涝区成因分析及治理对策

秦 蕾

(江门市科禹水利规划设计咨询有限公司，广东 江门 529000)

鹤山市位于广东省南部珠江三角洲腹地，属江门市管辖，地处沿海，属亚热带海洋季节性气候。鹤山市按水系可分为西江片和潭江片，西江片地势较平坦，经济发展较好，主要河流已进行防洪达标加固，潭江片山区较多，主要河流正在开展综合整治；目前，鹤山市涝区主要分布在西江片，每逢台风暴雨，灾害损失惨重。

鹤山西江片外围已有西江大堤，防洪标准已达到50年一遇，同时围内已建有沙坪河泵站等大中型泵站，排涝标准围内10年一遇暴雨产生径流量24排干不成灾，可控制围内沙坪河水位不超过5.2 m，低于围内绝大部分地面高程。

鹤山市涝区主要分布在沙坪河流域内，沙坪河位于鹤山市东北部，紧靠西江下游右岸，属于西江水系。全流域集雨面积328 km2，主河道长39.0 km，干流平均坡降3.06‰。沙坪河(干流上游段称龙口河)有三条支流，分别为桃源河、升平河和砚江河。主流流经龙口镇金岗墟、龙口墟、沙坪，由沙坪水闸汇入西江。

1 近几年台风暴雨情况

近几年来，台风活动频繁，受灾范围广，灾害损失大，对鹤山市人民生活生产及经济发展造成巨大影响，其中常见水浸黑点有：鹤山城区8处，包括影响范围较大的沙坪碧水湾片、汇源和赤坎片、江沙公路砚江河片，雅瑶镇雅瑶村委会片区1处，古劳镇连城中和坑村、古劳中学门前路段2处，桃源镇三富村与钱塘村连片、龙都棠都围、竹朗南门、江肇高速桃源出入口共4处，址山镇昆阳村委会、中心河片区共2处，共和镇铁岗矮山村、平连高速桥底共2处。近几年影响较大台风有：

2018年6月7日8时—8日12时，受台风“艾云尼”影响，其中鹤山市雅瑶镇最大累积降雨量达217 mm，经济损失达3026万元，农田受灾面积458.2 hm2，鱼塘受灾113.1 hm2，107条自然村水浸，转移808人，房屋受浸167间，厂房受浸98 700 m2，受浸县道5处。连接江门市区与鹤山市城区一条重要的交通主干道省道S272，即江沙公路财富广场至陈山路段受浸严重，其中凤亭桥处路面水深超0.3 m，而地势稍低的石湖小学处路面积水达1.0 m，交通中断；石湖居委会下辖的石田村、凤亭工业区、石湖村、大江村、大园中心片等村庄及石湖小学等重要场所受浸严重。砚江河下游的古蚕村、何公岭、新村及古桥村受浸严重，村道积水最深处达1.4 m。

2018年9月18日，台风“山竹”在台山市登陆，最大风力14级，洪峰期又逢大潮顶托，致使址山镇昆阳村和东溪村大范围受淹，址山镇回龙村、平沙村、南兴村、仁和村、西宁村、沙田村、龙步村、岐凤村等村大范围受浸严重，最大受淹深度0.8 m，其中昆阳村及东溪村受淹最为严重，东溪村村庄最大受淹深度达到2.0 m，给当地人民生命财产带来了巨大的损失。

2019年7月20日，鹤山市普降大雨，其中桃源镇1小时最大暴雨量达到90 mm，造成桃源镇大范围受淹，受淹较为严重的包括桃源镇政府、桃源医院、江肇高速桃源高速口、G325国道、三富村、竹蓢村、富民工业区、桃源建桃工业区等。其中桃源高速口与G325国道交汇处受浸严重，路面水深超1.0 m，竹蓢易涝点东门086乡道积水最深处达0.8 m，南门附近工厂水浸深度达0.7 m，交通中断。

本次以江沙公路砚江河项目为例，对内涝灾害成因及治理措施进行分析。

2 内涝灾害成因分析

通过多次对整个片区内现状排水体系、包括河道全线及建筑物进行全面彻底摸排，特别是在台风暴雨期间调查，根据各河道上、下游及各个节点水位进行测量记录，能更直观的找出造成内涝的关键所在，找到“卡脖子”或“症结”原因，并经计算分析等，涝区形成的主要灾害成因具体如下。

(1)极端天气频发。由于全球气候变暖、温室效应的增强，供给空气和海洋巨大的动能，使大气活动更加剧烈和频繁，从而形成大型，甚至超大型台风、飓风、海啸等灾难等等；近年来城镇化建设快速推进，城市热岛效应也变得越来越明显，上空的冷暖气流垂直活动加剧，导致降雨强度增大，同时城市大楼林立，空气的水平活动减弱 ，使得降雨运动较慢 ，延长了片区的降雨时间、增加了降雨量。因此 ，城区的雨量强度明显高于郊区或农村，产生暴雨的概率也较大 ，进而形成“雨岛效应”。

(2)下垫面发生改变，径流量增大。近年来洪涝灾害频发，这与全球气候变化，各种极端、灾害性气候显著增加密切相关，但更主要原因是城镇化导致的下垫面改变。近年来鹤山市城镇化快速发展，商业、住宅区的建设，建筑物与道路占地增加，大量农田、菜地、鱼塘、低洼区等被填平改作工(商)业用地，土地用途的改变，使集雨区下垫面发生了很大改变，地面硬化使产汇流时间缩短，减少截留拦蓄降雨量，蓄涝容积减少，储水蓄水能力严重降低，加快汇流速度，增大径流系数和产水量，而城镇排涝设施建设标准较低、更新较慢，降雨稍大时，水位急剧上升，很快就河满湖溢，引起排水系统负荷增大和内涝发生频率增加，快速上升的水位通过与之连通的雨水管网进入城市低洼地块，导致局部内涝。

(3)原有排涝系统设计标准低及管护不足。随着社会发展，大量土地被征用，各种工程项目建设频繁，很多工程在建设时没有注意保护好原有排涝系统，致使原有排涝系统受到破坏，建筑垃圾及水土流失，导致原有管涵淤塞，同时老城区绝大部分为雨污合流排水型式，更新改造困难，也是导致雨水管涵等淤塞的一个重要原因，涝水无法及时通过管涵等收集、排除。由于大部分管涵基本为暗涵型式，周边建筑物及各种管线交叉较多，人口密集，人们的防患意识不强，给管涵管护带来一定困难，因此，能够真正做到正常进行更新维护保养的城市并不多。如某国道测原新建有1.5 m管径的排水管，现场检查时，管道基本淤塞，基本丧失原排水功能。

(4)河道淤塞严重，布置不合理，部分堤防不达标。内涝区域外围的西江大堤已满足50年一遇防洪标准，并在沙坪河出口与西江交汇处建有大型的沙坪水闸及泵站，满足围内10年一遇暴雨产生径流量24排干标准，根据近几年受淹调查分析，在上游河道水位高程达到6.0 m左右发生受淹时，下游沙坪河水位仅1.5 m左右，未达到启泵水位最低要求，故造成受淹主要原因还是上游现有排水系统不完善，排水能力较差造成的。由于该地区地势较平坦，河道比降小，水流缓慢，河道容易淤塞，由于资金有限，部分公路桥涵、排水渠、周边河道等已多年未进行全面的清淤清障、杂草丛生，淤塞严重，导致河床升高，排涝能力降低；部分河道平面布置不合理，水流紊乱、对冲，排水不畅，导致上、下游水水位差较大；部分涝区地势较低，现有河道堤防低矮、单薄，部分排水渠出口未设闸门(拍门)，且未形成封闭防洪体系，在河道水位较高时，水流形成倒灌，导致受淹。

(5)部分涉河建筑物阻水。部分涉河建筑物过水断面较小，淤塞及不合理的改建等原因，存在阻水情况，使上游水位壅高，从而导致受淹。如人民东路与砚江河交汇处的桥涵原设计净宽为16.0 m，净高为5.0 m，沙坪泵站未建设前，为防止沙坪河洪水倒灌入砚江河，将人民东路桥涵改建成3孔方涵，每孔尺寸为4.0 m×3.5 m，并在外江处设置防洪拍门。根据水面线分析计算结果可知，方涵的设置导致了砚江河20年一遇水位壅高最大值达0.49 m，10年一遇水位壅高最大值达0.29 m，砚江河上游支流相应的水位均有所壅高。

(6)现有排涝设施未能充分发挥作用。内涝片区，往往存在地势低洼，排涝能力不足等问题，大部分现状无电排设施，部分电排站年久失修、结构老化，泵房安装高程较低、排涝能力不足等，无法正常发挥其排涝效益。石田排涝站位于砚江河左侧，距凤亭桥公路涵约150 m，主要用于石田村排涝。但由于堤顶路面高于泵房地面高程，致使“艾云尼”期间泵房受淹深度达1.8 m，无法发挥排涝作用，石田村内涝水无法及时排入砚江河。

大江排涝站位于大江村，设计排涝流量0.18 m3/s，装机15 kW，主要用于大江村排涝。泵房地面高程较低，致使“艾云尼”期间泵房受淹深度达0.8 m，近年来由于城镇经济的发展，下垫面条件的改变，致使河道汇流快，水量大，且外河水位抬高较多，致使大江排涝站未能充分发挥作用，造成大江村受淹，最深处达1.4 m。

(7)排涝条件发生改变。近年来进行了城乡防灾减灾工程的建设，城镇堤防防御标准提高，堤围加高，洪水归槽，外河水位抬高，原排涝设施设计条件已经发生较大改变，随着城镇防洪建设及城市化进程的加快，水文情势发生变化，因此排涝问题日显突出。

3 治理任务及标准

本工程主要任务是防洪排涝。根据《防洪标准》(GB 50201—2014)[1]结合鹤山市规划等要求[2]，砚江河及其支流大岗河、石湖河、古蚕水的防洪标准均取20年一遇。

本地区所在流域属珠江三角洲暴雨低区，根据《治涝标准》(SL 723—2016)，重要城市涝区的设计暴雨重现期为10～20 a。考虑到本工程受淹范围大部分为城区或已规划为城区，受灾害损失较大，本次暴雨重现期按涝区20 a，分别按平均排除法、排峰设计及暴雨强度公式进行计算，综合考虑鹤山经济、征地及运行管理等实际，经综合比较，排涝标准按涝区20年一遇排峰进行设计。

工程全部完成后，可提高砚江河及其支流防洪、排涝标准，极大的降低石湖居委会下辖的石田村、凤亭工业区、石湖村、北江村、大江村、大园中心片和古桥村下辖的红石村、仁和村、龙田及古蚕村委会下辖的古蚕村、何公岭、新村等地的洪涝灾害损失，保护区域内人民生命财产安全，促进了当地经济的稳定、持续、高速发展，具有显著的社会经济效益。

4 治理措施

针对现状存在问题及灾害成因分析，为解决鹤山市江沙公路鹤山大道至陈山高速口段及石湖居委会下辖的石田村、凤亭工业区、石湖村、北江村、大江村、大园中心片和古桥村下辖的红石村、仁和村、龙田及古蚕村委会下辖的古蚕村、何公岭、新村等地的洪涝灾害问题，主要治理思路及措施如下。

(1)改善管涵、河渠行洪排涝能力。对现有淤塞管涵、砚江河及其支流大岗河、石湖河、古蚕水等全线进行清淤疏浚，增加过水断面，由于河道两侧大部分为挡墙，房屋(居民楼、工厂)或道路紧邻河道，无法进行拓宽，本次对河岸局部增设护岸措施，降低河道断面糙率，提高行洪能力，降低水面线。

(2)提高堤围防洪能力。对砚江河、大岗河、石湖河、古蚕水河道现状两岸高程不够高的进行加高、培厚或增加防洪墙，同时对现有排水渠出口未设闸门(拍门)的增设拍门，以形成封闭的防洪体系。

(3)对存在阻水的涉河建筑物进行改扩建等。砚江河人民东路桥涵胸墙存在阻水，需拆除现有胸墙及拍门等；江沙路凤亭桥涵及大岗、石湖河、古蚕水桥涵过水断面不足，均存在不同程度阻水，本次在风亭桥涵旁新建一排水箱涵，将涝水进行分流，提高行洪能力，降低上面水面线，对其他小型排水涵进行改扩建。

(4)对河渠布置不合理，存在对冲河段进行调整。砚江河与石湖河出口布置不合理，水流对冲，本次结合城市规划要求进行改道，改善水流流态，使河道行洪顺畅。

(5)对地势低洼、无法自排或排涝能力不足建筑物进行新建或重建泵闸等[3]。

本次对结构老化、残旧或功能失效建筑物进行重建，凤亭工业区片、石湖小学片、清华苑、石田村、大江村、石湖村、大园中心片、古蚕村等涝区由于地势低洼，当遇外江洪水暴涨时，涝水无法自排，因此在以上涝区范围内分别增设电排站，将区域内涝水及时排入石湖河或古蚕水，分散式布置能更及时将涝水进行排除。碧桂园片区地势较高，涝水主要通过山仔村等盖板涵及石湖村、北江村明渠经江沙公路过路涵后排入石湖河，在外江水位较高时，涝水无法排出，导致涝水集中在地势较低的江沙公路，受淹严重，本次在江沙公路两侧新建排水明沟，使路面涝水及时进入排水明沟，再通过新建箱涵将涝水通过新建泵站排入石湖河。

本次排涝计算暴雨重现期按涝区20 a，分别按平均排除法、排峰设计及暴雨强度公式进行计算，综合考虑鹤山经济、征地及运行管理等实际，经综合比较，排涝标准按涝区20年一遇排峰进行设计。结合现状较为分散特点，泵站建设共12座，由于大部分位于城区，为了减少新增征地压力，根据实际情况水泵采用常规轴流泵、潜水泵、闸门泵及一体化泵站等多种型式。

通过拆除河道下游人民东路桥涵的胸墙、对砚江河及其支流大岗河、石湖河、古蚕水进行河道综合治理及排水涵等进行重建后，经复核计算，在20年一遇水位工况下，砚江河水位平均降低0.47 m，大岗河水位降低1.09 m，石湖河水位降低0.52 m，古蚕水水位降低0.43 m，治理效果明显。

5 结 论

本工程涝区已开工建设，河道清淤、管涵改扩建等已完成，电排站等建设已进行尾声，根据近2年台风及暴雨期间观察，涝水能及时进入管涵或河道，行洪较为顺畅，虽然电排站还没开始发挥效益，新建的管涵等已起到蓄涝作用，江沙公路等未出现内涝情况，工程防洪、排涝效果明显，相信工程完工后，防洪排涝能力显著提高，结合目前正在实施的综合调度系统，涝区的洪涝灾害问题能得到很大程度上缓解。