原區、珠江三角洲區、其他地區等；二級區劃研究了按“流域+大區域片”或按“省級行政區”劃分兩種方案，采用按省級行政區劃分二級區；三級區劃是在二級區劃的基礎上，按較大水系、特定區域的完整性進行劃分；四級區劃即為獨立的澇區，按地理位置、行政區劃、河流水系、排水體系、管理體制等各種因素劃分。

按易澇面積、澇災頻次、淹沒水深、淹沒歷時、成災面積占易澇區面積比重、澇災損失程度等六項因子進行四級澇區識別和評估，結合量化指標和專家經驗分別打分，統計出各澇區的受澇程度總分，進行綜合分析，評判各澇區的澇情輕、中、重程度。

4.8 基于研究成果編制水利部行業標準《治澇標準》（SL723-2016）

本研究課題實施前我國尚沒有一部關于治澇標準的行業性標準，為此，以水利部水利水電規劃設計總院、中水淮河規劃設計研究有限公司為主編單位，以黑龍江省水利水電勘測設計研究院為參編單位，成立標準編制組，在治澇標準及關鍵技術研究成果為基礎，結合全國治澇工程實踐，編制提出了《治澇標準》。標準對農區、鄉鎮、城市、重要設施區等易澇區的治澇標準，以及排澇河道（溝渠）、泵站、涵閘、承泄區等治澇工程的設計水位、流量等做出了規定，提出了除澇水文計算方法的適用條件和公式。《治澇標準》（SL723-2016）于2016年4月經水利部頒布實施■