罗 云 香
(彭州市水务局,四川 彭州 611930)
2013年7月8日起,彭州遭遇特大暴雨灾害,全市出现了大范围的持续暴雨、大暴雨天气过程,全市共计29个区域自动气象站累计雨量全部达到150 mm以上,多个站点测得建站后最大降雨量。龙门山等5个镇累计雨量超过500 mm(其中最大累计雨量为龙门山镇凤鸣湖点,达666 mm)。
受强降雨影响,湔江来水明显上涨。7月8日16时08分,湔江流量上涨至401 m3/s,9日6时18分达2 020 m3/s,此后洪水反复涨落(期间最小值为492 m3/s),11日4 时 48 分,上 涨 至2 490 m3/s,直至13日16时方降至100 m3/s以下。此次洪水过程为破坏性极强的长历时、双峰型洪水,在长达120 h的洪水过程中,湔江拦河大坝断面测得的径流量高达2.8亿m3,占湔江多年平均年径流量(8.2亿m3)的三分之一强。
在此次灾害过程中,湔江的堤防受损达31处,21.94 km(其中决口7处,2.19 km)。此次受损堤防量大,涉及各个时期建设的、不同标准的堤防,情况较为复杂。
根据湔江59年的实测资料,10年一遇的洪峰流量为2 850 m3/s,洪峰超过4 000 m3/s的有两次,本次洪峰流量为2 490 m3/s,属常年洪水。为什么会造成如此大的堤防损毁呢?经初步分析,主要有以下7方面原因:
一是受 “5·12”和“4·20”地震持续破坏影响,湔江上游的山体破碎,在本次强降雨引发的山洪激发下,山沟内的固体物质随水流迅速汇集,涌入湔江主河道,形成高推(悬)移质的高速水流冲向下游。水流中的大粒径推移质对堤防衬砌层产生持续的撞击,直接导致面板裂缝、破裂、垮塌破坏。
二是高推(悬)移质水流在河道弯道和由窄变宽等处流速变小,挟沙能力减小,推(悬)移质落淤,形成倒滩横流。倒滩横流处由于比降变大和对堤防的冲刷角度变大,对堤防的破坏尤为严重。
三是特殊的洪水组合形式。如上所述,本次洪水过程为典型的双峰型洪水,具有峰高、量大、持续时间长的特点,在5 d时间内河道径流量即超过湔江多年平均年径流量的三分之一,洪水在造床流量附近长时间涨落波动,破坏作用猛烈而持久,堤防受损处不断扩大,因而堤防损失严重。(对比2012年的“8·17”洪水,虽然量级与此次过程差异不大,为2 040 m3/s,但堤防损失相对而言却很小,湔江仅损毁堤防2.54 km)。
四是由于前些年对砂石资源的过度开采,导致湔江小石河段河床下降严重。以湔江拦河大坝下游河床为例,2005年汛后其高程约为739 m,2012年汛后降至730.8 m左右,本次洪水后又降至729.5 m左右。河床下降导致堤防基础埋深减小,有的堤防建基面已高于深泓点,仅靠堤防附近几十米堤防保护区范围内的砂砾石勉强维持,而松散的砂砾石在洪水面前不堪一击,随着砂砾石被洪水冲刷一空,堤防基础外露甚至高悬,溃塌在所难免。
五是湔江上游支流(特别是回龙沟)发生的泥石流极可能形成过小型堰塞现象,堰塞湖溃决形成的洪峰伴随带有泥石流特点的山洪强烈冲刷下游河道,导致堤防破坏。7月11日凌晨,凤鸣湖下泄流量超过1 600 m3/s;回龙沟洪水也猛涨,在泥石流的顶托下涌入了白水河场镇邻河房屋的2楼,有亲历群众描述浪高达20 m。根据洪痕估算回龙沟流量至少在2 000 m3/s以上,则回龙沟与沙金河汇流后的流量至少为3 600 m3/s以上,超过了湔江大部分堤防的设防标准。由于沙金河洪峰的顶托,致牛圈沟河床水位上升,这也是加剧牛圈沟河床淤塞的原因之一。由于堰塞湖的积水量小,向下推进过程中峰值逐渐减小,仅会对下游一定范围造成影响,而对有水文观测的湔江拦河大坝断面不会造成明显影响。虽无具体的观测资料直接证明上游存在堰塞现象,但这一推论却能解释上游实际的洪水量级与关口断面测得的洪峰数据严重不吻合的现象。
六是湔江纵坡比降大,湔江堰至人民渠过小石河涵洞11.8 km河段的河床高程由745 m降至607 m,落差达138 m(石化基地段河道比降更是高达13‰)。如此大的纵坡比降在平原河道中实属罕见,势必对河道造成深切。本次洪水过程河床下切达3~6 m,是造成堤防基础破坏的重要原因之一。
七是设计缺陷。(1)个别河堤布置在河槽中的顶冲位置,如太子村河堤;(2)洪水设计通常是以过洪断面为标准,湔江有的断面过 洪 能 力 达10 000 m3/s,但堤防的结构设计未考虑湔江纵坡较大的特点,其结构形式和强度均不满足行洪要求,故在洪水冲刷下,易造成堤防基础和面板的损毁。
要打破湔江传统的“重堤防、轻疏浚”的治河理念和“修修补补式”的治理模式,实行“全河统筹考虑、分段制定方案,分年逐步实施”的新治理模式。针对湔江拦河大坝以上河段以河床淤积抬升为主的特点,要采取“建堤结合疏浚河床”的方法;针对湔江拦河大坝以下河段以河床冲刷下切为主的特点,要采取“建堤结合稳固河床”的方法。损毁堤防恢复重建工作要摒弃“头痛医头、脚痛医脚”、“撒花椒面”式的分散建设模式和“重建轻管”的弊病,采取“打歼灭战”式的集中建设和“打持久战”式的持续维护模式。
若不能解决关口以上河床淤高和关口以下河床下切的问题,仍按目前采取的方式进行水毁堤防恢复,则不能从根本上解决湔江堤防建设-水毁-再建设-再水毁的怪圈,将导致现有堤防在今后的洪水中不断损毁,沿河群众的生命财产安全和石化基地等重要厂矿企业的安全将受到严重威胁。
笔者根据相关研究提出以下几点建议:
(1)科学制定河道治理方案。应立即委托设计单位结合国土部门的地质灾害评估结论,对湔江彭州段现有的河道防洪规划进行修订,以适应地震后河道发生的新变化。对于地震造成的次生灾害的影响,应组织专家进行评估,地震次生灾害的防治应常态化(1933年叠溪地震的最后一次次生灾害发生于1964年,造成原白水河大桥淹没在泥石流中)。
(2)在修订防洪规划的基础上,组织设计单位对湔江河道进行详细的勘测和调查,并结合彭州人民几十年积累的治理湔江与洪水斗争的经验和教训,通盘考虑后拟定河道建堤、疏浚和固床的综合治理方案(如:太子村堤段可在断毁处建一鱼包,安装铅丝笼做柔性保护并退守原河岸;八百二堤段涉及石化,应重点设防,可采用固床、提高面板结构强度并采用平抱脚方案),并按轻重缓急进行排序,列出分年度建设计划。
(3)积极筹措资金,分年度建设计划抓紧实施河道综合治理。
(4)建立长效的河道持续维护机制。在每年汛后乃至每场洪水过后,均需对河道进行检查维护,及时修复损坏的河堤、固床设施等,并对河道进行疏浚,归顺河道主流,减轻堤防压力。