程家友++谢斌
摘 要 滁州市清流河从滁州市中心穿过,西邻京沪铁路,清流河与京沪铁路从北到南平行40多km。2000年以来,清流河滁州水文站多次破设站记录的历史水位,而流量并未破历史记录,说明清流河泄洪能力被严重削弱。基于此,通过对清流河洪峰水位和洪峰流量趋势的分析,查找清流河泄洪能力下降的原因,并提出相应对策与建议,供各级政府和防汛部门参考,确保滁州市市区防洪和京沪铁路安全。
关键词 清流河;洪峰水位;洪峰流量;泄洪能力;防洪
中图分类号:TV122 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.15.064
1 基本概况
清流河西起滁州境内皇甫山,南注入滁河,东临来安,西接定远,南界全椒,北延明光市境内,属于长江流域滁河水系,是滁河左岸最大的一条支流,流域面积1 201 km2。滁县水文站位于滁州市城东,1957年设立(2005年下迁,改名为滁州水文站),为清流河控制站,滁县水文站以上主河长58.5 km,集水面积为1 056 km2,流域近乎扇形,流域平均高程77.0 m,流域坡度1.4 dm/km2,河道坡度1.23‰,形状系数0.309。河流发水快、水流急、涨势猛,最大涨率达1.84 m/h(2008年),流量过程线陡涨缓落。本流域内有大型水库1座,中型水库4座,小(一)型水库10座,小(二)型水库72座,水库的总控制面积816.2 km2,占滁县站控制流域面积的77.3%。
2 大水年城区洪涝灾害情况
滁州市受严重洪涝灾害的年份有20世纪的1931、1954、1956、1969、1972、1975、1983、1987年和1991年,21世纪的2003、2008年,从1958年开始有水文记录,其中最严重的年份为1975年,城区受淹面积22.0 km2,经济损失7 000万元;1991年6—7月,连续发生两次规模相当的洪水,城区淹没面积达18.5 km2,直接经济损失约1亿元以上;2003年7月,滁城遭遇破记录水位洪水袭击,城区淹没面积22 km2,造成城区工农业及居民累计直接经济损失2亿元,京沪铁路滁州担子至乌衣段因洪水溢过路基而两度中断(2003年后铁路部门在该路段平均加高路基1.5 m左右);2008年8月,滁城又遭遇破记录水位洪水袭击,城区受淹面积达35 km2,据统计,仅市直公矿企业累计损失达1.5亿元以上。
3 滁州水文站历年洪峰水位与洪峰流关系
根据滁县水文站1958—2012年最高水位和历年最大流量,点绘水位-流量关系图(图1),共56个点据。没有明显的系统偏离,建站初期和近年的点据互有交叉,说明14 m以下清流河泄洪能力保持不变,水位流量稳定(20世纪80年代至今滁州市政府为通航在清流河主河槽有几次清淤),关系点据虽不是单一线但确是宽的带状。在14 m以上高水部分,虽然点据不多,但形成二条趋势线,1号趋势线是1969、1971、1972、1974、1975年的点据,2号趋势线是1980、1982、1983、1987、1991、2003、2008年的点据,从图上可以直观的看出,从20世纪80年代以后形成的2号趋势线偏向1号趋势线左上方,相同水位流量偏小(同一断面,水位相同,面积相同,流量偏小,也就是断面平均流速偏小),从14 m开始,1号线2号线相同水位对应的流量有差别,水位升高,其差值增大,说明现在清流河在高水部分水位越升高与过去相比泄洪能力下降越大。以1975年为例,该年洪峰水位16.85 m,
洪峰流量2 050 m3/s,从2号线查得水位16.85 m,对应流量是1 230 m3/s,二者相差820 m3/s;与1975年相比,2003年、2008年的洪峰水位分别高出0.26 m、0.27 m,而流量分别小770 m3/s、710 m3/s,水位破记载以来记录,而流量未破记载以来记录并且偏小,这也更能够说明清流河在高水部分泄洪能力大幅度降低。
4 滁州水文站历年洪峰水位与洪峰流量的频率计算
对滁县站近56年洪峰水位和洪峰流量资料进行频率计算(图2、图3),也发现洪峰水位、洪峰流量的重现期出现不同步现象,1975、2003、2008年出现的洪峰水位16.85 m、17.11 m、17.12 m的重现期分别为28、33、34年一遇,均未超过50年一遇的17.81 m;1975、2003、2008年出现的洪峰流量分别为2 050 m3/s、1 280 m3/s,
1 340 m3/s对应的重现期分别为88年、20年、22年一遇,只有1975年洪峰流量超过50年一遇的1 770 m3/s,如果滁县站再次出现50年一遇的洪峰流量或是出现象1975年的洪峰流量,该站的洪峰水位又都要破记录了。(由于资料系列只有56年,频率计算重现期数值仅供参考)。
5 原因分析
清流河水位14 m以上泄洪能力下降是综合因素造成的,也是多年逐步形成的,也是从1975年大水以后开始的,近几十年来特别严重,具体分析如下。
5.1 下游圩堤加固,破圩越来越少,相应的排涝站增加
过去高水位时,下游破圩多、决口大,上下游水位落差大,水面比降大,流速大,河道过水流量大,反之则小。1975年大水过后,由于下游河道多次加固了河道堤防,以致后来大洪水时,破圩损失明显减轻。例如,1975年清流河、来河以及连接到滁河这一片区域,来安、滁县境内共有27处破圩,而且破圩程度也最大的,整个圩区一片汪洋,两县共有小水库垮坝22处(资料来自1976年《华东水文》)。2003年洪水,清流河滁县站以下有10处破圩,也造成京沪铁路担子至乌衣段因洪水溢过路面路基而两度中断,就破圩程度和规模仍比1975年同期小,2008年洪水清流河滁县站以下有2处破圩,与过去同级别的洪水相比破圩损失明显减轻。下游圩內原有的排涝站增加功率加大排涝量以及新增加的排涝站,抬升河道下游水位,也影响了洪水的下泄的流速。
5.2 河道滩地被占、垃圾、淤积
河道滩地、洼地不但有行洪功能也有临时蓄洪功能,当河道滩地洼地被填被垫,河道变窄变浅直接影响河道行洪能力,当持续河床抬高、断面变窄河道蓄量降低,遇到同等级别的洪水时,水位自然也持续升高。多年来特别是靠近城镇地方,由于土地资源稀缺,一些单位部门和个人侵占河道滩地,垫高后建厂建房,也有往河边偷倒建筑垃圾,还有长期在河边生活的居民生活垃圾都往河岸倾倒。再由于流域水土流失,河道自然淤积,航运部门曾经为清流河通航主河槽清淤过,两岸滩地只有很小一段治理,大部分未经过治理。值得一提的是,清流河下游离滁州市只有15 km的乌衣镇老街那一段河道,本身河道就很窄,两岸滩地几乎被占完,仅剩下主河道,也是影响清流河行洪最大的瓶颈,居民住房就建在河边的滩地上,由于经常被淹原因,一些家庭就把平房建成较高的楼房,少有的空地也都栽上了树或搭建养牲口的窝棚等建筑物,靠近水边就能看见居民多年倾倒的垃圾和破旧沉没的水泥船。所有在这里生活的居民房屋都建在河道圩堤以外靠近主河槽的两边滩地上,严重影响清流河的行洪。
5.3 桥梁的影响
桥梁方便了人民群众的生活工作,但桥梁阻水又影响行洪,所造的桥梁高低、长短、形状而各不相同,影响程度也不同。1975年以前清流河城区只有3座桥,分别为陈湾桥、老五孔桥、西方寺新桥,而且陈湾桥和老五孔桥规模比现在的规模还要小,都是来一场大水冲毁一次,陈湾桥于1979年6月重建竣工,很短,水位14.8 m桥面上水;老五孔桥在1987年大修,较短,水位14.1 m桥面上水;西方寺新建桥1975年春竣工运行,桥梁较短,桥东岸直接把滩地垫起来和桥面一样高,高度不达标准,而且跨度短;清流路清流桥1994年建,也短,高度不达标,2003年拓宽,桥造成后,桥下的建筑垃圾也有未清理干净现象;清流河下游乌衣镇大桥是单孔拱形桥,20世纪80年代中后期造,河道本身就窄桥身也短,这五座桥都存在阻水、壅水现象,高水位时,洪水漫过低矮桥面,整个桥身阻水严重,没漫桥面的也因桥墩,支架,易遭树木、水草、渔网等漂浮物缠绕,影响水流。后期城区造的几座立交桥又高又长,桥墩以及桥墩挂住漂浮物有阻水现象,相对于低、矮、短的桥梁,影响较小。
5.4 滩地种植树木、农作物、杂树、水草
由于清流河滩地未治理,人们就在清流河沿途滩地上种植树木和农作物,树种类有成长较快的意杨树、水杉,还有种植玉米等高秆作物,而且是越种越多,越长越大,自然生长杂树、芦苇等生长在滩地上,严重地堵塞了清流河的滩地行洪。还有水面上成片生长的空心莲子草,根根相连,不易冲散,河道发水时,冲下来的这些水草连同其他漂浮物堵在滩地树杆上或是堵在桥墩和桥墩上面的支架上,堵塞水道,限制水流速度,增加淤积。根据比降-面积法计算河道流量时(公式1),可以看出河道岸壁的杂草、树木、障碍物等越多越大,河道的岸壁糙率越大,通过河道断面的流量就越小[1]。
(1)
式中,Q:洪峰流量,m3/s;n:河道糙率;A:洪痕线以下河道断面面积,m2;R:水力半径,m;I:水面比降。
6 应对措施
对于蓄洪区,当清流河遇破记录洪水,为保卫滁州市和京沪铁路等重交通公路安全,仍需破圩分洪,由各级防汛指挥部门制定。对于侵占河道滩地行为,必须退占还滩。目前市政府在城区段正在治理,也要全面治理危及滁城安全的下游河道,对于河道断面相对较窄的河段应疏浚拓宽,对于下游乌衣镇老街地段防洪堤防两岸居民,国家给予补偿等措施,让居民搬迁,再进行河道治理。对于桥梁短,垫高滩地且无孔的引桥应采取扩孔,长度、高度达标的桥梁应采取切滩、疏浚河槽和补偿河道过水面积,对于低矮、破损严重的阻水桥梁只能拆除重建。对于必须要建的水壩、抽水站等水利设施,必须补偿原有的河道过水面积。对于在滩地自然生长杂树、杂草以及种植的树木、农作物等,水利部门要定期清障和加大执法力度,采取打捞、治污等措施控制空心莲子草等阻碍物的疯长。
7 结语
随着国家经济建设的迅猛发展,人民群众物质生活水平也大幅提高,当洪水灾害来临后,国家、集体、人民群众的经济损失一次比一次大,河道的泄洪能力被破坏,吃亏的只能是人类自己,所以人类要与大自然和谐相处,通过本文分析,希望对清流河高水泄洪能力下降有所认识,要恢复原有的泄洪能力需要大量的人力物力投入,并且加大治理力度。
参考文献
[1]张静.滁州市城市防洪规划思路[J].安徽技术师范学院学报,2005,19(4):83-84.
(责任编辑:刘昀)