王旭東,徐 剛
(濟(jì)南市水利工程服務(wù)中心,山東 濟(jì)南 250099)
近年來(lái),受氣候變暖影響濟(jì)南異常極端天氣頻發(fā),持續(xù)高溫降水異常,臺(tái)風(fēng)北上影響濟(jì)南的概率和強(qiáng)度也在加大。每年汛期被迫拉長(zhǎng),過(guò)境臺(tái)風(fēng)氣流明顯增多,強(qiáng)對(duì)流天氣、持續(xù)降水、大風(fēng)雷電暴雨的幾率增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料,在濟(jì)南各災(zāi)種災(zāi)害損失中暴雨洪澇占比最大,為56.1%。尤其是隨著城市規(guī)模迅猛發(fā)展,人口、財(cái)富快速聚集,城市暴雨洪災(zāi)的威脅日益加重。因此在當(dāng)前極端天氣頻發(fā)導(dǎo)致洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)不斷提高的情況下,分析暴雨洪澇災(zāi)害的原因,探討防災(zāi)減災(zāi)對(duì)策,具有重要的意義。
濟(jì)南歷史上洪澇頻發(fā),較早有關(guān)洪澇災(zāi)害記載于公元680 年,明清近600 年有關(guān)洪澇災(zāi)害的記錄有12 次。新中國(guó)成立以來(lái),濟(jì)南市發(fā)生過(guò)多次大的暴雨洪災(zāi),其中1987 年“8·26”和2007 年“7·18”暴雨洪災(zāi)最為典型。1987 年8 月26~27日,濟(jì)南市區(qū)遭遇特大暴雨, 市區(qū)平均降雨量315 mm,東郊最大降雨量達(dá)340 mm,市區(qū)洪水沒膝,大明湖水溢出岸邊,受災(zāi)3 000 多戶,倒塌房屋約2.8 萬(wàn)間,傷595 人,死亡47 人,全市直接經(jīng)濟(jì)損失約3.7 億元。2007 年7 月18 日發(fā)生的“7·18”特大暴雨洪災(zāi),是濟(jì)南市歷史上破壞性最大的自然災(zāi)害之一。此次強(qiáng)降雨市區(qū)平均降雨134 mm,市區(qū)1 h 最大降雨量151 mm,2 h 最大降水量達(dá)167 mm,均是1958 年有記錄以來(lái)歷史最大值。由于此次特大暴雨過(guò)程時(shí)間集中、強(qiáng)度大、范圍廣、積水深,又恰逢市民下班高峰期,造成生命財(cái)產(chǎn)重大損失。全市查實(shí)因?yàn)?zāi)死亡37 人,171 人受傷,約33.3 萬(wàn)群眾受災(zāi),洪澇災(zāi)害給全市造成直接經(jīng)濟(jì)損失約13.2 億元。
據(jù)統(tǒng)計(jì),自進(jìn)入21 世紀(jì)以來(lái),受氣候變化的影響,濟(jì)南極端天氣現(xiàn)象明顯增多增強(qiáng),與1971—2000 年相比,濟(jì)南高溫日數(shù)增加了29%,暴雨日數(shù)增加了15%,其中大暴雨日數(shù)增加了42%。臺(tái)風(fēng)北上影響濟(jì)南的概率和強(qiáng)度都在加大。僅2018 年7~8 月就有3 個(gè)臺(tái)風(fēng)正面影響濟(jì)南;2019 年的臺(tái)風(fēng)“利齊馬”帶來(lái)208.5 mm 強(qiáng)降水,占整個(gè)汛期降水量近1/2;2021 年臺(tái)風(fēng)“煙花”影響時(shí)間長(zhǎng),出現(xiàn)暴雨到大暴雨,平均降水量達(dá)106.9 mm。2022 年強(qiáng)對(duì)流天氣頻發(fā),濟(jì)南市年平均降水量839.8 mm,較常年多169.8 mm,偏多25.3%。其中10 月1~3 日接連出現(xiàn)兩次暴雨過(guò)程,全市累計(jì)平均降雨量170.2 mm,是1951 年有氣象記錄以來(lái)歷史同期最高值。
濟(jì)南市地處魯中南低山丘陵與魯西北沖積平原的交接帶上,地勢(shì)南高北低,東西狹長(zhǎng)。濟(jì)南市區(qū)為山前沖積—洪積傾斜平原,北靠黃河大堤,南部坡度較大,從南向北為平緩傾斜的單斜構(gòu)造,地層北斜7~12°,南北高差大約470 m,市區(qū)北面緊臨黃河,黃河河床高出南岸地面4~5 m,大堤高出南岸地面大約12 m,東西走向呈現(xiàn)一道天然阻水屏障,使市區(qū)北部地區(qū)整體呈現(xiàn)一個(gè)天然容水結(jié)構(gòu)。加之地上“懸河”——黃河高水位側(cè)滲補(bǔ)給,使市區(qū)北部平緩地帶地下水位較高。濟(jì)南市區(qū)這種特殊的地形結(jié)構(gòu),導(dǎo)致強(qiáng)降雨極易引發(fā)洪澇災(zāi)害。
濟(jì)南市區(qū)內(nèi)河流眾多,皆屬于小清河水系。小清河是濟(jì)南市區(qū)唯一一條大型排洪河道,橫亙于市區(qū)北部,由西向東橫穿整個(gè)城區(qū),境內(nèi)干流長(zhǎng)70.5 km,匯流面積2 792 km2。小清河在濟(jì)南市區(qū)內(nèi)支流眾多,大都分布在右側(cè)南岸,呈不規(guī)則羽狀分布,沿河還分布著眾多蝶狀洼地,由西向東有排洪河道、溝渠67 條(段)。除工商河、西洛河、東洛河是老城區(qū)雨洪排水及泉水河道外,其余支流均屬季節(jié)性山洪雨洪河道,均以雨源補(bǔ)給為主。由于南高北低的地理地勢(shì),右岸入清的山洪性河道,均有上寬下窄、上陡下緩,坡陡流急,暴雨山洪直下等特點(diǎn),如遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水,極易形成“南沖北淹”的災(zāi)害局面。而小清河左側(cè)北岸的支流較少,規(guī)模也小,均為平原排澇河道,無(wú)固定源頭,斷面小,比降緩,逢遇大雨暴雨,行洪緩慢,常積澇成災(zāi)。
城市化大規(guī)模發(fā)展改變了城市建成區(qū)下墊面條件,嚴(yán)重影響了城市建成區(qū)內(nèi)的暴雨洪水產(chǎn)匯流規(guī)律。植被、耕地被住宅、高樓大廈及道路硬化面所取代,阻斷了雨水地面滲透和土壤持水的功能條件,使下墊面對(duì)暴雨徑流的調(diào)節(jié)能力變?nèi)酰孛鎻搅飨禂?shù)提高,導(dǎo)致暴雨洪水演進(jìn)過(guò)程時(shí)間變短、洪峰流量增加,加劇了暴雨洪澇災(zāi)害的形成。如果城市承載體對(duì)洪澇災(zāi)害的抗御能力不高,發(fā)生洪澇災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)顯著提升。
濟(jì)南南部山區(qū)及主城區(qū)匯流面積415 km2,其中南部山區(qū)110 km2。如果市區(qū)遭遇突發(fā)性強(qiáng)降水,有一部分雨洪由于受地域地勢(shì)、地面匯流及排水功能等綜合條件影響,難以排進(jìn)河道,就會(huì)造成類似山洪的街道洪水,主要集中在英雄山路、舜耕路、二環(huán)東路等城區(qū)道路。由于匯流迅速、流速大、洪峰流量大,短時(shí)間內(nèi)大量超出設(shè)施排洪能力的洪水直接沖向社區(qū)、街道,沿南北干道由南向北一瀉而下形成獨(dú)特的馬路行洪現(xiàn)象??陀^上道路兩側(cè)人行道高出非機(jī)動(dòng)車道及機(jī)動(dòng)車道20~30 cm 的現(xiàn)實(shí)情況也助長(zhǎng)了馬路行洪的程度。加之道路兩側(cè)排水管道排水能力不足或管道阻塞不暢,洪水從地下排水口噴涌而出,呈現(xiàn)特有的涌泉現(xiàn)象。涌出的洪水和地面洪水匯流涌向道路的下游,于地勢(shì)低洼處匯集,形成一片汪洋,易導(dǎo)致洪澇災(zāi)害的發(fā)生。
有些支流河道尤其城郊河道內(nèi)建筑垃圾、生活垃圾堆積,河道內(nèi)高稈植物叢生堆滿河道,導(dǎo)致河道堵塞影響行洪。在城市建成區(qū)的一些支流河道,房地產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目非法填筑侵占河道土地,導(dǎo)致河道變窄行洪能力降低。
有些市政道路、住宅小區(qū)、社區(qū)場(chǎng)地等雨洪排水管道過(guò)于老舊,未經(jīng)提升改造,雨污混流,地下排水管道存在標(biāo)準(zhǔn)低老化阻塞等問(wèn)題,排水能力不足。在遇到暴雨極端天氣的情況下很容易產(chǎn)生洪澇災(zāi)害,尤其是低洼地區(qū)更易產(chǎn)生洪澇災(zāi)害。
科學(xué)建立智慧洪水災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)平臺(tái),利用大數(shù)據(jù)信息處理技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警,為領(lǐng)導(dǎo)決策提供依據(jù)。盡快建立城市暴雨洪澇災(zāi)害評(píng)估模型,確定洪澇易發(fā)區(qū)的范圍,分等級(jí)設(shè)置洪澇災(zāi)害隱患預(yù)警點(diǎn)。科學(xué)確定災(zāi)害模型數(shù)據(jù)指標(biāo),確定各災(zāi)害隱患點(diǎn)致災(zāi)臨界雨量,針對(duì)不同等級(jí)降雨量確定不同等級(jí)洪澇災(zāi)害,根據(jù)各小流域邊界,降雨時(shí)效、面雨量強(qiáng)度,區(qū)域雨洪演化、洪水推進(jìn),區(qū)域河渠、管道排水狀況,結(jié)合多年來(lái)洪澇災(zāi)害實(shí)際發(fā)生情況,采集洪澇災(zāi)害易發(fā)地區(qū)數(shù)據(jù)指標(biāo),包括隱患點(diǎn)的位置、高程、洪水淹沒進(jìn)程、洪水時(shí)間、淹沒水深、影響人口、社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況、災(zāi)情等,為平臺(tái)提供智慧預(yù)警基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
充分利用氣象衛(wèi)星云圖對(duì)臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)降水云團(tuán)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào),是預(yù)防減輕洪澇災(zāi)害的重要措施。衛(wèi)星云圖在時(shí)間和空間的連續(xù)性上所體現(xiàn)的氣象信息,是以往任何探測(cè)手段都不能比擬的。實(shí)踐證明利用衛(wèi)星云圖科學(xué)分析進(jìn)行精準(zhǔn)天氣預(yù)報(bào),對(duì)于預(yù)防洪澇災(zāi)害發(fā)生,降低洪澇災(zāi)害損失有重要的作用。
1)科學(xué)規(guī)劃戰(zhàn)略布局,加強(qiáng)防洪工程體系建設(shè),構(gòu)筑城市長(zhǎng)久堅(jiān)固的防洪格局。立足防大汛、抗大災(zāi),科學(xué)確定防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)和策略,建立“防疏蓄排用”相結(jié)合的防洪排澇體系,適度超前規(guī)劃建設(shè)城市排水系統(tǒng),增強(qiáng)城市排洪除澇能力。高標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃建設(shè)防洪減災(zāi)基礎(chǔ)設(shè)施。
2)搞好城市水土保持。對(duì)城市建成區(qū)內(nèi)山體進(jìn)行水土保持綜合治理,對(duì)裸露山體植樹造林、封山育林,在山腳坡地修建谷坊等水土防護(hù)工程,增大城市樹木草皮植被覆蓋率,增加降雨入滲、土壤植被持水量,減緩降雨對(duì)洪水的轉(zhuǎn)化率,降低洪水匯水量和水土流失。
3)加強(qiáng)城市外圍防洪屏障建設(shè),提高市區(qū)支流河道行洪能力。對(duì)城市外圍玉符河等中型河道,要加大防洪工程建設(shè)力度,通過(guò)全線河道整治,堤防加固,配套設(shè)施建設(shè),確保城市外圍防洪安全。對(duì)市區(qū)支流河道采取拓寬河道、清淤挖深、清障拆違、增設(shè)防護(hù)岸墻等措施,提高防洪標(biāo)準(zhǔn),加大行洪能力,確保河道泄洪排水通暢。
4)高標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃、改造、建設(shè)城市地下排水系統(tǒng),提高城區(qū)內(nèi)排洪除澇能力。對(duì)地下排水管道要加強(qiáng)檢查維護(hù)、清淤疏通,做到管網(wǎng)無(wú)阻排水暢通。目前濟(jì)南市中心城區(qū)雨污合流管網(wǎng)改造和城市內(nèi)澇治理項(xiàng)目正在建設(shè)實(shí)施中。項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容包括對(duì)21 座山體實(shí)施山體雨水?dāng)r蓄導(dǎo)排,對(duì)3 663 km 排水管線進(jìn)行清淤檢測(cè)及功能修復(fù),新建、改建市政道路排水管線340 km、建筑小區(qū)排水管線1 101 km,對(duì)8 條河流進(jìn)行綜合治理,整治河道總長(zhǎng)度126.92 km。治理項(xiàng)目服務(wù)面積約864.7 km2,占濟(jì)南市主城區(qū)的84%。項(xiàng)目建成后,將提高城區(qū)排水系統(tǒng)的排澇能力,基本消除城市易澇積水點(diǎn),有利于緩解城市內(nèi)澇,有效保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。
5)擴(kuò)大海綿城市建設(shè)規(guī)模,推廣海綿型建筑與居住小區(qū),推進(jìn)海綿型道路與廣場(chǎng)建設(shè),促進(jìn)水體自然循環(huán),最大限度實(shí)現(xiàn)雨水資源的滲透蓄滯與利用。
6)當(dāng)前小清河干流(濟(jì)南段)自復(fù)航起點(diǎn)以下河段防洪標(biāo)準(zhǔn)為50 年一遇。如果小清河(濟(jì)南段)遭遇大于50 年一遇或百年一遇的特大洪水,為保障濟(jì)南市區(qū)防洪安全,受該段河道50 年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)和行洪能力限制,必須開啟華山湖、小李家蓄滯洪區(qū)的分洪功能。為此,建議在科學(xué)論證前提下提高該河段防洪標(biāo)準(zhǔn)。
積極有效的管理調(diào)度、搶險(xiǎn)救援是減少洪澇災(zāi)害的有效手段。積極開展城市防災(zāi)減災(zāi)工作,加強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化機(jī)構(gòu)隊(duì)伍建設(shè),提高城市應(yīng)對(duì)突發(fā)性暴雨洪澇災(zāi)害的能力。建立行之有效的應(yīng)急防御機(jī)構(gòu)和隊(duì)伍,由應(yīng)急管理、防汛、氣象、市政、水利、交通、城管、公安、武警部隊(duì)等有關(guān)單位職責(zé)部門組成,各成員單位要按照職責(zé)分工,做好各自工作任務(wù)。建立有力的應(yīng)急搶險(xiǎn)救援隊(duì)伍,各防御機(jī)構(gòu)和隊(duì)伍,要統(tǒng)一指揮,科學(xué)調(diào)度,協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)。通過(guò)有效的組織管理、指揮調(diào)度、抗洪搶險(xiǎn)和應(yīng)急救援,最大程度保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全,將洪澇災(zāi)害損失降低到最低限度。