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一种临时防汛抢险的应对策略

发表时间：2021/6/23 来源：《基层建设》2021年第6期作者：徐大一

[导读] 摘要：水利工程是人民生活的保障，在面临洪涝灾害时，水利工程发挥着至关重要的作用。

        上海友为工程设计有限公司上海市 200082
        摘要：水利工程是人民生活的保障，在面临洪涝灾害时，水利工程发挥着至关重要的作用。但是现实中地形具有多样性，灾害具有突然性，在水利工程的建设中又要充分考虑经济效益，在灾害来临时，就会暴露出防汛工程的死角。本文通过分析一个应急防汛抢险工程的案例，对于临时防汛策略给出一种思路。
        关键词：临时防汛抢险；临时防汛墙；排涝工程
        水利工程是人民生活和劳动生产的重要保障，在抵御自然灾害和利用水利资源的过程中起到了至关重要的作用，水利工程的建设关系到经济、社会、民生的诸多方面。但是在实际工程建设中往往要考虑工程成本、运行年限、现行规划、后续工程等诸多因素。
        2019年8月，台风“利马奇”从我国沿海登陆，台风伴随着大风和强降雨，给沿途地区造成了严重的破坏，经济损失严重。同时这场台风也暴露出部分地区防汛安全系统还不完善。另外在灾后重建的过程中也暴露出一些问题。本文通过分析西元村浦家港防汛应急抢险工程，给出一种临时防汛工程的思路。
        1 工程背景
        1.1 台风“利马奇”
        2019年8月10日凌晨1：45分前后“利马奇”（2019年第九号台风）以超强台风级在浙江温岭市沿海登陆，登陆时中心附近最大风力16级（52米/秒）。
        受“利马奇”台风影响，9～11日上海境内陆地最大阵风8～10 级，长江口区西部和沿江沿海地区10～11级，长江口区东部11～12 级，洋山港区和上海市沿海海面阵风12～14级。强降水主要集中在9日夜里到11日上午，雨量可达暴雨，局地大暴雨，预计过程雨量120～180毫米，个别站点可达200毫米以上，最大小时雨强40～60毫米。
        1.2 西元村受灾情况
        由于浦家港河口处无控制口门，而该村西竹园和马桥村民组地势较低，地坪高程3.60m~4.20m。但凡雨天遭遇吴淞江高水位（近期控制高水位4.79m），该区域的雨水非但不能外排，吴淞江河水还会倒灌至浦家港及其二条支流，导致该村三条河道水位骤涨，河水倒灌造成沿河道路积水和村民户房屋进水。
        2019年8月10日，因“利奇马”台风的影响，造成该村浦家港西侧、金家浜南北侧以及丁家浜北侧涉及43户村民家中进水，并紧急撤离安置人员212人。积水持续时间长达3天。
        2019年9月1日，虽雨势不大，但因吴淞江水位涨势迅猛，河水倒灌进入，造成该村22户村民家中进水。
        由于连续不断地降雨，2019年9月2日再次造成8户村民家中进水，并撤离与安置人员30人。虽然该村组织人员进行排涝，但由于吴淞江长时间持续高水位，给该村排涝带来了极大的困难。
        频繁的洪水倒灌，不仅给村民户带来了较大经济损失，也对该村民户的房屋及人身安全形成了很大的隐患。
        1.3 工程实施的局限
        工程案例中受灾区域约为一个三角形，西侧为京沪高速，东侧为墨玉南路，北侧为吴淞江。由于京沪高速与墨玉南路路面高程较高，故该区域为一面临水的洼地，区域内河浦家港从北侧直接排入吴淞江。因此当吴淞江水位上涨后，洪水倒灌，对区域内居民造成危害。
        在吴淞江相关规划中，浦家港入口为非规划口门，没有泵闸等挡水建筑物的实施计划，又该区域面积较小，建设泵闸等建筑物收益有限。因此，各方通过协商决定采用临时的防汛抢险措施。待后续规划实施时再永久性的解决该区域的洪涝问题。
        2 应急抢险措施
        2.1 挡水建筑物设计
        挡水建筑物是为拦截水流、抬高水位、调蓄水量，或为阻挡河水泛滥、海水入侵而兴建的各种闸、坝、堤防、海塘等水工建筑物。针对案例中特点，选择临时挡水建筑物，断面采用吴淞江堤防工程中的顺河围堰断面，钢管桩围堰。这种断面形式具有施工方便，周期短，可带水施工等特点，能够充分节省工程投资，并能够满足现阶段的临时挡水防汛要求。
        2.2 临时排涝工程
        西元村现有浦家港、金家浜、丁家浜等3条河道受G2京沪高速公路和墨玉南路的隔断，除浦家港一端与吴淞江连通外，其它河道与安亭新镇圩区内的其它河道均不连通，河网水动力条件较差，地块内水系的生态环境相对脆弱。2018年实施了黑臭河道整治工程，目前河道水质和沿线水生态环境有所改善。如果为了解决西元村洪水倒灌引起的居民受淹问题，而仅仅采用封堵浦家港河口的应急措施，将进一步削弱片内水系的河网水动力和水系连通，加剧该片区内水体的生态环境和水质恶化。因此，在浦家港外河口新建控制口门时，应充分考虑提升地块内河网水动力条件，提高河道的自净能力，改善地块内水系的生态环境。
        工程案例中设置了移动式抢险水泵，可以在汛期到来之前抽排涝水，平时开启水泵还可促进水流交换，改善内河水质和水环境等情况。
        3 防汛工程布置
        3.1 临时防汛墙设计
        由于口门建筑物建设周期相对较长，为避免短期内西元村再次遭遇苏州河洪水倒灌，在浦家港河口新建临时防汛堤，与苏州河现有防汛墙形成完整的防洪封闭圈。
        为避免新建临时防汛堤侵占苏州河航道，临时防汛堤采用钢管桩围堰的结构形式。临时防汛堤外边线与现有苏州河防汛墙外边线平齐布置。临时防汛堤长度37.0m。
        新建的苏州河临时防汛堤采用钢管桩围堰的结构形式，堤顶高程为4.25m，堤顶宽度3m。钢管桩采用DN273×10，桩长12m，顶部采用φ30@1800钢拉杆进行对拉。钢管桩围堰背水侧采用填筑平台进行支撑，土平台顶高程2.00m，顶宽2m，土平台内坡面坡比1：2，平台采用袋装土填筑。具体结构形式见下图：

                      图1 临时防汛堤断面图
        3.2 临时排涝工程
        在该工程案例中，浦家港河口封堵后，本地块无外排雨水的通道。为了满足临时应急排涝和日常水体交换需求，考虑设置应急抢险泵，抽排地块内雨水。应该本案例中临时防汛堤为临时水工建筑物，排涝标准按5年一遇24小时暴雨量126.8mm一天排出。
        考虑地块内水域的调蓄（预降内河水位至2.00m）、下渗和蒸发等雨量损耗，经计算，5年一遇暴雨时该地区的排涝流量为0.27m3/s。因此，本工程设置3台移动式抢险泵（单台水泵流量0.1m3/s）。其暴雨前预降方案和调水方案如下：
        ①暴雨前预降方案：
        为保证汛期安全，在接到暴雨预警之后，对内河进行预降水，腾空内河库容，减小暴雨过程中的排涝压力。
        区域内河面积共17004m2，本方案采用3台排涝泵，总流量0.3m3/s，从高水位2.8m降至预降水位2m，所需预降水时间共13h。
        ②调水方案：
        临时防汛墙建成后完全阻隔内外河水交换，为保证内河水质，拟定调水方案，定期对内河进行引调水。
        区域内河面积共17004m2，本方案采用3台排涝泵，总流量0.3m3/s。第一天，将内河水排出至外河，内河水位从常水位2.5m降至2m，所需时间共8h；第二天，将外河水引入至内河，内河水位从2m升至常水位2.5m，所需时间共8h。完成一次调水周期为2天，建议每月至少完成2次调水。
        4 工程评价
        在上海市嘉定区安亭新镇西元村防汛应急抢险工程这一案例中，考虑到该工程临时性和应急性的特点，如果兴建大型的泵闸等水利设施，一来施工周期较长，不一定能满足应急抢险的需求；二来投资较多，针对该工程区域显然经济效益较差。另外，如果后续有新的规划项目，需对泵闸进行拆除时，也增加了经济投入并造成了资源的浪费。
        本案例中兴建的临时防汛堤具有施工简便、工期短、经济投入较少、施工灵活等优点，并且能够在短期内满足防汛、应急排涝和水体交换等日常运用需求，且顺河围堰形式的布置在拆除后还可以再次利用，具有较好的经济效益。
        同时，这种应急防汛方案也存在一定缺陷，挡水建筑物为临时建筑物，建设标准采用临时建筑物等级，在面对大型洪涝灾害时无法满足抗灾需求。并且移动抢险泵在运用时也存在移动不便，操作繁琐，需要人力较多等缺点。因此这种防汛抢险的应对策略所涉及的使用年限不宜过长，应在1~3年为宜，并且需要管理部门加强监控管理以及人员的调配，在灾害来临前也要做好充分的准备。另外，后续的规划和永久水利防汛设计也要尽快落实。
        参考文献：
        [1]赵学刚水利工程防汛措施及抢险方法[J]科技创新与应用，2012（4）：92-93
        [2]田波水利工程防汛措施与抢险对策研究[J]中国水运，2015（3）：168-169