王道虎
(淮安市水利规划办公室 223005)
吴 兵
(淮安市水利勘测设计研究院有限公司 223005)
皇甫全欢
(淮安市水利规划办公室 223005)
淮安市位于江苏省苏北地区,市域总面积10072km2,耕地面积39.33万hm2,总人口538万。其中城市建成区面积120km2,人口110万。
淮安市地处淮河流域下游,又处于南北气候过渡带,常遭雨涝、洪水、干旱、台风、寒潮等灾害性气候袭扰,易成灾害,历史上受黄河夺淮的影响,有“洪水走廊”之称,是“大雨大灾、小雨小灾、无雨旱灾”的多灾地区,农业产量低而不稳。新中国成立后,经过60年“兴利除害”的水利建设,初步建立了防洪、灌溉、排涝、降渍四套工程体系,改善了农业生产条件,促进了农业生产和国民经济的稳定增长,由多灾地区建设成为农业生产较为发达的地区。
农业生产是露天作业,受自然条件制约,水旱灾害是影响农业生产的主要因子。淮安市经过多年的水利建设,使历史上遗留下来的“大雨大灾”有了很大的改观,但洪水威胁依然存在;“小雨小灾”虽然基本解决,但区域发展还不平衡;“无雨旱灾”虽然有了很大缓和,但水资源仍较紧缺。因此,研究淮安洪涝灾害规律、总结防治水旱灾害经验、提出对策措施,对农业高产稳产具有十分重要的意义。
淮安市位于北亚热带和暖温带气候过渡区,濒临黄海,具有明显的季风和过渡性气候,表现为冬季干冷、夏季湿热。东南季风、孟加拉湾的暖湿气流和西伯利亚的冷空气是导致降水的主要因素。夏季常出现梅雨,梅雨之后,又常遭台风袭击。梅雨、台风雨常形成洪涝,若受副热带高压势力或受西风带气流控制,又常出现干旱少雨天气。
淮安市多年平均降水量为960mm,属于湿润和半湿润地区,但在时空分布和地域上存在差异。
a.降水量的年内分配极不均匀,主要集中在5~9月,占全年降水量的70%以上,且多以暴雨形式集中降落,因此造成夏秋多洪涝、冬春易干旱。
b.年际之间也存在差别,丰水年与枯水年差异悬殊,丰、枯水年降水量之比可达2倍以上,最大超过4倍,因此常导致旱涝交替现象的出现。
c.地域分布有差异,东北部的涟水和南部的盱眙、金湖为相对高值区,相对底值区在洪泽,总体上是低山丘陵区易旱、平原坡地和低洼圩区多呈涝渍。
从1953年有较为完整的降水记录算起,至1998年的46年中,实际出现洪涝灾害的年份有1954年、1956年、1957年、1962年、1963年、1965年、1971年、1974年、1980年、1983年、1984年、1990年、1991年和1998年,共14年,平均3.3年出现一次。对照实际降雨资料分析,发生洪涝的年份一般年降水量都大于平均值。其中,1954年、1956年、1957年、1974年和1991年5年为大或较大洪水年。
经对1999~2009年降水资料进行分析,11年中有5年为大或较大洪水年,其中2003年降水量最大。据调查,洪水灾害周期为11年一大灾、2年一小灾。洪水灾害具有巨大的潜在危害,危及人民生命财产安全。
暴雨或全流域降水形成洪水是造成该地区水灾的根本原因,认识其发生变化规律,对防御水害有着重要作用。
淮河水系洪水,主要来自伏牛山区及淮南山区,就其影响范围可以分为全流域洪水和局部性洪水两种类型。全流域洪水是由梅雨期大范围连续多次暴雨造成的,灾害性洪水发生在6~9月,95%以上洪水灾害发生在这一期间,主要集中在7、8月。洪水过程可以长达2个月以上,消退缓慢。淮河沿线长时间处于高水行洪状态,影响淮北地区排水。
2003年汛期,淮安市发生了新中国成立以来仅次于1954年的特大洪涝灾害。最大总入湖洪水流量达14500m3/s。三河闸瞬时最大泄洪流量达8940m3/s,为建成以来第二大泄洪流量。由于洪水流量大,淮安市境内主要河道湖泊水位全部超过历史最高水位。全汛期入洪泽湖洪水总量为559.7亿m3。三河闸共排洪95天,排泄水量达462.7亿m3,包括二河闸、高良涧闸共排泄水量599.0亿m3,仅比1954年少9.7亿m3。
全市河湖堤防等各类水利工程出现渗水、管涌、塌方等险情共800处,农作物受灾总面积26.15万hm2,成灾16.84万hm2,绝收6.03万hm2,洪涝灾害给淮安市造成直接经济损失高达48.45亿元,其中农牧渔业直接经济总损失32.06亿元。
局地暴雨洪水灾害分布范围广,笼罩面积小,暴雨历时短、强度大,破坏力强,防御难,具有毁灭性特点。例如1983年7月暴雨,涟水为暴雨中心,7月18~21日4天降水量达468.7mm,约达全市年均降雨量的一半,为淮安市自1915年有降雨记载以来所仅见,新沂河以南地区,东西长200多km、南北宽100多km的范围被雨区所笼罩,共产流43.5亿m3,雨区范围内所有排水河道水位全部超过历史最大值,超过设计水位0.5~1.5m,积水面积一度达到377km2,大面积农作物都漫了头。
干旱指数为年蒸发能力与年降水量的比值,它能反映出一个地区的干旱或湿润程度,当干旱指数大于1时表示蒸发大于降水,为干旱,表示该地区的气候偏于干旱,值越大,干旱程度就越严重;反之,降水量超过蒸发能力,比较湿润,表明该地区气候偏于湿润,值越小,气候越湿润。蒸发量与降水量成相反关系,降水量越小,越干旱,蒸发量也越大。
根据淮安市干旱指数等值线图,淮安市干旱指数在0.8~1.0之间。多年平均干旱指数为0.86,总体属湿润地区。北部属半湿润亚热带鲁淮气候区,南部属湿润的亚热带江淮气候区。
据对最近10多年资料的分析,干旱频率、旱灾面积与播种面积之比的成灾率逐年增加,旱灾发生的频次也是逐年增加。
年均值小于平均值100~200mm及以上的年份,为旱年或大旱年,据对1998年以前多年资料的分析,大旱年有 1953年、1966年、1968年、1973年、1977年、1978年、1981年、1988年、1992年和1994年,共10年,平均4.7年发生一次。特大旱有1966年、1978年和1994年,其特点是面积广,各地特旱月出现的一致性及连续性。从汛期降水分析,3个大旱年都比常年少50%或近50%。每当旱年,淮安和全流域的降水都少,淮河常出现长时间的断流。1994年大旱,汛期入湖水量为29亿m3,只有常年的13.7%,淮河断流38天,洪泽湖在死水位以下运行45天,最低水位只有10.65m。同时遇到上中游排污,用水更加紧张,加剧了旱情。
据对1999年至今资料的分析,大旱年有1999年、2001年、2002年和2004年4年,平均2.8年发生一次,近10年发生的频率、频次都在增加,
从统计资料可看出以下规律:旱年往往连续出现,一般2~3年;每一次旱年周期中,必有一年为重旱年。
平原坡地的梯级河网化开始于1957年,主要用于全面解决旱涝灾害、提高农业单产。治理平原坡地中存在的“大小、高低、多少、涨落、深浅、好差”6对矛盾。它不同于一般的灌溉渠系的布置,也不同于一般的河网化,而是根据地面高程将水网分为若干梯级,同一梯级内的不同水系之间可以相互调度,从而使它不仅具有能引、能排、能灌、能降、能航的基本作用,而且在控制、调度方面有它特有的工程作用,可以充分地发挥水利工程的除害水利效能。
5.1.1 梯级的划分
淮安市的平原坡地规划为12个梯级,由梯级河道和相应的控制建筑物组成。分别为:海堤线、官沟大新河线、盐东控制线、两六调度线、柴塘朱码线、淮沭河线、邢西淮泗河线、总六塘河线、路北河线、衡河线、总渠线、废黄河线。梯级地面级差一般为2.5m,个别为3m。
5.1.2 梯级调度河的设置
全区规划梯级调度河共8条,具体如下:
a.海堤河。沂北第一梯级调度河,沟通烧香、善后、车轴、五图等河道。
b.官沟大新河。沂北第二梯级调度河,沟通善后、车轴、牛圩、东门等河道。
c.盐河。中段为沂南第三梯级调度河,沟通南、北六塘河,柴米河、沂南河等,全河又为引淮、引江补水东线。
d.两六调度河。沂南第四梯级中的南、北六塘河间的梯级调度河。
e.两柴调度河。沂南第四梯级中的柴南、柴米河间的梯级调度河。
f.淮沭河。沂南第六梯级调度河,沟通淮柴河、总六塘河,又为两河排向新沂河直接出海的调度河,全河还为引淮、引江补水干线,又为淮沂水系调度分洪。
g.柴塘河。沂南第八梯级中的砂礓河与总六塘河间的梯级调度河。
h.横河。渠南第十一梯级调度河,沟通头溪河、涧河、塘河、十字河等。
5.1.3 河网布局
a.布局原则。灌排渠系都要根据水系、地形、地势统筹考虑进行布置,一般干渠,分干渠与干、支河相对应,支渠对应于大沟,斗渠对应于中沟,农沟对应于小沟,毛渠对应于腰沟,以下还有田间工程。
一般地,大沟及支渠每3~5km布置一条;中沟、斗渠每800~1200m布置一条,小沟及农渠的间距根据土质情况进行布置。在砂土及砂质壤土地区沟渠距在200m左右,在粘土及粘壤土地区沟(渠)间距在100m左右,腰沟、毛渠每50m布置一条。
b.设计要求。标准:日雨150~200mm不受涝,70天无雨保灌溉,地下水控制在1.0~1.5m。
要求:对河网提出“深、网、平、通”要求。“深”即沟河要深;“网”即沟渠成网,灌排分开;“平”是沟底要平;“通”是同梯级河网之间要通。上述要求对解决平原坡地的6对矛盾有着鲜明的针对性。
尺寸:按排与蓄的要求进行核算,一般地区大、中、小沟的挖深分别为4~5m、3~4m和1.5~2m,底宽分别为4m、2m和1m,特殊地区特殊处理。
c.布置形式。挖沟结合修渠、筑路、青坎,路旁植树造林,沟、渠、路、林的布置方式有“路、沟、渠”、“沟、路、渠”、“沟、渠、路”3种形式。经比较,以“沟、路、渠”形式为主,其他两种形式为辅。
对丘陵山区,主要以工程和植物措施相结合,进行小流域综合治理,形成小流域系统工程,概括起来有六个字:梯、截、蓄、提、排、保。
a.梯。抓坡耕地治理改造,进行等高条垦。沿等高线修建水平梯田,改变过去从坡脚种到岭顶的坡耕种植方式。梯田不仅改变了微地形,而且台阶式田面切断了坡面径流,拦蓄了雨水和泥沙,有效地减弱了水土流失强度。
b.截。建设梯级截洪沟。根据地形情况开挖一条或两条以上截洪沟,一般多与库塘相连接,形成“长藤结瓜”工程。截洪沟以上一般是林区,以营造防护林和经济林为主,截洪沟以下是农田。梯级截洪沟可分级拦截山洪,归槽排泄,蓄洪兴利。既能减缓洪水和泥沙对山下农田的危害,又能高水高截、高蓄、高排、高用。
c.蓄。兴建蓄水的小水库和塘坝、截潜流等工程,充分拦蓄地表径流,积极截蓄地下潜流,综合开发利用水资源。
d.提。兴建引水工程和提水站,补库补塘,发展灌溉。实践证明:河水上山,果粮翻番。
e.排。在坡改梯的同时,兴建坡面排水工程。一种是排灌结合型,梯田的坎下沟和坡面沟结合,既灌又排,在与道路相交处设置灌、排、交通三结合跌水,减缓水流冲刷;另一种是单排型,在无灌溉条件的梯田和造林坡地,利用原坡面的冲沟作为排水沟,排除坡面径流,在冲沟内修建谷坊防冲。
f.保。营造水土保持植物防护体系。山顶布置用材林,山腰布置以板栗等果树为主的经济林,梯田坎埂布置以三条为主的护埂林,沟头、沟底、滩地等布置以草甸、灌木、乔木为主的防护林。
“除涝改制”是进行圩区治理的重要措施。根据1956年江苏省委省政府作出的《根治徐淮地区洪涝灾害,帮助徐淮人民彻底摆脱贫困》的决议,提出淮北地区除涝改渍、发展水稻的农业治理方针,确定“低洼地区结合除涝治碱,改旱作物为水稻”的方针,在淮北地区扩大旱改水面积53.33~66.67万hm2,迅速提高了农业生产,从亩产不足50kg迅速提高到300kg,改变了徐淮地区贫困面貌,为低洼圩区治理找到了一条非工程措施的新路子,经济效益和社会效益巨大。
a.完善梯级河网化。淮安市梯级河网化从1957年开始,到1988年终止,其间经历了30多年,骨干河网已大部分建成,但由于工程标准还较低,局部梯级划分显得不够完善,尚需适当改造,少数梯级调度河也尚待扩建。因此还有一定工作有待继续实施。
b.实施综合治理,提高农田抗灾能力。做好水土保持工作,减少水、肥、土的流失。对平原砂土区做好沟头工程防护和沟坡植物防护;丘陵山区做好等高条垦和小流域治理。加强农田林网建设,调节田间小气候,改善生态环境。
c.加强非工程措施建设。非工程措施指提高人们的抗灾意识,加强管理力度,它和工程措施是相辅相成的有机统一体,是减灾工作不可或缺的重要组成部分。应加强全民的水患和抗灾意识教育,防止产生放松麻痹思想,提高防灾减灾的自觉性和主动性。
坚持以稻麦为主的种植结构,合理地制定作物布局规划,低洼易涝地区更宜种植水稻、浅水藕等耐水作物,“一麦一稻”是淮安市粮食生产高产稳产的基本保证。■