城市防洪

古代城市的始建，大多是接近水域，防洪問題相應產生。據中國有關史籍：約在公元前21世紀就有沿水域建城的記載，建城是建堤之始。在中國鄭州市，1955年發現規模宏大的商代（公元前16世紀～前11世紀）城牆。城周長7.1km，殘存最高約9m，城牆基最寬36m，牆體用土分層夯築，具有防敵、防洪雙重作用。長江湖北紀南古城（在荊州城北約8km），建於公元前約6世紀，城內地面高於長江一般洪水位，據地方誌記載，大洪水曾淹至城牆。在歐洲、亞洲其他國家，很早的年代也有類似的各種城堡。後來中國北京城、淮河壽縣城和漢水安康城等較為普遍的磚石城牆的興建，也具有防敵與防洪的雙重作用。隨後平原區堤防的發展，使城市防洪大大提高了一步。有的城市建在圩堤區內。同時還建有堅固的磚石城牆（湖北省的荊州城），具有雙重的防洪保險，即使外堤潰決。還可以繼續防守磚石城。海濱城市大多依靠海塘（海堤）防洪。20世紀發展到利用分蓄洪工程，以提高城市防洪標準。河道整治是防洪的另一方面，歐洲各國幾世紀來為城鎮防洪一直進行着河道整治工作。利用水庫為城市防洪，較早較完善的是美國邁阿密河上的代頓市。1913年3月俄亥俄河發生大洪水，代頓市受重災。美國政府於1917年～1923年在邁阿密河修成了5座滯洪水庫，有4座在代頓市上游，總庫容9.08億m³，控制代頓市以上流域面積97.7%。中國在1949年時城市化程度還很低，城市防洪工程數量很少，標準低、質量差。當時的防洪策略是犧牲農村保城市。1949年以後，中國對城市防洪做了許多的工作，在北京市上游修建了官廳、密雲等水庫，在上海、哈爾濱、天津、武漢、廣卅I等城市修建了堤防。同時建立了市長防洪搶險負責制。隨着中國城市化率的迅速提高和農村經濟的大為發展，再靠犧牲農村來保城市已不合適，城市防洪面臨新的形勢。早在1981年中國國務院就提出了城市防洪除了每年汛期要做好防汛工作外，特別要注意從長遠考慮，結合江河規劃和城市總體建設，做好城市防洪規劃、防洪建設、河道清障和日常管理工作。1998年中國將全國城市防洪的職責全部劃歸水利部，加大了城市防洪建設步伐，一些重點城市防洪狀況有了很大改觀。 ^[1] 

現代城市不僅人口、資產密度加大，而且結構複雜化，防洪的特點，一般是防護範圍較小，防洪標準高，與航運、城建及其他經濟部門關係密切，防洪安全保障需求多樣化。因此城市防洪任務就是利用城市河道綜合治理技術，城市雨洪蓄滯、滲透等工程處理技術，城市堤防的建造技術，城市建築耐水化的處理技術，城市各類生命線系統的防洪應急保護技術，城市發展與防洪減災相結合的綜合規劃技術，城市防洪工程的除險加固技術，城市防洪工程體系的優化調度技術以及一些行政管理手段，儘可能消除或減少洪水造成的人員傷亡和財產損失，保障城市的安全。

我國城市的防洪任務是，21世紀初期，重點防洪城市的防洪標準達到200年一遇，占城市總數5%；非農業人口在150~50萬之間的重要城市，防洪標準為200~100年一遇；非農業人口在50～20萬之間的中等城市，防洪標準為100年一遇；非農業人口在20萬以下的，防洪標準為50年一遇。 ^[2] 

調節徑流就是在河流的上游修築塘庫，把季節河流不能容納的部分洪水蓄積起來，以削減洪峯，同時還可以利用其進行農田灌溉、發展水產、搞園林綠化、修建電站等，化害為利。這是一種通過壩庫攔蓄達到防洪併兼顧除害興利的綜合措施。

整治河道、提高河道行洪能力，是一種以及時宣泄洪水達到防洪的治理措施。整治河道一般採用疏浚河牀、取直河道兩種措施。

(1)疏浚河牀，通常是把平緩或淤積的河牀段挖深並使底坡坡度增大，同時清理河障，而不是加寬，目的是增大排泄能力和防止河牀的淤積，以暢其流。

(2)取直河道，目的是加大水力坡度，提高河牀排泄能力，使洪水位降低。

受到山坡方向地面徑流威脅的城市，必須設置截洪溝截引山洪瀉入河中。

(1)設置截洪溝的條件

1)根據實地調查山坡土質、坡度、植被情況及徑流計算，綜合分析可能產生沖蝕的危害，設置截洪溝。

2)建築物後面山坡長度小於100m時，可作為市區或廠區雨水排出。

3)建築物在切坡下時，切坡頂部應設置截洪溝，以防止雨水長期沖蝕而發生坍塌或滑坡。

(2)截洪溝佈置基本原則

1)必須結合城市規劃或廠區規劃。

2)應根據山坡徑流、坡度、土質及排出口位置等因素綜合考慮。

3)因地制宜，因勢利導，就近排放。

4)截洪溝走向宜沿等高線佈置，選擇山坡緩、土質較好的坡段。

5)截洪溝以分散排放為宜。

(3)截洪溝規劃佈置應注意的幾個問題

1)與農田水利、園林綠化、水土保持、河湖系統規劃結合考慮；

2)截洪溝應因地制宜地佈置，儘量利用天然溝道，一般不宜穿過建築羣；

3)截洪溝的設計縱坡不應過大，若必須設置較大縱坡時，則此段應設計跌水或陡槽，但不可在彎道處設置；

4)當溝體寬度改變時，應設置漸變段，其長度為底寬差（或頂寬差）的5~20倍；

5)截洪溝的彎曲半徑不應小於水面寬度的5～10倍，溝頂標高應超過溝中最大水位標高的0.3～0.5m。

(1)防洪堤的佈置

防洪堤應在常年洪水位以下的城市用地範圍以外佈置，堤線必須順暢，不能拐直彎。同時也要考慮最高洪水位和最低枯水位、城市泄洪口標高、地下水位標高等因素。當居民點內支流與防洪堤之間出現矛盾時，應參考以下方案妥善解決排除：

1)沿幹流及市內支流的兩側築堤，而將部分地面水採用水泵排除。此方案排泄支流洪水方便，但要增加防洪堤的長度和道路橋樑的投資；

2)只沿幹流築堤，支流和地面水則在支流和幹流交接處設置暫時蓄洪區，洪水到來時，閘門關閉，待河流退洪後，再開閘放出蓄洪區的洪水，或者設置泵房排除蓄洪水。此方案適用於支流的流量小，洪峯持續時間較短，堤內又有適當的窪地、水塘可作蓄洪區的情況；

3)沿幹流築堤，把支流下游部分的水用管道排出，不需抽水設備，這種方案一般在城市用地具有適宜坡度時才宜採用；

4)在支流修建調節水庫，城市上游修截洪溝，把所蓄的水引向市區外，以減少堤內匯水面積的水量。

(2)防洪堤的技術要求

1)防洪堤的軸線應大致與洪水流向相同，並與常水位的水邊線有一定的距離；

2)防洪堤的起點應設於水流平順的地段，以避免產生嚴重沖刷；對設於河灘的防洪堤，若對過水斷面有嚴重擠壓時，則首段還應佈置成八字形，以使水流平順，避免發生嚴重淘刷現象；

3)防洪堤頂可以與城市道路結合，但功能上必須以堤為主；

4)防洪堤的頂部標高，可採用同一標高或採用與最高洪水的水面比降相一致的坡度。

5)堤岸迎水面應用塊石或混凝土砌護，背坡可栽種草皮保護。為防止超過設防標準的洪水，堤頂可加修0.8～1.2m高的防浪牆。

填高被淹沒用地是防治水淹的一種較為簡單的措施，在下列情況下可以採用：

(1)當採用其他方法不經濟，而又有方便足夠的土源時；

(2)由於地質條件不適宜築堤時；

(3)填平小面積的低窪地段，以免積水影響環境衞生。

填高低地可以根據建設需要進行填高，並可分期投資，以節約開支。但土方工程量一般較大，總造價昂貴。

6、修建與整治城市湖塘

(1)在小河、小溪或沖溝上築壩，形成壩式池塘；

(2)在河漫灘開闊地段築圍堤或者挖深，營造一個較大水面，形成圍堤式池塘；

(3)整治原有池塘，開挖出水口，變死水為活水。由於水源和地質條件的限制，往往不是所有的窪地都能建成湖塘，為了保證湖塘有足夠的水源，需要作仔細的經濟技術比較。

整治城市湖塘，一則可以調節氣候，改善城市衞生，美化城市；二則可蓄積雨水，作為地面水的排放水體，灌溉園林農田；三則可增加副業生產，養魚和種藕等；四則可利用其修建福利設施，增加城市文化休息的活動場所。因此，有條件的城市，應當充分改造利用之。 ^[3] 

城市防洪經濟效益就是防洪工程減免的的洪水災害經濟損失或增加的土地利用價值。按照防洪工程作用的時空邊界可劃分為直接效益和間接效益，直接效益是防洪工程減免的由於洪水直接造成的損失值；間接效益是指減免的由洪水直接損失帶來的經濟和社會活動受阻造成的損失，從而產生的效益。因此計算防洪效益應包括間接效益，一般取直接效益的百分比。

按照防洪效益是否可以量化表示，可以分為有形效益和無形效益。有形效益是指可以用實物或貨幣指標直接定量表示的防洪效益；無形效益是指無法用實物或貨幣指標直接定量表示的防洪效益。例如，洪水造成的各種固定財產損失、流動資產損失等，可以用貨幣指標表示，屬於有形效益，而洪水由於洪水造成的財產損失、人口死亡等引起的精神損失則無法定量表示，屬於無形效益。

防洪工程措施既有正面影響，也有負面影響。正面影響即正效益，是指防洪：E程對外界產生的有利影響和積極作用，即防洪工程所得部分。負面影響即負效益，是指工程對外界造成的不利影響或消極作用，如對名勝古蹟造成的不可恢復的淹沒損失等，河道工程的挖壓佔地等。因此對社會、經濟環境造成的不利影響，應採取補救措施，未能補救的應計算其負效益。

另外，防洪效益的年際變化很大；雖然防洪工程的社會和經濟效益巨大，但一般無財政收入：防洪效稀還右隨着國民經濟的發展而不斷增長的趨勢。 ^[4] 

城市是流域內一個點，範圍小，涉及面廣，防洪標準要求高。城市所在具體位置不同，防洪特性各異。

(1)沿河流興建的城市，主要受河流洪水如暴雨洪水、融雪洪水、冰凌洪水以及潰壩洪水的威脅；

(2)地勢低平有堤圍防護的城市，除河、湖洪水外，還有市區暴雨澇水與洪澇遭遇的影響；

(3)位居海濱或河口的城市，有潮汐、風暴潮、地震海嘯、河口洪水等產生的增水問題；

(4)依山傍水的城市，除河流洪水外，還有山洪、山體塌滑或泥石流等危害。中國城市防洪主要由水利部門負責，也涉及城市建設、航運交通、人防及其他廠礦部門。 ^[5]