摘要:近年來(lái)隨著廣東省山區(qū)中小河流治理工作的不斷開(kāi)展，一些有別于大江大河的問(wèn)題也逐漸突顯出來(lái)，其中一個(gè)重要的問(wèn)題便是山區(qū)中小河流治理中是否應(yīng)該大力提倡興建堤防。根據(jù)多年廣東省山區(qū)中小河流治理工作經(jīng)驗(yàn)，從治理任務(wù)的河流特點(diǎn)、山區(qū)堤防的運(yùn)用條件、工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例等方面入手，分析了山區(qū)中小河流治理中堤防建設(shè)的合理性與必要性，進(jìn)而提出了無(wú)堤情況下山區(qū)中小河流的洪水防范措施，可提供給從事相關(guān)工作的人員參考。

　　關(guān)鍵詞：山區(qū);中小河流;堤防建設(shè)

　　洪澇災(zāi)害是中國(guó)危害較大、死亡人數(shù)較多的自然災(zāi)害之一，給人民生命和財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)巨大威脅。山區(qū)中小河流坡降較大且洪峰匯流時(shí)間較短，造成小流域洪水對(duì)兩岸村鎮(zhèn)和農(nóng)田危害極大[1]。增強(qiáng)山區(qū)河流的防洪能力建設(shè)是中國(guó)當(dāng)前江河防洪體系中的薄弱環(huán)節(jié)[2]。

　　為此，國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者開(kāi)展了大量的相關(guān)研究[3_4]，林三益等[5]根據(jù)水文學(xué)原理和洪水過(guò)程分析統(tǒng)計(jì)資料，探索了山區(qū)河流降雨洪水規(guī)律;閆偉偉等[6]針對(duì)中小河流設(shè)計(jì)洪水和水面線推算所面臨的問(wèn)題,提出了考慮不同類型河流的計(jì)算推求方法;劉俊萍提出了基于GIS平臺(tái)的小流域設(shè)計(jì)洪水方法[7];李彬等[]對(duì)山區(qū)河流的水位變化過(guò)程和泥沙淤積開(kāi)展了研究。這些研究為中國(guó)現(xiàn)階段的山洪災(zāi)害防治和中小河流治理提供了理論依據(jù)，有效提升了洪災(zāi)防范能力。中小河流一般指集水面積在200~3000km2的河流[9]，但如何劃分中小河流的標(biāo)準(zhǔn)并不明確,現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)下劃分所得到的中小河流范圍與整體需治理目標(biāo)仍存在較大差異。

　　中國(guó)中小河流數(shù)量多、分布廣,許多中小河流主要是20世紀(jì)50—80年代通過(guò)群眾投勞進(jìn)行治理，中小河流治理總體落后;與大江大河的防洪建設(shè)相比，中小河流仍處于“大雨大災(zāi)、小雨小災(zāi)”的局面。近年來(lái)極端天氣事件增多，中小流域常發(fā)生集中暴雨,形成較大洪水，造成比較嚴(yán)重的災(zāi)害[1°]。隨著中小河流治理工作的逐步推進(jìn)，圍繞河流治理過(guò)程中特別是山區(qū)中小河流治理過(guò)程中的堤防建設(shè)，形成了較多爭(zhēng)論[11]。

　　持肯定態(tài)度的人認(rèn)為中小河流治理任務(wù)的重點(diǎn)是解決防洪問(wèn)題，而堤防是解決防洪問(wèn)題的傳統(tǒng)措施，因此應(yīng)該大力興建堤防防洪，并把興建堤防的數(shù)量作為治理成效的重要考核指標(biāo)，而且堤防的防洪標(biāo)準(zhǔn)不宜過(guò)低;持否定態(tài)度的人認(rèn)為興建堤防占地多、征地拆遷難度大、投資高、不易實(shí)施，加之山區(qū)洪水來(lái)得快，去得快，歷時(shí)短，因此不宜興建堤防。

　　本文從實(shí)際工作出發(fā)，以廣東省韶關(guān)、河源、梅州、清遠(yuǎn)、云浮5市(簡(jiǎn)稱山區(qū)五市)中小河流治理為例，從治理河流的分布和特點(diǎn)、堤防工程可解決的防洪問(wèn)題、工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例等方面人手，對(duì)山區(qū)中小河流治理中堤防建設(shè)的合理性與必要性進(jìn)行分析，力爭(zhēng)為山區(qū)中小河流中堤防建設(shè)問(wèn)題的探討提供一些新的思路。

　　1研究區(qū)域

　　廣東省中小河流大多分布在偏遠(yuǎn)山區(qū)，一般交通不便，經(jīng)濟(jì)條件差，經(jīng)常遭受山洪、滑坡泥石流和水土流失等自然災(zāi)害的威脅，2004—2014年間全省因山洪災(zāi)害造成的人員死亡525人，其中山區(qū)五市死亡265人，占50.5%。為有效解決山區(qū)中小河流災(zāi)害問(wèn)題，2014年7月，廣東省選取問(wèn)題最為突出的山區(qū)五市開(kāi)展了山區(qū)中小河流專項(xiàng)治理行動(dòng)。

　　為擴(kuò)大受益范圍，此次治理的中小河流為集雨面積50~3000km2之間的河流，很多低于50km2的重要河段也列人了治理范圍。根據(jù)實(shí)施方案，此次共治理河流536條，治理河道總長(zhǎng)17789km，分別占全省該級(jí)別河流總數(shù)1211條，總長(zhǎng)36561km的44.3%和48.7%，基本覆蓋了山區(qū)五市的主要中小河流[12_13]。山區(qū)五市主要位于廣東省北部山區(qū)，是廣東省西江、北江、東江、韓江的中上游地區(qū)，為廣東省轄區(qū)縣均為山區(qū)縣的地級(jí)市。五市總面積76685km2,占全省總面積的42.7%;常住人口1767萬(wàn)人，只占全省總?cè)丝诘?6.9%。

　　2山區(qū)河流特性

　　本次廣東省山區(qū)五市中小河流治理任務(wù)涉及河流536條，治理項(xiàng)目1254宗。可見(jiàn)，集雨面積小于200km2的項(xiàng)目宗數(shù)占總項(xiàng)目宗數(shù)的69%，集雨面積小于1000km2的項(xiàng)目宗數(shù)占總項(xiàng)目宗數(shù)的93%，大多數(shù)治理河段的集雨面積均較小。廣東省集雨面積在200~3000km2的河流共計(jì)262條，總河長(zhǎng)14013km，根據(jù)這部分河流的相關(guān)資料，大部分河流的干流長(zhǎng)度在20~80km之間，一般隨集雨面積的增大而增大，干流河道平均比降多數(shù)集中在2知~5知，集雨面積大的河流一般比降較小，集雨面積小的河流則沒(méi)有太明顯的規(guī)律。

　　另外，本次治理任務(wù)中超過(guò)一半為集雨面積200km2以下的山區(qū)河流，根據(jù)已完成部分河流資料，此部分河流的干流長(zhǎng)度多集中在5~20km之間，一般較短，干流河道平均比降多數(shù)集中在5知~50知，均較大，部分山洪溝河流比降超過(guò)120知。綜上所述，本次治理任務(wù)山區(qū)河流特征明顯，集雨面積小、干流河道短、比降大等是多數(shù)任務(wù)河段的特點(diǎn)。

　　3山區(qū)堤防的運(yùn)用

　　3.1堤防運(yùn)用條件

　　堤防是指沿河、湖、海岸或行洪區(qū)、分洪區(qū)、圍墾區(qū)的邊緣修筑的擋水建筑物。它的主要作用是防止洪水進(jìn)人保護(hù)區(qū)域，淹沒(méi)保護(hù)對(duì)象。一般保護(hù)對(duì)象范圍內(nèi)的洪澇災(zāi)害可分為外洪、山洪和澇水3種。

　　山洪與外洪相對(duì)應(yīng)，是保護(hù)范圍后側(cè)山體產(chǎn)生的洪水通過(guò)保護(hù)范圍匯流或匯流后通過(guò)山洪溝流經(jīng)保護(hù)范圍匯人外江，建設(shè)防御外洪的外江堤防，不能解決山洪淹沒(méi)問(wèn)題，反而可能會(huì)因?yàn)橥饨�堤防建設(shè)使原山洪的面排放變?yōu)楹�閘排放，從而加重山洪淹沒(méi)程度，延長(zhǎng)山洪退水過(guò)程。因此，堤防工程所能解決的是與本區(qū)域山洪有明顯錯(cuò)峰到達(dá)的外江洪水產(chǎn)生的防洪安全問(wèn)題。達(dá)到保護(hù)區(qū)在外江洪水時(shí)不被淹沒(méi)是建設(shè)堤防的目的，也是堤防應(yīng)用的前提條件。

　　3.2山區(qū)堤防保護(hù)范圍的特點(diǎn)

　　山區(qū)河流的保護(hù)范圍一般較小，只占流域面積的很小比例，且多數(shù)呈條帶狀分布在河流與山體之間。連江的支流同灌河是此次治理任務(wù)中較為典型的山區(qū)河流，集雨面積655km2，干流長(zhǎng)度57km，河道比降4.1知。根據(jù)有關(guān)資料，同灌河流域范圍內(nèi)黎埠、寨崗、大麥山3鎮(zhèn)總耕地面積約0.6萬(wàn)hm2,需保護(hù)范圍不到流域面積的10%，且多數(shù)分布在干支流兩側(cè)臺(tái)地之上。山區(qū)河流保護(hù)范圍的這個(gè)特點(diǎn)使得建堤防洪時(shí)一般堤防線路較長(zhǎng)，投資較大。

　　3.3山區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)分析

　　為揭示山區(qū)中小河流治理所需要把握的防洪標(biāo)準(zhǔn)，參照相關(guān)研究成果[14]，對(duì)中小河流的集雨面積和洪峰間的關(guān)系進(jìn)行分析。點(diǎn)繪集雨面積200km2以下2~20年一遇各頻率洪峰流量與集雨面積的關(guān)系并進(jìn)行擬合，各治理河段所對(duì)應(yīng)的小流域集雨面積與各頻率洪峰流量按冪函數(shù)關(guān)系擬合良好，各頻率擬合曲線之間規(guī)律較為明顯，20年一遇洪水一般為2年一遇常遇洪水的2.1~2.5倍，且隨集雨面積增大而增大。

　　可見(jiàn)，提高山區(qū)河流的防洪標(biāo)準(zhǔn)將使山區(qū)河道承受較大過(guò)流壓力，造成大量的堤防建設(shè)。因此，《廣東省山區(qū)中小河流治理工程設(shè)計(jì)指南》中規(guī)定，對(duì)于山區(qū)河流，保護(hù)農(nóng)田區(qū)的河段治理宜以岸坡防沖、疏通和穩(wěn)定河槽為主要目的，允許洪水在農(nóng)作物耐受時(shí)間內(nèi)淹浸農(nóng)田。鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口密集區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn)取10~20年一遇;村莊人口集中區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn)取5~10年一遇;農(nóng)田因地制宜，按照5年一遇以下防洪標(biāo)準(zhǔn)或不設(shè)防考慮[15]。

　　3.4區(qū)分山區(qū)河流的堤防與護(hù)岸

　　堤防一般高出地面并需具備兩個(gè)必要條件:擋水和閉合。而護(hù)岸工程一般不會(huì)高出后側(cè)地面，也不要求擋水和閉合。堤防工程設(shè)計(jì)時(shí)需要解決堤頂高程、堤身材料、抗滑穩(wěn)定、抗沖刷、堤身及堤基滲透穩(wěn)定等一系列問(wèn)題，而護(hù)岸工程一般只需要解決穩(wěn)定和抗沖刷問(wèn)題。山區(qū)中小河流有很多另類的“堤防”，頂部高出地面，并與兩側(cè)高地銜接閉合，防護(hù)區(qū)在“堤防”后側(cè)。為了排放后側(cè)山洪，該“堤防”設(shè)置了多處涵洞，由于沒(méi)有設(shè)水閘，洪水可以通過(guò)涵洞倒灌進(jìn)人后方的防護(hù)區(qū)。

　　因此，這處“堤防”并不能擋水，也沒(méi)有完全閉合，并不是真正意義的堤防。這些工程是加高以后用于防沖的護(hù)岸工程，一些地方水利工作者和群眾將很多這種不閉合只是局部加高的護(hù)岸也稱作堤防，導(dǎo)致上報(bào)工程計(jì)劃時(shí)出現(xiàn)大量堤防建設(shè)和加固的內(nèi)容，為后續(xù)工作帶來(lái)不必要的麻煩。由于山區(qū)洪水的特性，這種建設(shè)方式在山區(qū)中小河流普遍存在，治理工程中應(yīng)注意辨別。

　　4山區(qū)河流堤防建設(shè)的合理性分析

　　4.1合理性分析的目的

　　此次治理任務(wù)普遍分布在山區(qū)，由于保護(hù)面積、保護(hù)對(duì)象分布的特殊性和山區(qū)河流洪水的特點(diǎn)，使堤防建設(shè)很有可能會(huì)產(chǎn)生一些與預(yù)期不一致的結(jié)果。為避免不利后果，在堤防建設(shè)前需要進(jìn)行合理性分析。合理性可以分為目的可達(dá)性和實(shí)施可行性，如果建設(shè)堤防可以達(dá)到預(yù)期的目的并且建設(shè)工程實(shí)施是可行的，則可認(rèn)為是合理的。

　　4.2保護(hù)范圍的合理性

　　很多山區(qū)河段需要保護(hù)的范圍較小，且呈條帶狀分布在河流兩側(cè)臺(tái)地上，如果建設(shè)堤防，需要占用保護(hù)范圍的房屋和土地，使本來(lái)很小的保護(hù)范圍變得更小;有些河段兩岸農(nóng)田及房屋呈臺(tái)階狀分布，較大洪水會(huì)淹到河道兩側(cè)較低處的農(nóng)田與房屋，但如果建設(shè)滿足防洪標(biāo)準(zhǔn)的堤防，則需要占用大部分這些農(nóng)田，拆除大部分房屋，這些都已經(jīng)偏離了堤防建設(shè)的本來(lái)目的。另外，由于山區(qū)用地緊張，這樣的堤防工程也不易得到地方群眾的支持，難于實(shí)施。

　　4.保護(hù)目的的可達(dá)性

　　山區(qū)中小河流很多需要保護(hù)的房屋和農(nóng)田均處在山體與河道之間，暴雨時(shí)山洪會(huì)通過(guò)保護(hù)區(qū)域向河道匯流，范圍廣，洪量大，匯流時(shí)間短，如果河道兩側(cè)建有堤防，會(huì)使山洪的面排放變?yōu)楹�閘的點(diǎn)排放，加重山洪對(duì)村莊的淹沒(méi)并延長(zhǎng)淹沒(méi)時(shí)間。可以明顯看到村莊后側(cè)山體洪水向河道匯流的過(guò)程，此時(shí)，山洪已對(duì)村莊及農(nóng)田產(chǎn)生一定的淹沒(méi)。

　　另外，由于本次治理河段的集雨面積大部分較小，多數(shù)處于200km2以下，暴雨同頻幾率高，加之河道短、比降大，導(dǎo)致保護(hù)區(qū)自身山洪與外江洪水錯(cuò)峰不明顯，再加上暴雨中心移動(dòng)等不確定因素的影響，使得防范外江洪水的時(shí)機(jī)很短很難把握，堤防也很難起到作用。某山區(qū)河流在治理時(shí)修建了完整的堤防，設(shè)有防洪排澇閘且完全閉合，從堤防設(shè)計(jì)和建設(shè)角度不存在問(wèn)題，但該工程在洪水時(shí)還是很難起到避免保護(hù)區(qū)淹沒(méi)的作用，因?yàn)榉雷o(hù)區(qū)后側(cè)的山洪水位比河道洪水還高，現(xiàn)場(chǎng)可明顯看出外江洪水到來(lái)時(shí)水閘還在排水，根本無(wú)法下閘防洪。

　　雖然設(shè)計(jì)時(shí)可以通過(guò)截洪溝或泵站與堤防工程相結(jié)合的方式來(lái)提高堤防防洪的保證率，但由于山區(qū)洪水的特點(diǎn)，這兩種方式也都需要經(jīng)過(guò)仔細(xì)論證。為此，可以考慮兩種設(shè)計(jì)方式:①截洪溝加堤防的方式。在防護(hù)區(qū)后側(cè)設(shè)置截洪溝截?cái)嗌胶椋瑢?shí)現(xiàn)高水高排，這樣防洪堤就可以有效實(shí)現(xiàn)抵御外江洪水的作用。

　　但由于山區(qū)洪水過(guò)程尖痩，峰值很大，這樣做需要挖掘的截洪溝面積也相應(yīng)較大，投資也很可觀;②泵站加堤防的方式。設(shè)置泵站排除山洪，如果排峰，同樣會(huì)因?yàn)樯絽^(qū)洪水洪峰大的特點(diǎn)造成泵站裝機(jī)大，投資及運(yùn)行費(fèi)用均較高的后果。如果按照排澇標(biāo)準(zhǔn)一天或兩天排干就更加不合理，因?yàn)槎鄶?shù)山區(qū)洪水的洪峰可在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)退掉。由于山區(qū)洪水的特性，使得一些山區(qū)堤防的建設(shè)很難達(dá)到防止保護(hù)區(qū)淹沒(méi)的目的，甚至可能產(chǎn)生不利影響，因此，建設(shè)前一定要經(jīng)過(guò)充分論證。

　　5山區(qū)河流堤防建設(shè)的必要性分析

　　對(duì)于鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村莊，首先應(yīng)該分析相應(yīng)頻率洪水水面線與保護(hù)區(qū)地坪標(biāo)高的關(guān)系，如果大部分保護(hù)區(qū)的地坪標(biāo)高和重要防護(hù)對(duì)象的高程均滿足要求，就沒(méi)有必要再建設(shè)堤防。對(duì)于農(nóng)田，由于山區(qū)中小河流洪水過(guò)程一般在1d以內(nèi)，淹沒(méi)時(shí)間很短，造成的損失很小，相關(guān)研究表明，如果可以在2d內(nèi)退水，水田洪災(zāi)損失率能控制在0.37內(nèi)[16]。因此，山區(qū)農(nóng)田一般興建堤防的必要性不大。山區(qū)洪水退去后的農(nóng)田，莊稼基本未受到破壞，長(zhǎng)勢(shì)良好，甚至洪水帶來(lái)的泥沙還可以改良農(nóng)田土質(zhì)。

　　6結(jié)論

　　通過(guò)分析廣東省山區(qū)五市中小河流特點(diǎn)，根據(jù)幾年的治理經(jīng)驗(yàn)，在山區(qū)中小河流治理的堤防建設(shè)問(wèn)題上可參考以下幾點(diǎn)。

　　a)集雨面積小于200km2的山區(qū)河流和集雨面積小于1000km2的山區(qū)河流中上游，由于洪水同頻幾率高，堤防很難起到防止防護(hù)區(qū)被淹的目的，不宜興建堤防。

　　b)當(dāng)保護(hù)對(duì)象呈窄條帶狀分布在河流與山體之間時(shí)，堤防建設(shè)投人大，保護(hù)范圍小，并將大比例占用保護(hù)區(qū)域面積，不宜興建堤防。

　　C)沒(méi)有必要興建僅以保護(hù)少量農(nóng)田和房屋為目的的山區(qū)堤防。

　　d)山區(qū)河流所匯人河流的集雨面積較大且匯人口有較重要保護(hù)對(duì)象時(shí)，可考慮興建堤防防御外江洪水。經(jīng)過(guò)幾十年的水利工程建設(shè)，即使是山區(qū)中小河流，在需求強(qiáng)烈、條件允許的地方，多數(shù)都已興建了堤防工程，如未設(shè)堤，大多是因?yàn)楸匾�性不大、條件不允許或建堤會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，在山區(qū)中小河流治理工程中新建堤防應(yīng)經(jīng)過(guò)充分論證，一般不宜新建堤防[0]。

　　不設(shè)堤情況下的山區(qū)中小河流的洪水防范，可以從以下幾個(gè)方面著手。

　　a)通過(guò)河道清淤疏浚，加大行洪斷面，增加河道過(guò)流能力，降低水面線。

　　b)秉著防沖不防淹的理念，建設(shè)護(hù)岸和“平壓堤”，靜水淹沒(méi)、快速退水。可通過(guò)適當(dāng)加高護(hù)岸減少洪水對(duì)農(nóng)田的沖刷，但應(yīng)在河涌人口及低洼位置留有排澇缺口，以便區(qū)域內(nèi)山洪水快速排出。

　　c)在農(nóng)田、村莊位置可采用“浸潤(rùn)式過(guò)洪”山區(qū)中小河流設(shè)計(jì)斷面。通過(guò)清淤疏浚等使河道滿足2年一遇洪水行洪要求，農(nóng)田作為大洪水的行洪空間，保護(hù)村莊不被淹沒(méi)。

　　d)規(guī)劃并保護(hù)城鎮(zhèn)、農(nóng)村建設(shè)標(biāo)高高于周邊田地標(biāo)高，使洪水可滯蓄，慎重建設(shè)高于建設(shè)標(biāo)高的公路等設(shè)施，使山洪可排泄。

　　e)編制防洪預(yù)案，建設(shè)預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)，規(guī)劃避洪線路，完善防洪非工程措施等。

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