?

太湖流域圩區治理現狀調查與思考

2023-09-25 07:24劉克強蔡文婷
中國防汛抗旱 2023年8期
關鍵詞:圩區太湖流域防洪

劉克強 蔡文婷

(1.太湖流域管理局水利發展研究中心,上海 200434;2.水利部太湖流域水治理重點實驗室,南京 210029)

0 引 言

太湖流域屬長江三角洲沖積平原,呈周邊高、中間低的碟狀地形,地勢低洼,水網密布。流域面積36 895 km2,其中80%為平原,地面高程3.00~5.00 m(鎮江吳淞高程,下同),一半以上的平原地區地面高程低于洪水位(太湖歷史最高洪水位為1999年4.97 m),極易發生洪澇災害。同時受沿長江和沿杭州灣感潮影響(長江口吳淞口歷史最高潮位為1997年5.26 m),洪澇水排泄不暢,進一步加重了洪澇災害。為緩解頻發的平原低洼地區洪澇災害、保障正常生產生活,當地人民結合地形和水系條件,將大片平原低洼地區分割成大小不同的地塊,在各地塊四周圈圩筑堤抵御外部洪水,建設節制閘和泵站外排圩內積水澇水,同時在枯水期引水,以保障圩內生活生產用水,形成了太湖流域獨特的圩區治理模式。新中國成立以來,特別是1954 年、1991 年、1999 年和2016 年流域性大水后,開展多輪圩區治理,有力保障了大量低洼地區人民群眾生命財產安全和區域經濟社會平穩發展。但是,隨著圩區治理范圍不斷擴大、圩區排澇動力競相提高,洪水調蓄空間不斷減少,澇水外排不斷增加,圩內洪澇風險不斷向圩外骨干河道轉移,導致外河洪水位越治越高,加劇了洪澇矛盾,增加了流域和區域防洪壓力。因此,迫切需要調查摸清流域圩區治理現狀。

1 太湖流域圩區治理現狀調查

圩區治理歷來都得到流域各地的重視。新中國成立初期,太湖流域開展了大量的圩區建設,當時圩區治理格局以分散和小規模為主,圩區面積小、數量多。1954年流域性大洪水后,為縮短防洪戰線,流域內各地紛紛開展了聯圩建設和圍湖墾殖。20世紀六七十年代,在“水利是農業的命脈”的指導思想下,流域各地開展了大規模的農業圩區建設活動,一直持續到20世紀80年代中期。1991年流域大水后,圩區治理力度加大,排澇動力有較大增強,對一些零星小圩也進行了聯并。1999年太湖流域遭遇新中國成立后的最大洪水,太湖下游城鎮普遍受災,大水后流域各地又大力開展圩區整治,實行了大規模聯圩并圩,圩外調蓄水面逐步減少,圩區排澇動力大大提高,圩區治理格局逐步由10 hm2的小格局轉化為700 hm2的大格局。1323 號臺風“菲特”和2016年流域特大洪水后,圩區治理力度進一步加大,聯圩并圩依然存在,且呈現出上下游、省際比拼的態勢。

據調查,截至2020 年,全流域共有大小圩區3 195 座,面積17 717 km2,約占流域平原面積的60%;全流域圩區總排澇動力20 664 m3/s,平均排澇模數1.6 m3·s-1·km-2。從流域內各?。ㄖ陛犑校┬姓^的圩區分布情況看,江蘇省圩區數量1 259 座,面積6 677.6 km2,平均排澇模數為2.0 m3·s-1·km-2;浙江省圩區數量1 888座,面積5 686 km2,平均排澇模數為1.2 m3·s-1·km-2;上海市圩區數量48座,面積5 353 km2。從流域內各水利分區的圩區分布情況看,湖西區圩區面積1 740 km2,平均排澇模數1.4 m3·s-1·km-2;武澄錫虞區圩區面積2 033 km2,平均排澇模數2.4 m3·s-1·km-2;陽澄淀泖區圩區面積2 292 km2,平均排澇模數2.1 m3·s-1·km-2;杭嘉湖區圩區面積5 100 km2,平均排澇模數1.4 m3·s-1·km-2;浙西區圩區面積1 403 km2,平均排澇模數0.9 m3·s-1·km-2;浦東浦西區采用大控制片的圩區模式設防。各控制片按照“蓄以待排、以蓄為主”的除澇治理思路,澇水外排以水閘趁低潮自排為主、高潮泵站抽排為輔,平均排澇模數約0.25 m3·s-1·km-2。各?。ㄖ陛犑校┘八謪^圩區面積占比統計見圖1。

圖1 太湖流域各?。ㄖ陛犑校┘八謪^圩區面積占比統計

近年來,由于聯圩并圩影響,流域現狀圩區治理格局從小格局逐漸轉為700 hm2以上的中大格局為主。流域現狀700 hm2以上圩區510 座,占流域圩區總數的16%;圩區面積為13 279 km2,占流域圩區總面積的75%;排澇動力占比高,占流域總排澇動力的68%。流域內700 hm2以下圩區2 685座,但面積少、比重低,僅有4 438 km2,占流域圩區總面積的25%。與1997 年比較,受聯圩并圩影響,2020 年全流域圩區數量減少,由1997 年的4 944 座減少為2020 年的3 195 座;新建圩區有所增加,圩區面積增加3 175 km2,增幅22%;圩區外排動力增加較多,平均排澇模數增加0.8 m3·s-1·km-2,增幅達到100%(圖2)。

圖2 太湖流域近年來圩區主要統計特征量變化圖

2 太湖流域圩區治理效益及問題分析

2.1 圩區及流域治理效益

太湖流域屬典型的平原水網地區,地勢平坦、低洼,具有“水高地低”的特殊地理特征,極易發生洪澇災害。1954 年流域性大洪水期間,太湖水位達4.65 m,全流域近25%平原地區受災。1991 年流域性大洪水,太湖水位達4.79 m,全流域受災農田6 427 km2,損壞圩堤2 422 km。1999 年流域性大洪水期間,太湖水位達歷史最高4.97 m,受災農田6 873 km2,損壞江堤、圩堤8 133 km。

為科學治理洪澇災害,太湖流域依據平原河網地區特性,將洪澇災害治理分為流域、區域、圩區(含城市)3 個層次。流域層次關注大范圍的流域性梅雨型洪水,以太湖洪水為重要指標,重點打通流域骨干行洪通道,為區域、城市、圩區防洪奠定基礎。區域層次重點關注區域性梅雨和臺風洪水,依托流域治理,重點打通區域骨干行洪通道,為城市和圩區防洪奠定基礎。城市和圩區層次在流域和區域治理的基礎上,重點加強自保措施。

經過兩輪水利綜合治理,太湖流域基本形成了“充分利用太湖調蓄、北排長江、東出黃浦江、南排杭州灣”的流域防洪工程布局,為區域、城市和圩區治理創造了良好條件。同時,經過多輪圩區治理,太湖流域逐步形成了城市大包圍、村鎮圩區、大控制片相結合的圩區工程體系,有力地保障了低洼地區人民群眾生命財產安全和經濟社會平穩發展環境。盡管2016 年太湖流域發生流域性特大洪水,但流域有大汛無大災,洪澇災害主要發生在局部,且城鎮損失明顯減小、農村地區和農業損失比重相對較大,未出現類似1991 年、1999 年的全流域洪澇災害。經調查和數學模型復核分析,2020年各層級圩區防洪除澇能力達到了一定的防洪除澇標準。其中,城市、工業園區等重點城鎮保護對象的城市大包圍基本達到100年一遇至200年一遇防洪標準,縣級城區的城鎮圩基本達到50年一遇至100年一遇防洪標準,一般的村鎮圩基本達到5年一遇至20年一遇防洪標準。大部分圩區基本達到5年一遇至20年一遇除澇標準。

2.2 高度城鎮化地區對圩區治理提出了更高要求

太湖流域是我國經濟社會最發達的地區之一,也是城市城鎮最密集、產業最密集的地區之一。隨著流域城鎮化快速發展,城市城鎮范圍不斷擴大,人口急劇增加,社會財富快速聚集,呈現出城市集群化、區域城鎮化、城鄉一體化發展的特征。2020年流域GDP約10萬億元,人口約6 755萬。據國土資源調查公布成果分析,流域現狀建設用地約12 000 km2,比20 世紀90 年代增加1 倍,許多低洼地區發展成為城市城鎮等重要保護對象,防洪保護需求不斷提升。

經調查統計分析,太湖流域圩區類型已由農業型圩區為主轉向城鎮型圩區為主。太湖流域現狀城鎮型(鄉鎮型)圩區1 671座,面積14 689 km2,占流域圩區總面積的82%,排澇流量17 420 m3/s,占流域總排澇流量的84%。與1997年相比,2020年流域城鎮圩區大幅增加,農業圩區大幅減少,由1997年農業圩區占比60%減少為2020年農業型圩區占比僅18%,流域圩區類型、特征發生明顯改變(圖3)。

圖3 太湖流域近年圩區類型占比變化圖

隨著圩區保護對象的重要性越來越顯著,圩區治理的多樣性需求越來越明顯。在防洪除澇方面,防洪除澇標準越來越高,但受土地資源緊缺的影響,圩區堤防寬度較窄,一般僅1~2 m,難以達到堤防等級標準,且土地性質屬農田,也不利于堤防維護。在生態景觀方面,隨著江南水鄉等水上旅游逐漸興起及人民群眾對休閑空間的需求增長,對圩區河湖岸線景觀、水生態環境、圩區調度提出了更高的要求。如杭州、蘇州、無錫、常州、嘉興等城市防洪包圍圈內部京杭運河水上旅游日益興起,需要圩區調度維持一定的水位,保障旅游船只通航。

2.3 圩區建設進一步加劇了洪澇矛盾

近年來,圩區治理成效顯著。但現狀圩區治理以地方為主,各自為政,沒有從流域和區域治理層面進行統籌協調。隨著圩區治理標準逐步提高、聯圩并圩導致單個圩區治理格局不斷變大、圩區治理面積不斷擴大、圩區排澇動力不斷增強,圩外洪水調蓄空間不斷減少,圩內澇水外排能力不斷增強,造成圩區外河水位上漲加快、高水位持續時間延長,圩內洪水風險不斷向圩外轉移。加之流域、區域外排通道建設相對緩慢,骨干河道行泄能力與圩區排澇動力不相適應,流域及區域防洪壓力加大,洪澇矛盾越發突出。據調查,隨著城鎮化快速發展,太湖流域水面積逐步減少,從20 世紀80 年代初期的6 175 km2減少至2020 年的5 643 km2,減少了532 km2。受聯圩并圩和新建圩區影響,圩外水面積也呈減少趨勢,洪水調蓄能力降低。目前,流域圩外水面積僅為4 444 km2,扣除太湖2 338 km2水面積,河網圩外水面積僅2 106 km2,河網洪水調蓄能力不足流域100年一遇洪水總量163億m3的20%。

本文采用太湖流域河網水動力數學模型,模擬分析了1997年以來圩區建設對流域、區域圩外骨干河道洪水位的影響,模擬結果見表1。從數學模型模擬成果可以看出,近20年圩區建設對流域及區域圩外骨干河道水位影響較大,各區域河網外河水位普遍上漲且幅度較大,河網主要代表站水位普遍上漲20~30 cm,基本抵消了前期骨干工程建設產生的效益。

表1 1997年以來太湖流域圩區建設對外河洪水位的影響分析表

從圩區運行調度情況看,圩區調度管理情況較為復雜,現狀調度管理基本以縣、鄉(鎮)或村管理為主,調度運用以滿足自身需求為主,難以統籌流域、區域整體防洪安全。如2016年流域特大洪水,江南運河干河部分斷面水位高達6.40 m,超過河道防洪設計水位1.00 m,但江南運河兩岸城市大包圍和圩區內河水位很低,僅3.00 m 左右,遠低于外河洪水位,呈現出“外河洪水風險很大、圩內太平無事”的現象。

同時,省際間、地市間、流域上下游出現相互攀比的現象,競相抬高堤防設防高程、增加排澇泵站,甚至出現向大控制片(單個控制片面積超過100 km2)發展的趨勢。因此,迫切需要加強圩區建設管理和調度管理,統籌圩區、城市、區域、流域各方利益關系,遏制圩區治理向更大規模的格局邁進的態勢,以實現流域防洪整體效益最優。

3 加強太湖流域圩區治理的思考

3.1 科學規劃、協同治理

協調圩區、城市、區域和流域四者關系,充分依托區域與流域治理創造的條件,科學規劃圩區治理布局。禁止聯圩并圩,禁止采取大控制片的形式建設圩區,嚴格保護圩外水面率,保證圩外河道行洪和調蓄能力不降低。嚴格控制圩區排澇泵站規模,確定的圩區排澇泵站規模應與區域和流域行洪通道排水能力相適應。合理確定省際邊界地區圩區建設標準和布局,上游地區圩區建設應合理控制外排泵站規模,下游地區圩區建設不得減小圩外河道規模。嚴格控制新建圩區,對地面高程超過區域骨干河道防洪設計水位0.5 m以上的區域禁止新設圩區。

轉變圩區治理思路,建設海綿圩區。從增強外排動力逐步向暢通圩內水系轉變,增加圩內可調蓄水面,單個圩區水面率宜不低于10%,發揮圩區海綿調蓄作用,力爭減少圩區暴雨期外排水量,降低對圩外河道行洪的影響。加強與國土空間規劃銜接,對地面高程尚不能滿足防洪要求的局部未設防低地,結合地塊開發、調整,優先采用填高方式設防,遠期有條件的設防地區逐步恢復敞開。對堤頂標高和寬度達不到防洪標準的圩區堤防,因地制宜,結合旅游、道路等綜合利用,進行加高加固。對建設時間長、運行效率低的排澇涵閘和泵站,結合數字化,提升改造或拆除重建。

3.2 聯合調度、最優效益

調整圩區調度僅考慮圩區自身排澇安全的思路,加強圩區、區域及流域工程聯合調度,以實現圩區、區域及流域整體效益最優。特別是當發生流域超標準洪水或強臺風降雨時,迫切需要加強聯合調度,最大程度地減少全流域經濟損失,降低洪澇災害影響。在流域超標準洪水或強臺風降雨期間,在加強區域及流域工程外排洪水的同時,對農業圩、村鎮圩、城鎮圩等不類型圩區的調度進行管控,減少圩區澇水外排水量,維持圩內一定的高水位,甚至可發揮某些農業圩、村鎮圩的洪水滯蓄作用,減輕外河防洪壓力,避免出現“外河洪水風險很大、圩內太平無事”的景象,為流域和區域超標準行洪創造一定條件。在平枯水期,加強圩區閘泵工程的科學調度,助力圩區水環境改善和水上旅游等,實現綜合效益最大化。

3.3 數字圩區、智慧管理

建設數字孿生圩區,提升圩區智慧化管理水平。太湖流域圩區數量眾多、管理手段較為原始、管理人員力量薄弱,信息化、數字化、智慧化水平還比較低。再加上圩區管理體制復雜,基本以鄉(鎮)、村管理為主,省級及流域機構基本沒有管理,難以發揮圩區、區域及流域的整體效益。近年來,某省正在推進縣域統管圩區的試點工作,以“可視、可控、可調”為目標,以縣域為單元開展圩區信息化改造,取得了較好的成果。建議加大中央財政支持力度,推進流域700 hm2及以上重點圩區的信息化改造,建立全流域圩區自動化聯合調度平臺,實時共享圩區水利工程運行情況和水情動態,為流域超標準洪水期間圩區、區域和流域骨干工程聯合調度提供技術手段,提升流域洪澇科學調度水平及圩區調度智慧化水平。

猜你喜歡
圩區太湖流域防洪
快速組裝防洪擋水墻裝置
夏季防洪防汛
公益宣傳(防洪進行時)
2019年河南省防洪除澇保護統計匯總表(本年達到)
圩區治理對區域防洪排澇影響之我見
太湖流域低污染水處理技術研究
上海奉賢莊行地區圩區除澇能力研究
太湖流域:統籌兼顧 多管齊下 積極推進節水型社會建設
太湖流域LUCC對水文過程的影響
中國擬再投千億治理太湖流域水污染
91香蕉高清国产线观看免费-97夜夜澡人人爽人人喊a-99久久久无码国产精品9-国产亚洲日韩欧美综合