- 防洪搶險技術(國家骨干高職院校建設項目教材)
- 曾越 陸雋 蔡旭東
- 2743字
- 2019-01-03 15:16:22
第二節 防洪工程措施
防洪是一項長期的復雜艱巨的工作,是一項系統工程。一方面通過改變洪水天然運動特性以避免保護區受淹,另一方面通過人類主動適應洪水或災害后采取措施減少洪水的不利影響,前者為防洪工程措施,后者為防洪非工程措施。防洪工程措施和非工程措施相結合被認為是可持續發展的防洪體系,符合科學發展觀的規律。
防洪工程措施一般包括河道整治、修建水庫、修筑堤壩、修建分洪區(或滯洪、蓄洪區)等。
一、河道整治
為防洪、航運、供水、排水及河岸洲灘的合理利用,按河道演變的規律,因勢利導,調整、穩定河道主流位置,以改善水流、泥沙運動和河床沖淤部位的工程措施。
河道整治分兩大類:①山區河道整治。主要有渠化航道、炸礁、除障、改善流態與局部疏浚等。②平原河道整治(含河口段)。主要有控制和調整河勢、裁彎取直、河道展寬及疏浚等。中國有4000年前禹疏九河,導流入海的傳說。明代潘季馴治理黃河頗有成效,他還著有《河防一覽》,其中“以河治河,束水攻沙”的理論,具有創見性和科學性,流傳久遠。隨著近代水力學、河流動力學、河道泥沙工程學的進步,河工模型試驗的發展及工程材料的改進,河道整治發展到一個新的階段。河道整治首要的是擬定整治規劃,包括全河規劃和分段規劃。規劃中需密切注意上下游、左右岸的關系,根據水文泥沙、地形、地質、河形特性與已建工程現狀、河勢演變規律,以及有關社會經濟發展狀況等,遵循有關方針政策,提出整治方案。重要河段整治要建立數學模型與河工模型試驗,以選定有利的實施方案。
規劃主要內容為:①擬定防洪設計流量、設計水位。②擬定治導線,即在設計水位下的河道平面輪廓線。③擬定工程措施。
整治工程是在擬定的治導線與河勢規劃的指導下,分河段實施。一般先滿足防洪要求,同時充分考慮航運等有關部門的要求。整治主要分以下幾類:①彎曲河型(微彎形、蜿蜒型)的改善,穩定良好河型和裁彎取直。②汊河整治,使分汊河型成為穩定的單汊或雙汊河道。③河口潮汐河段,主要根據潮汐的影響,穩定河岸,保持良好的行洪和通航狀態。
整治措施主要有:①修建河道整治建筑物,主要有平順護岸、順壩、丁壩、磯頭、鎖壩、潛壩、魚嘴及導流屏等。其使用材料,多為土石料、混凝土(塊、板及排)、埽料及土工織物等。②實施河道裁彎工程,適用于蜿蜒性河型,其效益為增加河段泄洪能力,降低洪水位,縮短航程。③實施河道展寬工程,適用于狹窄而有展寬條件的河段。④疏浚,可用機械開挖、爆破或人工開挖,以增加通航水深及過流斷面。
二、水庫
水庫是指在山溝或河流的狹口處建造攔河壩形成的人工湖泊。水庫建成后,可起防洪、蓄水灌溉、供水、發電、養魚等作用。有時天然湖泊也稱為水庫(天然水庫)。
水庫是我國防洪廣泛采用的工程措施之一。在防洪區上游河道適當位置興建能調蓄洪水的綜合利用水庫,利用水庫庫容攔蓄洪水,削減進入下游河道的洪峰流量,達到減免洪水災害的目的。水庫對洪水的調節作用有兩種不同方式,一種起滯洪作用:滯洪就是使洪水在水庫中暫時停留。當水庫的溢洪道上無閘門控制,水庫蓄水位與溢洪道堰頂高程平齊時,則水庫只能起到暫時滯留洪水的作用。另一種起蓄洪作用:在溢洪道未設閘門情況下,在水庫管理運用階段,如果能在汛期前用水,將水庫水位降到水庫限制水位,且水庫限制水位低于溢洪道堰頂高程,則限制水位至溢洪道堰頂高程之間的庫容,就能起到蓄洪作用。蓄在水庫的一部分洪水可在枯水期有計劃地用于興利需要。當溢洪道設有閘門時,水庫就能在更大程度上起到蓄洪作用,水庫可以通過改變閘門開啟度來調節下泄流量的大小。由于有閘門控制,所以這類水庫防洪限制水位可以高出溢洪道堰頂,并在泄洪過程中隨時調節閘門開啟度來控制下泄流量,具有滯洪和蓄洪雙重作用。
三、堤防工程
沿河、渠、湖、海岸或行洪區、分洪區、圍墾區的邊緣修筑的擋水建筑物稱為堤防。堤防是世界上最早廣為采用的一種重要防洪工程。
河道堤防是我國防洪工程體系的重要組成部分。在長江、黃河、珠江等七大江河的中下游地區,堤防是防御洪水的最后屏障。筑堤是防御洪水泛濫,保護居民和工農業生產的主要措施。河堤約束洪水后,將洪水限制在行洪道內,使同等流量的水深增加,行洪流速增大,有利于泄洪排沙。堤防還可以抵擋風浪及抗御海潮。堤防按其修筑的位置不同可分為:河堤、江堤、湖堤、海堤以及水庫、蓄滯洪區低洼地區的圍堤等。按其功能可分為:干堤、支堤、子堤、遙堤、隔堤、行洪堤、防洪堤、圍堤(圩垸)、防浪堤等。按建筑材料可分為:土堤、石堤、土石混合堤和混凝土防洪墻等。
四、蓄滯洪區
蓄滯洪區主要是指河堤外洪水臨時儲存的低洼地區及湖泊等,其中多數歷史上就是江河洪水淹沒和蓄洪的場所。
蓄滯洪區包括行洪區、分洪區、蓄洪區和滯洪區。
行洪區是指天然河道及其兩側或河岸大堤之間,在大洪水時用以宣泄洪水的區域。分洪區是利用平原區湖泊、洼地、淀泊修筑圍堤,或利用原有低洼圩垸分泄河段超額洪水的區域。蓄洪區是分洪區發揮調洪性能的一種,它是指用于暫時蓄存河段分泄的超額洪水,待防洪情況許可時,再向區外排泄的區域。滯洪區也是分洪區起調洪性能的一種,這種區域具有“上吞下吐”的能力,其容量只能對河段分泄的洪水起到削減洪峰,或短期阻滯洪水作用。
蓄滯洪區是江河防洪體系中的重要組成部分,是保障重點防洪安全,減輕災害的有效措施。為了保證重點地區的防洪安全,將有條件地區開辟為蓄滯洪區,有計劃地蓄滯洪水,是流域或區域防洪規劃現實與經濟合理的需要,也是為保全大局,而不得不犧牲局部利益的全局考慮。從總體上衡量,保住重點地區的防洪安全,使局部受到損失,有計劃的分洪是必要的,也是合理的。目前,我國主要蓄滯洪區有98處,主要分布在長江、黃河、淮河、海河四大河流兩岸的中下游平原地區。
蓄滯洪區啟用應按照既定的流域或區域防御洪水調度方案實施,其啟用條件是:當某防洪重點保護區的防洪安全受到威脅時,按照調度權限,根據防御洪水調度方案,由相應的人民政府、防汛指揮部下達啟用命令,由蓄滯洪區所在地人民政府負責組織實施。蓄滯洪區啟用前必須做好如下準備工作:做好蓄滯洪區實施的調度程序;做好分洪口門和進洪閘開啟準備,無控制的要落實口門爆破方案和口門控制措施;做好區內群眾的轉移安置工作等。
五、分洪工程
分洪工程是在河流的適當地點,修建引洪道或分洪閘,分泄部分洪水,將超過河道安全泄量的洪峰流量分泄出去,減少下游河道的洪水負擔。
我國許多河流現有防洪能力不夠,防洪標準不高,為了防御較大洪水,大多建有分洪工程。分洪工程因分出洪水的歸宿不同,大體上有以下幾種類型:①直接分洪入海的稱為入海減河;②分洪入鄰近河道或經調蓄即回歸原河道的稱為分洪道;③分洪入鄰近湖泊洼淀,停蓄一段時間后仍回歸原河道;④分洪入蓄洪墾殖區。習慣上把后兩類容納洪水的地方統稱為蓄滯洪區。