1.6 治涝规划
治涝规划主要包括以下内容:分析涝区治涝现状与存在问题,确定治涝规划目标与任务,合理划定治涝片区,选定治涝标准,研究分区治理方式,选定整体治理方案,阐明治涝效益。
1.6.1 治涝现状与存在问题分析
1.6.1.1 治涝现状分析
治涝现状分析主要包括以下内容:涝区自然条件和社会经济的基本情况,渍涝灾害情况,以往治涝规划及实施的过程,涝区已有水利工程的分布、数量、规模,涝区现状达到的治涝标准,现有工程设施的兴建和投入运行的时间、运用方式和工程效益等。
1.6.1.2 存在问题分析
存在问题分析主要包括以下内容:以往治涝规划及实施过程中存在的问题,现有治涝工程在安全及运行管理等方面存在的问题,涝区在治涝管理方面存在的问题等。
1.6.2 治涝规划目标与任务拟定
1.6.2.1 治涝方针
流域治涝规划应贯彻因地制宜、综合治理、内蓄外排兼顾、分期分区实施的方针。合理保留圩区湖泊洼地,过度围垦内湖的圩区适当退田还湖;上下兼顾,自排与提排相结合;以治涝为主,开展综合利用,防洪、治涝与灌溉等统筹考虑。
1.6.2.2 治涝规划目标
应按不同规划水平年,根据治理开发任务的轻重缓急,结合考虑各方面条件,制定出符合自然规律和经济社会发展要求的治涝方案和实施步骤,改善和提高易涝地区的排涝能力,逐步达到规划治涝标准。
1.6.2.3 治涝任务
治涝主要任务是通过工程措施和非工程措施,解除农田涝、渍、盐碱灾害,为农作物稳产高产创造条件。
(1)排除地表涝水,满足农作物在各个不同生长季节对耐淹水深、耐淹历时的要求。
(2)降低地下水位至作物适宜生长的深度以下,减免作物渍害。
(3)在土壤盐碱化地区,应结合盐碱土治理,降低地下水位至临界深度以下,满足防治土壤次生盐碱化和改良盐碱土的要求。
1.6.3 治涝片区划分与治涝标准拟定
1.6.3.1 治涝片区划分
治涝规划应与综合农业区划、区域开发及农田基本建设密切结合,根据涝区地形、水系、承泄区条件合理划定治涝分区。
划定治涝分区时,应根据“高水高排、低水低排、内外水分开、主客水分开、就近排水、有条件时以自排为主、抽排为辅”的原则,适当照顾行政区划和水利土壤改良区划,合理拟定排水分区方案。
一般说来,排水分区的类型主要有以下几种。
(1)沿江沿湖圩区的排水分区。这类地区,应根据地形特点和外水位条件,适当考虑现有排水系统状况进行分区:地势较高有可能自排的地区,划分为高排区;地势较低、排涝期间外水位长期高出田面高程,需要抽排的地区,划分为低排区;而介于两者之间的地区,则采取自排与抽排相结合的方式。
(2)半山半圩区的排水分区。这类地区处于丘陵山区和江湖之间,汛期圩外水位高于圩内的农田,同时受客水下压,涝情严重,应在高低分界处规划截流沟或撇洪道,将排水区划分为高排和低排两类地区。
(3)滨海和感潮河段地区的排水分区。这类地区,应根据潮汐影响程度、时间和范围划分排水区。例如,排水沟道出口建挡潮闸,高于挡潮闸正常蓄水位所相应的设计回水水面线高程以上为自排区或称畅排区;低于挡潮闸设计低水位所相应的设计回水水面线高程以下的地区为抽排区;介于两者之间的为半畅排区。如排水沟道出口无闸,则直接以出口处的设计高潮位及低潮位,分别用排水沟道设计排水流量推算沿程回水水面曲线,并按上述原则划定自排区、抽排区及半畅排区。此外,对这类地区,还可以排水流程最短为原则,尽可能均衡地划分若干排水区,以缩短排水时间。
(4)易碱、易渍地区的排水分区。对易碱、易渍地区,应根据当地作物种植结构、地形地貌、土壤条件、地下水矿化度以及社会经济水平等有关因素划定排水分区,确定作物设计排渍深度值和控盐地下水临界深值,采取有效排水措施,及时排除土壤耕作层内的过多水分,并通过农、林、水综合治理措施改良土壤,做到治涝与改碱防渍相结合。
1.6.3.2 治涝标准
1.治涝标准的表达方式
(1)农田治涝标准通常采用的表达方式是,以涝区发生一定重现期的暴雨时农田不受涝灾为标准,并应合理确定设计暴雨重现期、暴雨历时和排除时间。
(2)城市治涝标准通常采用的表达方式是,以城市发生一定重现期的暴雨时不成灾为标准,并应合理确定暴雨重现期、暴雨周期和排除时间。
2.治涝标准的拟定
应根据涝区受灾情况和社会经济发展需要,根据现行规范,从经济社会和环境等方面,综合论证选定治涝设计标准。
(1)农田排水设计标准。按《农田排水工程技术规范》(SL/T 4—1999)要求,农田排水标准为5~10年一遇的暴雨重现期。旱作区一般采用1~3d暴雨,在1~3d内排到田面无积水;水稻区为1~3d暴雨,在2~5d内排至作物耐淹水深以下。条件较好的地区或有特殊要求的粮棉基地和大城市郊区治涝设计标准可适当提高,条件较差的地区治涝设计标准可适当降低。
(2)城市排水设计标准。根据《室外排水设计规范》(GB 50014—2006),城市排水设计暴雨强度计算采用的设计重现期P,应根据汇水地区性质、地形特点和气候特征等因素确定。同一排水系统可采用同一重现期或不同重现期。重现期一般采用0.5~3年,重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区,一般采用3~5年,并应与道路设计协调。特别重要地区或次要地区排水标准可酌情提高或降低。
当所要求的治涝标准一时难以达到时,可提出分期实施意见。
1.6.4 治涝工程总体布局
1.6.4.1 基本原则
流域治涝规划应根据不同分区的治理要求,按照因地制宜、综合治理的原则,拟定整体治理方案和分区配套治理措施;坚持排、滞、蓄、截相结合,提出排水渠系、截流沟与撇洪渠、蓄涝区、排水闸与挡潮闸、排涝泵站、排涝承泄区等切实可行、经济合理的治涝工程措施,确定治涝工程的总体布局。
1.6.4.2 治涝工程布局
1.排水渠系
排水渠系层次因涝区面积、地形、水系、排水出口和承泄条件的不同而有差异,一般分为排水干渠、支渠等。排水渠系布局应根据涝区地形特点和外水位条件确定,尽量满足自排要求。排水渠道设计排涝流量应根据治涝标准,并结合考虑滞、蓄能力和作物类别、生长期与耐淹程度等因素分析确定。骨干排水河道的设计排涝水位,应根据排涝效益和缓排面积,经技术经济比较论证选定。
涝区排水除按治涝标准排除地面涝水外,还应考虑为保证作物正常生长对降低地下水位的要求,做到治涝与改碱、防渍相结合。对于易碱地区,应研究合理的地下水埋深,采取农、林、水综合治理措施改良土壤。需大面积采用井排或井灌井排结合降低地下水位时,应就排水效能、工程建设、管理运行等方面进行技术经济论证;采取井排或引水洗盐压碱时,应妥善安排排水出路。对于易渍地区,其改造措施主要是兴建田间地下排水工程,调整改造田间排水渠系,做到灌排分开。可根据土壤和水文地质特点,采取有效的、能及时排除土壤耕作层内过多水分的排水措施。
2.截流沟与撇洪渠
对于半山半圩区的排水分区,为减少进入圩区的山水,可通过在高低分界处修建截流沟及撇洪渠工程对山水进行拦截并撇走,实现圩区内外水分开排和高低水分开排,减轻圩垸涝灾,减少垸内电排装机。一般可根据涝区的地形条件和实际需要,按规划标准新开挖沟渠或对现有沟渠采取扩大断面、疏浚沟道、渠堤加高加固等措施进行改造。
3.蓄涝区
为削减规划圩区的排水流量,减少抽排装机,降低排涝成本,可利用圩区内的湖泊、洼地、河道、沟渠、坑塘等蓄水体,合理安排蓄涝区,对涝水进行调蓄。
根据我国江苏、湖南、湖北、江西等省的成功经验,蓄涝区面积以占排涝区总面积的8%~12%为宜;当排涝区没有湖泊、洼地、坑塘等天然蓄涝场所,必须新开辟蓄涝区进行滞蓄时,蓄涝区面积以占排涝区总面积的5%~8%为宜。
蓄涝容积大小应根据集水面积、积水量、排涝站规模以及地形土壤等条件合理确定,尽量与灌溉相结合,同时兼顾渔业、卫生及环境等方面的要求。当涝区内的自然湖泊、洼地、河道、沟渠、坑塘等容积较大时,蓄涝容积可大些;若蓄涝区较小,需新开辟蓄涝区时,蓄涝容积可适当小一些。蓄涝区的正常蓄水位,应根据蓄涝要求及堤坝安全,并结合考虑相关综合利用部门的需要,合理确定。蓄涝区设计低水位的确定,主要考虑满足综合利用要求;对可能造成次生盐碱化的地区,还应考虑控制地下水位的要求。
4.排水闸与挡潮闸
排水闸与挡潮闸是沟通各级排水渠道、蓄涝区和承泄区的连接工程,其作用是保证涝水排泄畅通,控制地下水位,并拦阻涝区外洪水、潮水入侵。应综合考虑地形、地质条件以及外河(海)水位(潮位)、风浪冲刷和泥沙淤积等因素,选择合适的排水闸与挡潮闸的闸址位置,并应根据所在河段及承泄情况、排水量、抢排时间和对降低地下水位等的要求,分析确定排水闸、挡潮闸的规模和特征值。
5.排涝泵站
在自排保证率不高的情况下,抽排是主要的治涝保障手段,对特别低洼无法自排的涝区和堤圩水网地区,需建排涝泵站抽排。排涝泵站的布局应根据圩区外河水文和圩内地形、水系等自然条件,结合治涝工程的整体规划,因地制宜地采取集中建站或分散建站等方式。对于排水面积较大但地形平坦,且地势单一倾斜、蓄涝容积大而集中、有骨干排水河道、排水出路单一的地区,以集中建站为宜。对于水网密集、排水面积分散、地势高低不平、高地要灌、低地要排的地区,以分散建站为宜。
6.排涝承泄区
承泄区是承泄涝水的地方,一般包括海洋、江河、湖泊、洼地以及地下透水层和岩溶区等,可根据实际情况选用。其位置应尽可能与涝区中心接近,且应与排水系统布置相协调。排涝承泄区的水位,应根据承泄区的条件及排水要求经水利计算确定。对于承泄区与排水系统之间的连接,可按畅排和顶托两种情况考虑,因地制宜地采用建闸、建排水站以及建回水堤的连接方式。选择承泄区位置时,应考虑有稳定的河槽,具备排泄或容纳全部涝水的能力,一般尽可能选择水位较低的地方,以争取有较大的自排面积及较小的电排扬程。治涝规划中,承泄区治理主要包括以下内容:采取疏浚河槽和浅滩,清除河道上的阻水工程设施,扩大原有河道或开挖新河,以增加排水流量;有条件时,可在承泄区上游修建水库,通过水库的调蓄作用,适时减少泄量,降低排涝期下游河道水位。
1.6.4.3 总体布局方案的综合分析
治涝规划中,应因地制宜地采取截流、蓄涝、排水等治理方式,选择一种或数种主体治涝工程,配合其他工程及非工程措施,组成多种综合治涝方案。在此基础上,通过初步分析比较,归纳成若干个主要的布局方案,再从技术、经济社会及环境等方面综合分析和论证,选出最优的总体布局方案。
需要注意的是,在拟定治涝方案时,应正确处理治涝工程与有关部门和相邻地区的关系。对于灾情严重且治理工作量很大的涝区,应研究分期治理方案,先按低标准治理,减轻涝灾危害程度,以后分期提高治理标准。
治涝规划中,还应重视非工程措施的作用,包括加强治涝工程管理,制定并实施排涝区优化调度方案,制定超标准涝水防御对策,以及与农业生产相结合的有关措施等。