治涝标准及关键技术研究

（中水淮河规划设计研究有限公司 合肥 230601）

1 立项的必要性

我国是世界上涝灾频繁而严重的国家之一，统计显示，截至2010年全国共有中低产田面积8.45亿亩，其中易涝耕地面积3.66 亿亩，全国每年涝灾面积平均达1 亿多亩，因涝导致的粮、棉、油减产占全国总产量的5%左右。随着经济社会的发展，涝区经济总量不断增加，同等程度的涝灾造成的损失显著增大。因此，涝灾治理不仅事关国家粮食安全，而且与区域经济社会发展、人民生活水平提高密切相关。如何减轻涝灾损失，促进人水和谐，是我国当前及今后一个时期需要着力解决的重大问题。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2010）》中明确提出要“重点研究开发……重大江河综合治理及南水北调等跨流域重大水利工程治理开发的关键技术等”。2011 的中央一号文件《关于加快水利改革发展的决定》也将城市和农村易涝地区的治理作为今后5 到10年的一项重要任务，提出要“实施大中型灌溉排水泵站更新改造，加强重点涝区治理，完善灌排体系”“加强城市防洪排涝工程建设，提高城市排涝标准”。

涝灾产生的原因十分复杂，地势低洼、水利化程度低、工程不配套易产生内涝；洪水泛滥使下游外河水位过高、当地涝水不能外排易形成“因洪致涝”；地下水位高，土壤粘性重，土层内部水分长期过饱和易形成渍害。开展治涝标准相关的基础研究工作，对涝灾指标体系、涝区区划、致涝成因、治涝水利计算、涝区经济社会发展与治涝标准及涝灾损失的关系等关键技术问题进行研究，编制水利行业《治涝标准》，指导全国治涝规划编制和治涝工程建设都是十分必要的 。

2 研究目标及技术路线

治涝标准及关键技术研究就是要研究确定治涝标准的指标体系，对不同地区的自然地理、涝灾成因、易涝程度进行分类和区划，为制修订国家和行业技术标准（如治涝标准、灌溉与排水设计规范、城市防洪工程设计规范等）及开展全国治涝规划提供技术支撑。

研究的技术路线是通过资料收集和现场调研，调查了解不同地区、不同部门、不同防护对象对治涝的要求，分析以往治涝工程存在的问题，以典型涝区为研究对象，通过涝灾成因及损失分析、治涝水文计算方法评价、治涝标准指标体系研究、治涝分区方法研究、治涝标准与治涝工程投入、治涝效益的关系研究，确定合理的治涝标准并揭示进一步提高治涝标准的经济合理性。

3 研究工作过程

治涝标准及关键技术研究于2011年7月申请立项，同年编制了项目申报书、任务书和实施方案等；2011年12月在北京召开了治涝标准及关键技术研究项目启动会；2012年3月至6月，对治涝标准及关键技术研究技术大纲进行讨论和审查；2012年7月，水利部组织专家对《治涝标准》编制工作大纲进行审查，同月，治涝标准及关键技术研究课题组对安徽、江苏、浙江、湖南、湖北、江西等省进行了调研；2012年10月至11月，在北京召开两次专题工作会，讨论相关研究工作成果，明确下一步研究重点内容和工作方向；2012年12月对广东省进行补充调研；2013年3月在北京召开课题组初步成果讨论会，形成了会议纪要，同时就《治涝标准》相关章节的编制进行了讨论；2013年10月，邀请相关省、流域机构及设计单位的专家参加，对《治涝标准》初稿进行讨论，会后形成征求意见稿；2014年专题研究项目完成财务审计和成果验收；2016年4月《治涝标准》正式发布实施，与此同时，全国治涝规划也在本研究成果的指导下展开工作。

4 研究成果及结论

4.1 较全面反映我国易涝区分布和排涝能力现状

研究表明，我国的易涝区主要分布在七大江河中下游的平原区，如我国长江流域的江汉平原、洞庭湖和鄱阳湖滨湖地区、下游沿江平原洼地，淮河流域的淮北平原、滨湖滩地、里下河水网地区，太湖流域的圩区和沿海河流下游（杭嘉湖区、萧绍平原），珠江流域的珠江三角洲地区，松辽流域的三江平原、松嫩平原和辽河平原，黄河流域的河套平原、关中平原，海河流域中下游平原等地。

目前我国农田现状治涝标准普遍较低，地区间排涝能力差距较大，全国重要易涝区的排涝能力大都在3～5年一遇。其中，淮河流域排涝能力为3年一遇和不足3年一遇的易涝面积占总易涝面积的比例达78%；东北地区排涝能力为3年一遇和不足3年一遇的易涝面积占总易涝面积比例为40%，5年一遇的占37%；长江流域排涝能力在5年一遇及以下的面积比例为44%，5～10年一遇的面积比例为40%；太湖流域有近80%的易涝面积排涝能力达到了10～20年一遇。

4.2 系统揭示我国不同地区涝灾的主要影响因素

通过涝灾成因分析，揭示了我国不同地区涝灾的影响因素主要受自然因素和社会经济因素的影响。

自然因素主要包括地理位置、地形地势和气象条件等，其中降雨因素是造成我国大部分地区涝灾的最主要原因之一，降雨集中、历时长等极端天气现象，往往形成洼地积水和淹没灾害；地形条件也是造成涝灾的重要因素，低洼地区易成为涝水的汇集区，河道坡降平缓、排水不畅，涝水难以排除；土壤土质粘重、透水性差，也易加重涝灾灾情；缺乏滞涝区和承泄区，不能对强降雨形成的大量涝水进行调蓄和缓滞，也易造成涝灾。

社会经济因素主要有经济发展水平和人类活动影响等，如排涝工程设施基础薄弱、水利化程度低，毁林、围湖造田、封堵或侵占河道等破坏自然生态系统，城镇化程度提高使地面硬化，过量开采地下水造成地面沉降等。

4.3 规范和建立治涝标准的指标体系

目前我国各地对治涝标准的表述方式不统一，本课题对现有各种表述方式进行分析，对治涝标准的指标体系、评判条件和确定方法进行了多方案的研究，结合我国实际，首次提出并推荐治涝指标体系由“暴雨重现期、降雨历时、排除时间、排除程度”4项指标，以及不同作物种类、耕地面积大小、保护人口数量、经济当量规模、城市重要程度等判别因子（评判条件）组成。对于以旱作、水田、经济作物为主的农田，推荐以耕地面积作为确定治涝标准重现期大小和取值范围的评判条件，以作物种类和耐淹程度作为确定降雨历时、涝水排除时间长短及排除程度的评判条件；对于城市和乡镇，推荐以人口数量、重要程度及经济规模作为确定城市排涝重现期大小和取值范围的评判条件。

本课题推荐的治涝标准指标体系和评判标准等研究成果均纳入了水利部行业标准《治涝标准》里。

4.4 明确治涝标准与治涝减灾效益及工程投资的关系，提出经济合理的治涝标准指标范围

研究表明，在一定经济社会发展状况下，治涝标准提高到一定程度后，再进一步提高标准就会出现效益费用比下降甚至倒挂现象，经济上是不合理的，同时占地带来的社会环境影响也难以解决。根据对不同涝区样本的研究分析，提出了不同地区、不同种植结构情况下经济合理的治涝标准取值范围。（1）对于以旱作物为主的涝区，排涝标准一般为5至10年一遇；排水和蓄涝条件较差，作物经济价值较低，面积较小，其合理的治涝标准重现期不宜高于5年一遇；经济价值特别高、作物耐淹能力较差，如花卉、药材等，排涝重现期不宜高于20年一遇，并考虑缩短涝水排除时间。（2）对于以水稻为主地区或河网圩区，如调蓄湖泊水面较少、外江顶托时间较长，治涝标准宜为5～10年一遇；如排水和调蓄条件较好、治理工程便于实施，治涝标准重现期可按10～20年一遇。（3）在治涝体系较完善、现有水面率较大或可建设调蓄区，同时防护对象要求标准较高或经济发达的地区，治涝标准最高可按20年一遇；超过20年时，可按洪水进行治理。（4）城市排水承泄区标准要与城市市政排水相适应，一般在10年一遇及以上。

4.5 对国内除涝水文计算方法进行系统研究总结，提出各种方法的适用条件

目前我国各省区采用的除涝水文计算方法不尽相同，主要有平均排除法、排涝模数经验公式法、单位线法、水量平衡法、河网水力学模型法等方法。根据对不同地区的地形特征、不同类型下垫面和不同对象排涝要求的调查分析，推荐了不同计算方法的适用条件。平原坡水区宜采用排涝模数公式法、平均排除法、单位线等方法；滨河、滨湖、滨海等圩（垸）区宜采用平均排除法、水量平衡等方法；平原水网区宜采用平均排除法、水量平衡法、河网水力学模型等方法。

4.6 对比分析水利和市政两种排水计算方法成果的差异

通过对水利和市政两个行业现行规范的定位、计算公式和推导依据、计算参数和边界条件，以及按两个行业不同方法分别计算的重现期、排涝模数、排涝流量等指标的综合分析，市政排水系统主要指市政管网工程、城区内河与湖泊及相应的配套工程，其排水计算采用城建部颁布的有关规范；水利排涝系统是指承纳市政排水系统排出涝水的区域，主要由城市外围的河道、沟渠、滞涝区、承泄区、泵站等工程组成，采用水利方法计算，其水位、流量要与市政排水规模相互协调。

现行的市政排水计算方法主要适用于市政排水系统中的城区集雨设施和排水管网，水利除涝水文计算方法则主要适用于城市外围承纳区的有关水利工程。水利除涝水文计算方法和暴雨重现期与市政排水计算方法和重现期不存在简单的对应关系，两者之间的关系与当地的暴雨特性、排水面积大小、流程长短、计算时段等有关。市政方法计算的1年一遇排水流量约相当于水利方法计算的5～20年一遇排水流量，市政方法计算的2年一遇流量约相当于水利方法计算的10～30年一遇排水流量。

4.7 对治涝区划和涝区分类进行初步研究

治涝区划研究是对各个地区的致涝因子、涝灾危害性、涝灾孕灾环境、涝灾演变过程、涝灾程度及其对社会的影响、涝灾承灾体的易损性和涝灾减灾体系等进行定量或半定量的评价与评估，进行等级划分和区域对比工作。根据其他行业对区划划分的定义、原则、方法，结合我国现有河流水系和涝区分布、致涝成因和地理特征等因素，研究提出了四级治涝区划体系的总体框架，其中一级区划综合考虑现有的大行政区划和流域分布情况，拟定了7个一级区，分别为东北平原区、华北平原区、淮河中下游平原区、长江中游区、长江下游平原区、珠江三角洲区、其他地区等；二级区划研究了按“流域+大区域片”或按“省级行政区”划分两种方案，采用按省级行政区划分二级区；三级区划是在二级区划的基础上，按较大水系、特定区域的完整性进行划分；四级区划即为独立的涝区，按地理位置、行政区划、河流水系、排水体系、管理体制等各种因素划分。

按易涝面积、涝灾频次、淹没水深、淹没历时、成灾面积占易涝区面积比重、涝灾损失程度等六项因子进行四级涝区识别和评估，结合量化指标和专家经验分别打分，统计出各涝区的受涝程度总分，进行综合分析，评判各涝区的涝情轻、中、重程度。

4.8 基于研究成果编制水利部行业标准《治涝标准》（SL723-2016）

本研究课题实施前我国尚没有一部关于治涝标准的行业性标准，为此，以水利部水利水电规划设计总院、中水淮河规划设计研究有限公司为主编单位，以黑龙江省水利水电勘测设计研究院为参编单位，成立标准编制组，在治涝标准及关键技术研究成果为基础，结合全国治涝工程实践，编制提出了《治涝标准》。标准对农区、乡镇、城市、重要设施区等易涝区的治涝标准，以及排涝河道（沟渠）、泵站、涵闸、承泄区等治涝工程的设计水位、流量等做出了规定，提出了除涝水文计算方法的适用条件和公式。《治涝标准》（SL723-2016）于2016年4月经水利部颁布实施■