日本鹤见川流域综合治水历程的启示

2012-09-11 07:26李昌志程晓陶
中国水利 2012年3期
关键词:河川洪水河道

李昌志,程晓陶

(中国水利水电科学研究院,100038,北京)

一、鹤见川流域城镇化基本情况

鹤见川发源于东京都 (首都圈)南部,经神奈川县的横滨市流入东京湾,流域面积235 km2,河流长度 42.5 km;流域内山地和丘陵台地占总面积的 70%(高程 80~170 m),其余 30%为相对平坦的冲积平原。

由于鹤见川流域有利的地理位置与地形条件,自20世纪60年代以来,该地区城镇化进程非常迅猛。流域中人口从1955年的38万人增长到2003年的188万人,暴涨约5倍。流域中城镇化面积1958年仅占10%,其后1966—1975年10年间就从20%激增至60%,2000年达到85%(其后持平),流域中绝大部分土地盖成了房子,修成了道路。与此同时,流域内的基础设施,如铁路、公路、通信、水电气设施等,也大大增加。

高度而快速的开发改变了流域自然状态下的降雨产汇流过程。快速城镇化将流域下垫面越来越多的天然林地与农田变成了不透水的街区与路面,流域固有的蓄水、滞水能力大大衰减,暴雨径流系数增大,从而对流域洪水的水文特性产生了显著影响;加之城市排水系统的建设,降雨被快速集中地送入河道,使洪峰流量倍增。城镇化综合效应的径流模拟试验表明,当流域城镇化面积率达到80%,与20世纪60年代初期相比,洪峰流量增加一倍多,而从降雨至洪峰出现的时间也大为缩短。以入河口上游8.2 km处的观测站所测汇流历时为例,60年代,降雨强度达到峰值后10 h左右最大洪峰才出现,而到70年代初,这一时间已减少至4~6 h,到80年代以后,更是缩短为2h左右。

鹤见川流域洪患频繁。在过去的半个世纪中,发生较大洪水的年份有1958、1966、1976、1982 年等。流域中20世纪五六十年代洪水灾害相当严重,其后洪水淹没范围与房屋损失总体呈减小趋势,这与鹤见川流域自70年代以来大规模的河道整治、堤防建设以及为抑制洪水风险而不断强化其综合治水措施有很大关系。在此过程中,鹤见川流域计划治水、依法治水、科学治水的历程,对于正处于快速城镇化进程中的我国具有深刻的启迪意义。

二、鹤见川综合治水概况

鹤见川的治理大致经历了20世纪70年代之前的初步整治,70年代后期至80年代的大规模河道疏浚、拓展、护岸与堤防建设,90年代以来流域总体综合治水对策的全面实施等几个阶段。

1.鹤见川的初步整治

20世纪上半叶,随着鹤见川流域中人口的增加,特别是下游城镇的形成,提出了河道治理的需求。1939年,当地政府曾经拟定过鹤见川的河道整治计划,但由于第二次世界大战的爆发,这一计划搁浅。1958年大水之后,以该河道整治计划为基础,出台了一项总体规划方案,并呼吁要对重点河段进行全面治理,主要是堤防和护岸工程的建设,还提出了通过疏浚河道以增加河床过水面积的提案。不过当时治河工程的投入与建设标准都较低。60年代之后流域中人口激增,山区公路、铁路建设与城镇化力度加大,水土流失加剧,河道淤积萎缩现象严重,实际行洪能力呈衰减态势。1966年4号台风引发的流域大洪水造成67 170户受淹,18 600间房屋倒塌,损失惨重,是非常明显的例证。

大灾之后,鹤见川治理问题开始引起相关部门的高度重视。1967年鹤见川被指定为一级水系,其下游至入海口的17.4 km河段由建设省直辖负责治理。然而直到1974年,《鹤见川水系工程实施基本计划》才修订完成,耗时达7年之久,可见当时鹤见川治水事业的进度并不快。

2.大规模河道治理

1976年9月,鹤见川流域遭受17号台风袭击后再次暴发大洪水,6处堤防决口,沿河4 830户受淹,约3 950间房屋倒塌,治水呼声再次高涨。这时,鹤见川流域的城镇化面积已经达到60%,人口超过120万人,为20年前的3倍。

受灾当年,鹤见川流域“水防灾计划委员会”(下称“委员会”)宣告成立,该委员会此后被称为“日本综合治水对策之先驱”。1977年起,鹤见川开始大规模的堤防建设;其后为恢复与扩大河道的行洪能力,又于1979年启动了大规模的河道疏浚、拓展与护岸工程建设。此项计划至1988年完成,鹤见川的行洪能力扩大了一倍,并建成了具有一定抗震能力的高质量堤防体系。此后,流域中再未发生决堤泛滥的情况。图1为鹤见川潮鹤桥河段整治前后的比较。

3.流域综合治水事业的推进

委员会成立之初就认识到,鹤见川流域不仅要通过河道整治来恢复并扩大行洪能力,而且必须要从流域的整体层面上采取综合性治理对策,以恢复流域固有的蓄水、滞水能力,抑制因城镇化而不断增大的暴雨径流系数。在该委员会的推动下,1979年鹤见川被建设省指定为“综合治水特定河川”。1980年,建立和加强了治水进程中跨行政区整合各方力量、统筹规划实施的协调运作机制,该委员会更名为“鹤见川综合治水对策协议会”。同年,在流域大规模兴建蓄滞水设施的构想得到了各方普遍认同。1981年编制完成了《鹤见川流域整治计划》,整治标准为1 h降雨50 mm不受淹,相当于6年一遇。1989年又进一步修订提出了《鹤见川流域新整治计划》,通过大兴雨水调节池、分洪区,将流域整治的标准提高到1 h降雨60mm不受淹(10年一遇)。在此计划的推动下,1990年以来鹤见川流域中兴建的各种雨洪调节设施多达4 300处,总容积达到300万m3,相当于每平方公里人工建设的雨水蓄滞能力都在1万m3以上。此类设施几乎遍布全流域。

在鹤见川大规模的河道整治工程完成之后,1994年又提出了《鹤见川水系工程实施基本计划》的修订版,以使河流治理向长期化过渡,更好地应对城镇化引起的治水新问题。

根据2003年日本颁布的 《特定都市河川浸水被害对策法》,2005年鹤见川流域被指定为“特定都市河川流域”。按法律规定,河川的管理者、下水道管理者、流域的地方公共团体有共同承担制定 《流域水害对策计划》的职责,要切实协力、强化实施更为安全、更为有效的浸水被害对策。同时要求流域内的居民、事业者要努力促使雨水的蓄滞与渗透,新的雨水渗透的阻碍行为在面积1 000 m2以上时必须取得许可。可见,日本雨水蓄滞渗透设施的建设已经走上了法制化轨道。2007年,再次修编了《鹤见川水系河流整治计划》,同时出台了《鹤见川流域水害对策计划》,全面加强防灾体系建设。

三、鹤见川流域综合治理的主要措施

1.土地利用规划

土地利用规划是洪水综合管理行之有效的长远措施。该流域土地划分为保水区、滞洪区和低洼区等三类区域。保水地区是指山地、丘陵等的水源地区,具有能够暂时渗透或滞留雨水的功能;滞洪地区指河流中上游沿河低洼地,雨水和河水容易流入并暂时滞留的地区;低洼地区指洪泛平原,如滞留在地区内的雨水不能流入河流或有河水泛滥可能性的地区。按三类区域的特性综合考虑土地的自然属性和社会属性,管理者对所辖区域土地利用的合理方式进行规划,以最大限度地降低洪水风险,减轻洪灾损失。

2.河道整治措施

鹤见川流域早期治理的重点是河道整治。由于城镇化高速扩展,出现了令人始料未及的问题,20世纪70年代初经过整治的重点河段,不仅淤积萎缩严重,甚至淤积形成的河滩地都盖上了房子。其后开展了大规模的河道整治,通过河道疏浚、拓展增加行洪能力,实施高标准的护岸与堤防建设维持河岸的稳定性,形成了安全可靠的堤防体系,其中也涉及复杂的拆迁移民等问题。

3.洪水预警预报与防灾教育

鹤见川流域洪水管理采取了大量非工程措施,如加强流域暴雨、洪水实时监测预报预警系统的建设,采用网站、手机、电子预告板等手段快速传递洪水水情信息,绘制与发布洪水风险图,制定避难转移的预案并组织防灾演习,以多种形式对学生、社区居民等进行防洪减灾、爱护河川等知识的普及和交流。

4.蓄滞排渗措施

(1)鹤见川多功能滞洪区

鹤见川多功能滞洪区位于横滨市港北区,于1982年开始修建,2003年建成,面积 84 hm2,库容 390万 m3,如图2所示。

该滞洪区由围堤、河边公园、体育馆及其下部的蓄洪池以及退水闸门等4部分组成。围堤包括河堤与滞洪区周边的隔堤,其中鹤见川河堤的一段为溢流堤,其高程较正常堤防低3 m,洪峰高水位水过境时自然漫溢进入滞洪区,可使流域150年一遇暴雨的洪峰流量削减200 m3/s,满足下游河道安全下泄的要求。河边公园地势较低,滞洪时成为调蓄洪水的场所。体育馆由大型柱子支撑,体育设施高程在滞洪水位以上,下部可蓄滞洪水。公园区域的进洪标准为一两年一遇,体育馆下部区域的进洪标准为四五年一遇。据分析,滞洪区下游1 km处的观测点,其最高水位可从7.9 m降到6.93m,降幅达1m,效果非常明显。

(2)恩回公园地下调洪水库

该调洪水库利用鹤见川旧河道的地下空间,在距地面25m以下修建了长约600m、内部直径达15.4~16.5m的地下管道,蓄水容量约11万m3。地面以恩回公园的亲水平台构成长80m的溢流堰和取水前池,横向溢流的洪峰水量通过拦污栅经有消能设施的立管进入隧洞式的地下水库,等洪峰过后,再由水泵抽回河道,排水需要1~2日的时间。

(3)雨水蓄留与渗透设施

根据日本《特定都市河川浸水被害对策法》的规定,流域中的居民与企事业单位都有义务充分运用房屋、庭院、绿地等微小空间,参与雨水蓄留渗透设施的建设,道路与铺装地面也要尽可能采用透水材料。鹤见川流域按10年一遇洪水的设防标准,规定如果水田被改变为宅基地,径流系数将从0.2提高到0.9,则必须按480m3/hm2的标准修建雨水蓄留渗透设施;如果将田野改变为器材堆置场地,径流系数将从0.2提高到0.5,则需按190 m3/hm2的标准修建雨水蓄留渗透设施。到2010年,鹤见川流域每平方公里人工建设的雨洪蓄滞能力达3万m3以上,有效抑制了洪峰流量随流域城市化进程的推进而增长的趋势。

四、启 示

1.流域综合治水的循序渐进

鹤见川流域的治水措施,基本经历了波浪式前进、螺旋式上升的过程,从初期重点河段的整治逐步扩展为全流域统筹规划的综合治理,从将雨水尽多尽快地排入河道到推进疏、排、滞、蓄、渗等手段的综合运用,从开始单一的工程措施走向工程措施与非工程措施的结合,从专业部门的协力治水扩大为全社会的积极参与。鹤见川的治水实践表明:

①在流域综合治水活动中,工程措施是基础性与根本性的措施。在流域快速城镇化进程中,局部河段以致整个水系的治理,不足以抑制洪水风险的增长,治水的工程措施需要从点与线扩展到面。

图2 鹤见川多功能滞洪区

②洪水综合治理必须以流域整体为单元。20世纪70年代在日本率先成立的鹤见川流域“水防灾计划委员会”,后演变为“鹤见川综合治水对策协议会”,为整合不同行政区、不同部门以至全社会的各方力量,统筹规划实施流域综合治水行动创建了新的协调运作机制。

③工程措施需要以非工程措施来推动。鹤见川流域综合治水体系的建立,与法律、行政、经济、技术、教育等多重手段的综合运用是分不开的。离开这些非工程措施的综合运用,鹤见川流域跨行政区、跨部门、全社会参与的综合治水活动就难以持续不断地向前推进。

这些经历告诉我们,流域综合治理不可能一蹴而就、一劳永逸,治水理念、运作机制、对策手段都是在动态变化中不断调整、完善和提高的。我国许多城市河流与中小河流的治理,尚处于鹤见川20世纪60年代至80年代的状态,因此,需要清醒地认识自己所处的发展阶段和所具备的工作条件,适时转变治水理念,重视体制机制创新,统筹整合各方力量,积极应对城镇化快速发展引发的治水新问题,为支撑发展与保障安全作出不懈的努力。

2.流域计划治水的成本效益

20世纪在日本经济快速发展的阶段,许多建设事业,如交通、电力、供水、治污等陆续引入市场机制而私营化,但是河流整治至今仍定性为公益事业,始终坚持以各级政府为投资主体,采取有计划逐步推进的方针。

①明确河流治理的责任主体。根据日本《河川法》,河流分为一级、二级和单独水系,分别由建设大臣、都道府县知事、市町村长负责管理。对于一级水系,又分为一级河川、适用河川与一般河川,对二级水系也有同样的划分。也就是说,只有一级水系的一级河川段,是明确由中央财政投资治理的;一级水系中的适用河川段与二级水系中的二级河川段一样,是由都道府县级政府投资治理的。鹤见川流域1967年被指定为一级水系,但同时又明确了只有其下游至入海口的17.4 km河段为建设省直辖负责治理的一级河川,其余河段则明确为东京都、神奈川县及下属各市镇町等负责。这就避免了流域综合治理中对中央财政的过分依赖与一味的 “等、靠、要”现象出现。

②明确阶段性的计划任务。鹤见川流域在20世纪70年代中期意识到只有采取点线面结合的综合治理措施,才能有效抑制洪水风险的增长,但是1977—1988年,仍然坚持用10余年时间完成大规模河道疏浚、拓展、护岸与高标准堤防工程的建设计划。回头审视之,如果大规模河道整治计划启动得更早,那么征地与移民搬迁付出的代价还可以减小许多;如果当时没有整合力量、协调行动来保障大规模的河道整治,那么河道受城镇化影响将无力再拓宽,流域综合治水的压力与付出的代价还会大很多。

③明确保障安全的投资效益。鹤见川流域20世纪90年代以来兴建的一些大型治水工程,不仅工程量和施工技术难度增大,而且经济成本很高。例如川和地下调洪水库,据日方人员介绍,工程建设投资高达135亿日元,按当前汇率约合11亿元人民币。如果流域城市化初期,下游河道整治规划前瞻性更强一些,投入再多一点,安全裕度再大一点,后面所需的治水成本也许可以减少许多。

我国的城镇化起步是与计划经济转向市场经济同步发生的。一些地方过于追求短平快的经济效益,河流整治工作被冷落一旁。当前的中小河流治理,一条河流的治理费用投入几千万元人民币,就有人认为水利的投资过大。有些地方将河流整治全都归为中央政府的责任,完全陷入“等、靠、要”的状态。有些城市河流的整治,在基本防洪安全不能保障的情况下,将主要资金投到了构建靓丽景观的形象工程上。鹤见川流域的治水实践,为我们认清与纠正这些不良的倾向提供了一个有益的参考。

3.流域依法治水的保障作用

鹤见川流域早期几次治水计划的出台,都体现了大灾之后图大治的特点。1988年大规模的河道整治与高标准堤防建设完成以后,鹤见川流域综合治水的步伐并未停下,继续出台一系列计划,这些计划不仅更加具有前瞻性,而且得到持续稳定的投入与实施。这说明,鹤见川流域摆脱了“大灾之后才有大治”的被动模式,在综合治水方面走上了成熟、稳健、可持续的发展道路,而日本不断健全的法规制度则为此提供了重要保障。

我国21世纪的前10年人口城镇化率从36%上升到接近50%,并正以每年约1%的速度在增长,因此,2011—2020年的10年是我国城镇化持续高速增长的关键时期。这一时期,城市中小河流防洪安全保障的要求将大为提高,治理、开发与保护间的各种矛盾会更为激化。鹤见川综合治水的经历应该成为我国超前预见可能的挑战与及早制定应对方案的样板。因此应更好地完善我国的相关法律与水利规划,为支撑发展与保障安全、造福民生作出应有的贡献。

[1]Tadahiko Nakao(马元珽,译;徐劲寒,校).日本鹤见川流域防洪综合措施[J].水利水电快报,1998 (14).

[2]鹤见川流域水协议会.鹤见川水系河川整治计划[DB/OL].http://www.ktr.mlit.go.jp/keihin/tsurumi/project/plan/02/pdf/text.pdf.2007.

[3]鹤见川流域水协议会.鹤见川流域水害对策计划 [DB/OL].http://www.ktr.mlit.go.jp/keihin/tsurumi/project/plan/03/pdf/text.pdf.2007.

[4]佐佐木,庸介.城市型水灾害防治对策[DB/OL].http://www.docin.com/p-35126231.html.

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