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涉河建设项目防洪管理新形势探讨

时间:2024-07-28

张凤英

(河北省水利工程局集团有限公司,河北 石家庄 050023)

1 问题背景

随着经济社会的快速发展,非防洪建设项目越来越多,其中涉河建设项目不胜枚举。按照《中华人民共和国水法》《中华人民共和国防洪法》要求,非防洪建设项目只要涉及河道管理范围,特别是涉及防洪区域和防洪设施,必须编制建设项目防洪评价报告或建设项目洪水影响评价报告。涉及行洪河道的建设项目,编制防洪评价报告;涉及蓄滞洪区的建设项目,编制洪水影响评价报告(两者统称为评价报告)。其出发点在于,项目建设不能对防洪体系的安全和洪水调度产生重大影响,不能对防洪保护区的安全产生重大影响,不能让建设项目自身处于防洪不安全状态。评价报告要完全按照《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》(SL/T808-2021)要求编制,同时针对建设项目自身的规模、布置、结构、材料以及施工方式要严格符合流域管理机构或地方水行政主管部门制定的“技术审查规定”。按照防洪管理程序,评价报告编制完成后,报相应水行政主管部门审查批准。历经多年的工作实践,在评价报告编制和上报审查过程中,笔者发现了一些难以回避的新情况,直接关系到防洪管理工作,有待深入研究探讨,统一认识,以便促进防洪管理工作的日臻完善。现就新形势的不同表现做一归纳和探讨。

2 洪水水文成果的新变动

开展防洪评价工作所依赖的最基础数据就是洪水水文数据。由于河北省平原绝大部分处于海河流域,因而我们十分关注海河流域的水文变化情况。据了解,海河流域主要水系、河流、水文站的洪水账发生了很大的变化。海河流域的各个河系,其不同频率的洪水洪峰数值和洪量数据以往都有传统的批复成果,使用起来十分方便。采纳最多的是上个世纪测算的洪水账,一直延续使用到本世纪初的流域防洪规划。而目前出现了新的情况,各河系洪水账都有了不同程度的变化,原因是海河流域自1963 年的“63·8”洪水以后仅出现了1996 年的“96·8”流域性中小洪水和几次局部性洪水,将近60 a 基本没有出现过流域性大洪水。经历了近几十年的防洪管理,相应增加了几十年的实测水文数据,使流域洪水水文系列具备了延长的条件,延长后的洪水水文系列更加具有代表性、更加符合现实情况。为此,权威部门组织有关单位,以延长后的水文系列为基础,对各个河系的洪水账开展了复核计算。该项工作现已完成。其结果是各个河系的不同频率所对应的洪峰流量(瞬时最大流量)和洪量(如6 d 洪水总量)都比以往成果有所减小,但减小幅度不尽相同。如50 a一遇洪水,海河南系某重要水文站洪峰流量下降约15.09%,6 d 洪量下降约25.47%。相比之下,北系相对变化较小,但减小的性质基本是一样的。经过复核后的部分新成果,不久前得到了相关部门的批复,并要求以后有关防洪方面的工作要采纳使用新成果。可见,以现行规划为基础,以批复后的新成果为条件,以防洪体系建设方案与洪水调度方案为技术依据,进行非防洪涉河建设项目防洪评价报告编制和水行政防洪管理工作审查批复,才能与现实防洪状态相符,才能保证合理调度流域洪水,才能确保建设项目的防洪安全。

3 地面沉降现象造成平原河道防洪指标的新变化

从20 世纪80 年代初开始,华北平原持续干旱,水资源严重匮乏,造成河北省平原区地下水资源严重超采,地下水位下降,从而引起该区域的地面下沉。特别是沿津浦铁路的东西两侧区域,地面下沉现象已持续存在多年。2010 年前后,有关部门花了几年时间,以国家85 基准为统一标准,针对海河流域各个河系,自东向西布设了多条水准点复核测量线路,对以往日常使用的内陆区域水准点的标高进行复核测量。结果是,自20 世纪80 年代以来,到2010 年,部分日常采用的水准点的标高与原来采用的标高比较,最严重的累计下沉量在1.9 m 左右,沉降量最大的水准点下沉量超过2 m。而这些下沉最严重的水准点,恰恰位于蓄滞洪区周边。以此基准点为起点,开展蓄滞洪区的地形测量,所引测的区域地形通过比较,发现还存在局部下沉量的现象。这表明蓄滞洪区下沉量包括两部分,即局部相对沉降量与通过水准点沉降量形成的绝对沉降量。最近十多年,地沉现象仍在继续,但趋势有所减缓。

流域各河系的骨干入海河道的河口出流水位,宏观上是相对稳定的,不会随着内陆区域地沉而降低。内陆区域地面下沉,使蓄滞洪区在同样滞洪水位条件下的滞洪容积和滞蓄洪水能力将相对增加很多。因此,本世纪编制流域防洪规划和蓄滞洪区建设与管理规划时,将部分主要蓄滞洪区的滞洪设计水位做了相应的降低调整,比如某滞洪区的设计滞洪水位从原来的6.44 m 调整为5.94 m。水位向下调整后,其滞洪容积与原来采用的容积相比,仍然不小于原来设计值。

流域防洪通常采用的是蓄泄滞兼筹策略,因此滞洪区容积的加大或许会出现防洪体系的行洪骨干河道因多滞而少泄的现象。这是涉河建设项目防洪评价所面临的另一种新的形势。

4 流域防洪格局基本形成,防洪体系趋于完善

海河流域按照“上蓄中疏下排适当地滞”的治理方针,基本形成了“分区防守、分流入海”的防洪格局,逐步建成了以河道堤防为基础、大型山区水库为骨干、平原蓄滞洪区为依托的防洪工程体系。然而,平原蓄滞洪区的设置基本是以“63·8”洪水在下游平原洼地的实际淹没区域而界定的。当时的经济社会发展还不发达,绝大部分区域都是农田,要求的防洪标准很低,并且属于洼地,涝碱灾害相对严重,因而作为预留滞洪区考虑,当地群众也能接受,矛盾并不突出。而目前情况与历史状况截然不同。

“63·8”洪水的主要暴雨中心在子牙河系的山区迎风坡。由于当年流域分区防守的骨干堤防没有形成,分流入海的河道也不存在,子牙河巨大的洪水涌入周边水系,淹没了周边水系的平原洼地,造成了当年淹没面积巨大的情况。

经过半个多世纪的防洪体系建设,特别是子牙新河的新辟和左大堤的填筑,使子牙河达到了将洪水防守在本河系单独入海的目的。由此可见,当年因子牙河洪水造成的淹没范围增量,现实再遭淹没的风险小之又小,目前仍然按滞洪区性质考虑,似乎牵强,因此有关部门正在深入研究蓄滞洪区布局调整问题。这一新的形势,在开展建设项目防洪评价和洪水影响评价报告编制时,应该给予适当考虑。

5 对管理条款和尺度的正确理解与辨析

按照《河北省河道管理范围内建设项目管理办法》(冀水河湖〔2021〕54 号)规定,“有关水行政主管部门或行政审批部门按照河道审查权限及建设项目规模,对申请的建设项目实施分级受理和审查批准”。河北省范围内的建设项目,不仅涉及本省水行政管理,还涉及流域管理机构水行政管理。作为从事防洪评价的单位,面对流域水文和地形发生较大变化的新形势,进行评价报告编制前,必须充分研读本省与流域管理机构的两个管理办法,即《河北省河道管理范围内建设项目防洪评价技术审查规定》(以下简称《省规定》)和《海委审批权限范围内涉河建设项目技术审查规定(试行)》(以下简称《流域规定》)。

5.1 正确理解对桥梁斜度夹角限制的不同

研读两个规定,不难看出存在局部条款的差异。比如,桥梁与河道交角。《省规定》跨越河道桥梁轴线应与河道水流方向垂直,确实难以布设时,与骨干及主要行洪(排涝)河道交角应控制在75°,与一般河道交角应控制在70°;而《流域规定》跨越河道应使桥梁轴线与中高水流方向垂直,偏差不超过5°,也就是说控制在85°。那么,是不是《流域规定》比《省规定》要严格得多呢?这个问题,常常引起人们的疑惑。这里做一简要辨析。

新建跨河桥梁,两个规定都要求桥梁轴线尽可能与水流方向垂直,确实出现布置困难时,允许存在一定的角度。河道两岸管理范围属于公共岸线资源,针对岸线资源的有限性质,水主管部门有责任对岸线资源进行管理,以便社会各行业能够高效利用。两个规定以集约理念对桥梁角度提出要求,其指导思想是在满足社会正常需求情况下,尽可能使交通部门的单项建设项目节省岸线资源。

如果新建桥梁轴线能与水流方向垂直,那么桥梁所占岸线资源是最小的。若不垂直,便会有所加大,产生“附加占用”。仔细研读对照发现,两个规定所限制的交角存在差异,《流域规定》为85°,而《省规定》为75°。

桥梁对岸线资源的占用长度(沿河流方向)取决于3 个参数,即:①桥梁自身宽度,由桥面设置车道数量决定;②桥梁长度;③桥梁与河流的夹角角度。桥长与夹角将形成“附加占用”长度。占用岸线资源长度的计算公式为:

式中:Z是桥梁占用岸线资源长度(m);W是桥梁宽度(m),即基本占用长度;L是河流宽度对应的桥梁投影长度(m);β是桥梁轴线与河流方向的夹角(°)

式(1)中右侧分为两项,一项是桥梁宽度,属于对岸线资源的基本占用长度;另一项是“附加占用”长度,属于因交角变小而产生的附加长度。

由式(1)不难看出,当角度为90°时,Z与W相等。存在小于直角的倾斜角度时,就会产生附加占用长度,其数值为桥长与角度余切的乘积。

两级管理部门负责的河流重要程度存在差异。其差异与以上规定的交角限度密切相关。水利部针对涉河建设项目的管理有明确分工,规定了各级管理部门的权限,要求各部门遵循涉河建设项目确有必要、无法避让河湖管理范围的原则严格审查。从权限划分来看,流域管理机构分管的河流相对地方水主管部门分管的河流,无论是河流重要程度还是河流宽度等方面,大部分比较重要,特别是河道的宽度大多要宽得多。这就决定了两级管理在角度方面有差异是必要的。尽管夹角限度不同,而附加占用长度相差并不大。比如,河宽500 m 的河流交角85°与河宽160 m 的河流夹角75°所形成的附加占用岸线长度是基本一致的。

如式(1)所表达的,总占用长度(Z)等于基本占用长度(W)即桥宽加上附加占用长度。前例中,如果前者桥梁为双向4 车道,而后者为双向2 车道,那么前者总的占用岸线资源长度并不一定比后者小,即便后者河道宽度更宽一些。

当然,河道宽度相差不大或者桥梁宽度相同时,二者确实存在差异。

5.2 管道穿堤的评价需综合考虑两个规定

关于管道下穿河道堤防的规定,两个规定确实存在一定的差别。经仔细研读发现,差别在于一方规定得比较具体,而另一方规定得比较宏观。编制防洪评价报告时,怎样彼此借鉴参考,有必要进行研讨。

在以往的防洪评价工作中,因遇到一些具体问题而着重辨析了两个规定的差异。现做一归纳分析,以便更好遵循。

《流域规定》第四章第十九条穿河(穿堤)建设项目埋深控制参数部分,“(一)埋深。建设项目穿越河道主槽及滩地段管顶埋深应在最低冲刷线2 m 以下。穿越堤防及堤身管理范围段管顶埋深应在堤基线6 m 以下。”该条规定没有指明施工方式,因而评价时无论采取哪种可行的施工方式,都可以用以上限制参数去考量。

《省规定》则是针对两种不同施工方式规定了限制参数:①开挖方式,“穿越河道主槽、滩地,管顶埋深应不小于冲刷线以下1.5 m;穿越堤防及堤防管理范围管顶埋深应在堤基线6 m 以下”;②定向钻施工方式,“穿越河道主槽管顶埋深应在最低冲刷线6 m以下;穿越1、2 级堤防最小管顶埋深应不小于堤基线以下15 m,3 级及以下堤防应不小于堤基线以下10 m。”

评价报告编制过程中,偶尔遇到定向钻方式施工,管顶位于地基线以下6~15 m 的情况。此时,往往产生困惑。

6 建议

涉河建设项目管理具有明确分工,大致分为流域管理机构管理、省级水利厅(局)管理和地(市)及以下水主管部门管理。评价工作所依赖的根据,主要是《流域规定》和《省规定》。《省规定》已经废除了2016年的试行版本,开始启用2021年正式版本;《流域规定》仍然是试行版本,也面临着修订出台正式版本。为此,提出以下建议。

(1)扩充管理条款,完善管理规定。《流域规定》已经试用多年。在多年的管理工作中,曾经发现并解决了大量各类问题,积累了很多的经验。为此,有必要抓紧修订《流域规定》为正式版本,并尽可能吸收地方正在使用的条款,以使二者尽可能一致、减少分歧;同时,对管道穿河穿堤的不同施工方式给出不同的埋深限制指标,包括大开挖、顶管、定向钻以及盾构等常用施工方式,为评价报告编制提供相对严谨的技术支撑。

(2)借助数字流域建设契机建立各河系洪水演进模型。评价所依从的河流防御洪水方案发生了较大的变化,原因在于地面下沉使各河系蓄滞洪区的容积明显加大,从而使各个河系“蓄泄滞兼筹”的防御策略发生改变。为此,建议对各个河系不同标准洪水进行模拟演进分析,即利用目前数字流域建设工作中所取得的新地形图数据,建立河系完整洪水演进模拟数学模型。以现实河道纵坡和滞洪区新地形为基本条件,以泄洪控制构筑物水位流量关系为约束,以新复核批准的洪水水文数据为输入,针对不同的洪水调度方案进行模拟计算,研究适于新形势的流域、水系防洪格局,为未来修订规划提供参考方案,同时为涉河建设项目的防洪评价报告编制、审查与批复提供统一、可靠的技术依据。

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