辽宁朝阳市城市超标准洪水预警及洪水防御预案探讨

2022-05-05杨骁

水利技术监督 2022年5期

杨骁

(辽宁省抚顺水文局，辽宁抚顺 113000)

朝阳城区位于大凌河中游，距渤海口100多km，座落在努鲁儿虎山丘陵地区。地形上呈南高而陡，北低而缓，中间低洼平坦，四周群山环抱的盆地[1]。西、西南部环山，东、北部依水，大凌河由南向北横穿市区。从地貌上看，主要为大凌河冲积阶地，向四周扩展为坡洪积台地过渡到丘陵、低山[2]。朝阳城区面临的洪水威胁是两河洪水和山洪，主要是大凌河，朝阳市地处辽宁西部，属东亚季风气候区[3]。每年7、8月间，西风环流，太平洋副高北进，朝阳市处于冷低压槽前，副高后部，最易发生大暴雨。据统计，影响朝阳市造成暴雨的主要天气系统有低压冷峰、华北气旋、静止峰等。台风雨虽然出现次数不多，但产生的暴雨笼罩面广，强度大，往往造成灾害性天气[4-5]。大凌河洪水多为暴雨所形成，其特点是强度大，持续时间短。大暴雨和特大暴雨的持续时间一般为1～2d，最短几小时到十几小时。由于城区属低山丘陵地区，因此洪水还具有典型山丘区洪水特性：产流急、汇流快、峰高量大、汇流时间短、洪峰历时短等，且由于水土流失严重，洪水含沙量大，并常伴有泥石流发生[6-8]。朝阳城区位于大凌河和十家子河汇合口上下，地势低洼，特别是老城区，降雨都沿山洪沟排入大凌河和十家子河。随着城市的建设发展，原有的南大沟和北大沟都覆盖形成暗沟，再加上淤积严重，行洪能力大大降低，已经无法满足排泄雨洪和山洪的能力。城区内原有的污水管网，管径普遍偏小，过水能力不足，汛期常常出现溢水现象[9]。近些年来，对流域超标准洪水防洪预案取得一定研究成果[10-12]，但对于城市超标准洪水防洪预案研究成果还相对较少，为此以落实“四预”中预案为目标，为规范和指导城市超标准洪水防御工作，增强应对城市超标准洪涝灾害的防范与处置能力，以朝阳市为例，对朝阳市超标准洪水情况下防汛准备、水情监测预报、水库调度、堤防防守抢护、人员转移安置等洪水防御预案进行探讨。

1 超标准洪水洪涝灾害影响

1.1 区域划分

计算分区一般是按照主要水系、堤防以及地貌、地物分割情况等划分成若干相对独立的区域。由于大凌河及十家子河在城区贯穿而过，将城区分为主城区、燕都新区和凤凰组团3块相对独立的区域，本次分别定义为A区、B区、C区，朝阳市防洪分区区划如图1所示。

图1 朝阳市防洪分区区划

1.2 洪水量级确定

朝阳市防洪保护区A区大凌河左岸现状防洪标准为100a一遇，十家子河右岸现状防洪标准为20～50a一遇；B区大凌河左岸现状防洪标准50a一遇，十家子河左岸现状防洪标准为20～50a一遇；C区大凌河右岸现状防洪标准为20a一遇。防洪保护区超标准洪水量级应选择采用高于设计标准一个等级的洪水，考虑到大凌河左右岸现有7座穿堤涵闸，其排涝标准均为10a一遇，本次确定洪水量级为200、100、50、20a一遇洪水4个量级。大凌河上游25km为阎王鼻子水库，该水库为100a一遇设计，1000a一遇校核，故本次增加阎王鼻子水库1000a一遇洪水以及考虑该标准下阎王鼻子水库溃坝风险。各分区均需考虑以上4个洪水量级的风险分析。洪水量级见表1。

表1 朝阳市洪水量级表

1.3 设计洪水成果

大凌河流域各控制断面设计洪水已进行过多次分析，本次主要采用《大凌河河道行洪能力分析及防汛特征水位确定报告》中的成果，该成果已通过审查，2015至今未发生过较大洪水，设计洪水成果未改变。大凌河朝阳站控制断面各种频率设计洪水见表2。十家子河流域无水文测站，本次采用由《十家子河综合治理工程实施方案》已通过审查的洪水成果，见表3。

表2 大凌河朝阳站控制断面各种频率设计洪水表

表3 十家子河河口处各频率洪水成果表

阎王鼻子水库溃坝流量采用阎王鼻子水库下游群众及重要经济目标逃险躲险预案中洪水成果，即大凌河干流发生1000a一遇洪水，溃坝宽度265m，最大溃坝流量33126m3/s。

1.4 超标准洪水灾害影响

(1)发生超设计标准一个量级洪水时，考虑险工险段溃口对朝阳市城区造成的影响。主要分析大凌河发生20、50、100及200a一遇洪水、十家子河发生50、100a一遇洪水。

(2)阎王鼻子水库发生溃坝，下泄洪峰大于城市堤防防御能力。主要分析阎王鼻子水库极端工况发生1000a一遇洪水时，出现特殊事故情况下，漫顶导致的大坝溃坝，下游同时考虑干流发生1000a一遇洪水时，主要支流发生相应洪水。

2 朝阳城市超标准洪水防洪预案

2.1 超标准洪水预警

预案分析的前提是制定预警，根据超标准洪水灾害事件的严重程度、由重到轻划分为4级：一级超标准洪灾预警(特别严重)、二级超标准洪灾预警(严重)、三级超标准洪灾预警(较重)、四级超标准洪灾预警(一般)。在一级超标准洪灾预警条件下，对超100a一遇洪灾进行预警外，还应对1000a一遇标准下阎王鼻子水库溃坝风险进行重点预警。朝阳市各分区预警类别见表4。

表4 各分区超标准洪灾预警类别表

2.2 主要防御方案

由于朝阳市城市区域东南、西北两侧地势较高，区域内无规划分滞洪区，一旦发生溃堤洪水淹没，对超标洪水的防御主要以临时抢险和人员逃避转移为主。

(1)临时抢险。当发生较小量级超标准洪水时，以临时抢险为主，加强大堤巡查，尤其针对主城区飞机场段、燕都新城左岸堤防末端以及凤凰新城右岸堤防末端与朝巴公路交汇处，及时发现堤防险情，通过构筑子堤、填筑滤料、土工织物防护、抛石护脚、挂柳等措施，增强堤防行洪能力。对于出现渗漏、塌陷、滑坡、裂缝、穿堤建筑物漏水等险情的堤段，及时进行加固抢险，同时为城区居民转移安置争取时间。

(2)避险。当发生超标准洪水预警，各级政府应根据洪水可能影响，组织可能受灾区域的居民准备避险。当洪水逼近堤防防御极限，临时抢险难以发挥作用，预报洪水仍有上涨趋势，发生洪水淹没可能性较大时，应根据洪水淹没影响范围，以行政村或街道(乡镇)为单位，组织避险。避险可采取转移避险和原地安置避险2种方案。参考洪水风险图编制原则，平原区对于淹没水深不大于1m，且流速不大于0.5m/s的受灾区域，人员可逃避到较高层建筑就地避险；对于淹没水深大于1m，或流速大于0.5m/s的受灾区域，应进行人员转移安置。人员转移安置分为就地安置和转移安置，其中就地安置以行政村及街道为单位，各行政村及街道接到预警通知后，集中到政府所在地，借助政府、学校、医院、商场、宾馆等地的高层建筑安置可能受灾居民。转移安置以行政村及街道为单位，各村屯、社区接到预警通知后，不满足就地安置的村屯、社区通过公路、铁路等交通设施，转移到防洪安全地区。安置点优先考虑本市安置，利用未受影响区域的学校、医院、政府、宾馆等进行安置。优先转移洪水淹没风险大的居民。通过水力计算分析统计洪水期受灾村屯和避险居民，以二级、三级预警为例，对其避险安置及逃避路线进行举例说明。朝阳市二级、三级预警级别洪水避险安置及逃避路线见表5—6。