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温州乐成平原排涝工程防洪减灾效益分析

摘 要:由于长期的河道淤积及在主干河上建桥的不科学,导致乐清市区排洪能力越来越差,特别是近几年发生的台风、暴雨灾害,使乐成平原的损失巨大,为此,乐清市人民政府高度重视,启动建设乐清市乐虹平原防洪一期(乐成片)工程。笔者长期工作在乐清市水利第一线,比较了解各次灾情损失及本工程对乐成平原的正面效益,通过深入地调查研究,乐成平原水利工程现状、近几年台风暴雨损失情况、新建工程的规模和投资,以及对工程效益的深入分析,并由此结合“流域防洪效益宏观计算模型”对本工程的防洪减灾效益进行了计算和评价,提出了一些自己的看法与见解,谨供大家作参考之用。

关键词:乐成平原;防洪一期工程;防洪减灾效益 
 
Wen Zhou City laughs because the able plain drains waterlogged farmland project flood protection disaster alleviation performance analysiMake a summary: Because of the long-term river channel sedimentation and block of wood building a bridge on the river in main force science, lead to big Le Qing City downtown area row ability Yue Lai Yue difference, stage manner , downpour disaster happening especially over the past few years, the loss making music become a plain is enormous , for this purpose, Le Qing City municipal government attaches great importance to , starting construction Le Qing City laughs at the rainbow plain flood protection one phase of (happy Cheng movie) project. The author long range works in Le Qing City water conservancy forefront, compare the positive beneficial result knowing the respectively inferior the condition of a disaster loss and this project becoming a plain to music, by inquiring into research throughly, as well as checking project beneficial result thorough analysis scale and investment laughing because the able plain irrigation works current situation , stage manner the past few years downpour lose condition , the new-built project,and prevent flood combining with "a river basin from this beneficial result macroscopic calculation model " has carried out calculation and valuation on this project flood protection disaster alleviation beneficial result , has brought forward some self view and view, Use of being for everybody assuming a reference sincerely.
Keywords: Laugh at the able plain; Flood protection once expects a project; Flood protection disaster alleviation beneficial result
 


1 引言
洪水是当今世界上发生最频繁、对人类危害最大的自然灾害之一,防洪减灾工程是一项庞大而又系统的综合性工程,也是一项任重道远且需要坚持不懈的公益性基础工程。目前,我国中小河流与流域防洪标准普遍较低,已严重影响了我国社会经济的可持续发展,因此,长期以来,“建立高标准的防洪减灾保障体系”一直是水利建设的首要任务。在流域防洪系统体系规划与建设中 ,能否正确计算防洪工程的减灾效益,既是全面评价防洪工程建设的利害得失,决策部门进行决策的基本条件;也是提高社会公众对水利工程认同度、促进防洪事业发展的必要手段【1】。但是基于洪水的致灾因素较多,孕灾环境复杂多变,时空的变异性大,和承灾体又具有高维性和混杂性的特点,想要真正准确地计算防洪减灾效益非常困难。
2 防洪减灾经济效益概述
通常我们所说的防洪减灾经济效益是指在发生同等洪水的条件下,该地区在无防洪体系下所遭受的灾害损失,然后扣除建设防洪体系后依然可能产生的洪灾损失的差额。通常的年份,防洪减灾经济效益无法得以真正的体现,较少甚至为零;一旦在洪灾来临之时,其具备的巨大效益及特殊价值才得以体现。
一般来讲防洪减灾经济效益的计算对象是以河流流域或某一地区在一次灾害过程后或是产生致灾洪水的某段时期内,计算防洪体系所能免除损失的经济效益。其计算往往是针对一个完整的防洪体系,而不是某一单项水利工程,且不包括间接经济效益、社会效益、生态效益及负效益等【2】。步骤具体如下:
(1)洪水还原至基准年的淹没面积
首先是详细地分析考证目标计算区域在基准年的防洪工程状况与防洪能力,例如其自然状况、防洪工程、历史水平分析等。根据工程考证情况绘制防洪减灾经济效益的基准年各项关系曲线,为建立流域或区域各单元洪水各个要素,包括水位、洪峰、洪量,与被淹没面积的曲线图。再根据建立的基准年关系图,将计算年的洪水情况于基准年比较,对比出洪水还原至基准年的淹没面积。
(2)单位面积财产价值的调查
该调查是指:以调查年社会经济状况为基础,通常以基准年的前三年以上的统计资料为依靠,以典型调查和抽样调查为辅助,计算出单位面积上财产总值;同时以调查年份为参照年份,以参照年之后的年物价增长水平为基础,对计算年的单位面积财产价值进行修正。
(3)洪涝灾害综合财产损失率的计算
该计算方法是以受灾地区单位面积上的总财产损失值与受灾前原有各类财产价值的比例;是各类财产损失率的加权平均。影响这个指数的因素众多,比如:计算对象的自身抗灾能力、历时长度、救灾力度、受灾季节等。在计算该损失率时,必须在地区平均损失率的基础上做必要的调整。
 
3 乐成平原排涝与社会经济现状
3.1 排涝工程现状
乐清市乐虹平原防洪一期(乐成片)工程位于乐清市府所在地乐成镇。乐成城区东临东清湾,南接柳市,西连白石,北靠城北群山,中南部是海积平原,河网密布。地形西北高、东南低。老城区地面高程3.66~9.86m(1985国家基准高程,下同),新城区地面高程4.20~4.98m,沿海最低地面高程仅1.85m。
乐成城区由十八玍和上叶水系组成,政区面积101.15km2,其中山区面积约占64.5%,平原面积约占35.5%,河道总长度约100km,水面面积139万m2。主要排水河道有银溪、金溪、泮湖溪、西运河、东运河、中运河、石马河、东山南河、悬浦河、南岸河和后所河等。片内洪涝水由西北向东南主要通过二眼闸和胜利闸泄入乐清湾。
乐成镇背山面海,上游山区集水面积大,坡短流急;平原地势低平,河道窄小且弯浅淤塞,排涝水闸规模偏小;下游排水受潮水顶托,每遇台风暴雨(与天文大潮相遭遇),山洪及平原涝水无法及时排出,极易造成大范围的洪涝灾害,对人民生命财产造成严重威胁。特别是近几年来,连续遭遇“云娜”、“海棠”、“麦莎”等特大台风暴雨袭击后,乐清市损失严重,已严重制约了国民经济正常、稳定发展。为此乐清市急需建立起人水和谐的防洪排涝体系,为区域社会经济发展提供有力的保障。


3.2 社会经济现状
1                            乐成镇09年社会经济情况表
乡镇 名称
政区面积(km2)
耕地
总面
(公顷)
其中水田(公顷)
办事处(个)
居委会(个)
行政村(个)
总人口(人)
工农业总产值(亿元)
工业总产值(亿元)
财政总收入(万元)
农民人均纯收入(元)
乐成镇
101.15
2201.1
1566
7
11
68
152021
135.11
133.1
8700
133131
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
4 乐成平原灾害情况3                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    
4.1 200414号云娜台风洪涝灾害灾情统计
此次台风造成乐清市共倒塌房屋达3210间,洪水灾害致使20人死亡,山地灾害致使13人死亡,失踪24人,直接经济损失达179148万元,其中水利设施损失31000万元,农林牧渔损失65440万元,工业交通运输业损失52536万元。
4.2 200509号麦莎台风洪涝灾害灾情统计
此次台风造成乐清市受灾村居803个,受灾人口704162人,共倒塌房屋378间,洪水灾害致使2人死亡,直接经济损失达77273万元,其中水利设施损失4092万元,农林牧渔损失30424万元,工业交通运输业损失21724万元。
4.3 200515号卡努台风灾情统计
此次台风造成乐清市受灾村居269个,受灾人口263901人,共倒塌房屋83间,直接经济损失达8745万元,其中水利设施损失370万元,农林牧渔损失6122万元,工业交通运输业损失80万元。


4.4 近几年乐成平原灾情统计表
2
台风名称
最大24小时雨量(MM)
受灾面积(公顷)
灾情损失(万元)
备注
04年云娜
325
2265
20460
 
05年海棠
393
2553
44325
 
麦莎
274
2333
27000
 
卡努
162
1000
2000
 
06年碧利斯
150
133
34
 
桑美
158
397
560
 
07年韦帕
185
2467
5360
 
罗莎
197
1115
636
 
08年凤凰
113
867
398
 
09年莫拉克
192
1233
2800
 
 


5 新建工程的规模和投资4
 51工程任务和规模:
乐清市乐虹平原防洪一期(乐成片)工程主要是对乐成镇城区的主要排水河道中运河进行疏浚、拓宽、护岸,并拆建石马人行桥和拆除公利闸改设交通桥,在河流两岸设置人行道和绿化带进行景观整治,以提高乐清市乐成平原的防洪排涝能力,并明显改善城镇水环境。主要任务是防洪和排涝,并兼顾河道生态环境的改善。通过对乐成平原骨干排水河道----中运河实施拓宽整治,增强河道的泄水能力,减轻乐成平原的防洪压力,减少洪涝损失,保持社会稳定,促进经济发展。
本工程主要由河道拓宽整治及拆除阻水水闸、拆建桥梁工程组成。中运河由银溪口至胜利闸,整治河道长6356米,河道宽度按防洪规划整治。拆除12米宽公利闸一座,在老闸下游50米处建交通桥,宽8米,净跨5*13米。同时拆建石马人行桥,新桥位于老桥下游30米处,宽8米,净宽5*13米。
52主要工程建筑物
1)河道整治工程:
中运河整治分三段:
银溪口至双雁路段,采用高护岸复式断面结构,以适应工程占地较为紧张的实际情况。双雁路至公利闸段,采用低护岸复式断面结构,增加亲水性和景观效果,并体现旅游休闲功能。公利闸至胜利闸段,采用低护岸复式生态型断面结构,亲水性好,水生动物生存空间大。
2)桥梁工程:
因拓宽河道和开挖新河,工程需拆除公利闸一座和拆建桥梁二座。桥梁均为5孔单跨13米,桥面宽8米。
53工程概算
工程概算总投资12945万元,其中建安工程6198万元,建安工程中河道整治工程5393万元、桥梁工程313万元、临时工程412万元,独立费用721万元,征地和环境部分为5680万元。需征用土地479亩,居民迁移房屋25385平方。


 
6 乐成平原排涝工程防洪效益计算
6.1防洪效益计算模型5
防洪效益计算参考龙子泉的宏观计算模型,模型形式为:
因,故令,           
则有多年平均防洪效益计算,在不考虑天然河道的防洪能力的情况为:
其中:-多年平均防洪效益;
-单位面积洪灾损失;                 -流域受灾面积;
-主河道超蓄洪量的离差系数;         -概率 的标准正态分布的下分位数。
6.2多年平均防洪效益计算
6.2.1洪峰流量计算
查《浙江省短历时暴雨》(2003年版)图册,得本流域多年最大24小时雨量均值为155 mm,变差系数0.56,偏差系数CS=3.5CV,Np=0.55,C=0.85,Δt=3h,A=0.392,BK=1。采用半山区小流域设计洪水推理公式,计算乐成平原洪峰流量,见表3:
                          频率雨量与洪峰流量计算表
 
均值
Cv
Cs/Cv
20%
10%
5%
2%
1%
Kp
 
 
 
1.37
1.74
2.10
2.57
2.93
Hp24(mm)
155
0.55
3.5
212
270
326
398
454
ik(mm/h)
 
 
 
27.7
35.3
42.6
52.0
59.3
洪峰流量(m3/s)
 
 
 
662
844
1018
1243
1417
6.2.2洪峰流量与受灾面积的关系
根据本人2004年以来统计资料计算整理,乐成平原排涝工程建设前,历史上洪峰流量与成灾面积的关系见表4:
4                              洪峰流量与受灾面积关系表
洪峰流量X1(m3/s)
354
469
494
507
578
600
616
856
1015
1227
受灾面积X2(公顷)
867
133
397
1000
2467
1233
1115
2333
2265
2553
通过一元线性回归模型进行计算洪峰流量与受灾面积的相关关系,计算结果见表56】
5                             回归模型及参数估计表
回归模型
公式
相关系数r
F检验值
t检验值
一元线性
y=-255.1093+2.5185x
0.7708
11.708
3.4217
 
 
 
 
 
根据上表的回归模型公式的计算结果,乐成平原洪峰流量与成灾面积的关系具有较好的一元线性相关。乐清市乐虹平原防洪一期(乐成片)工程的建设使下游地区的防洪标准由不到5年一遇提高到20年一遇的标准。经测算,若发生5年一遇的洪灾,洪峰流量为662 m3/s;若发生20年一遇的洪灾,洪峰流量为1018m3/s【7】.据此数据,采用上表的回归模型,可以估算出发生5年一遇和发生20年一遇的受灾面积,具体见表6:
6                           成灾面积估算表              单位:公顷
洪水频率
成灾面积
一元线性法
一元非线性法
成灾面积
20%
1412
 
1412
5%
2309
 
2309
6.2.3单位面积受灾损失估计
成灾率根据袁晓玉等对浙江省洪涝灾害的统计分析结果进行估算见表7:【8】
7                                 成灾面积与成灾率表
等级
1
2
3
4
5
面积(公顷)
45-450
450-890
890-1790
1790-2230
2230-2680
成灾率(%)
小于10.0
10.0-12.0
12.0-15.0
15.0-17.0
大于17.0
根据以上二表可知,若发生5年一遇的洪涝灾害,成灾面积为1412公顷,成灾率为0.1374;若发生20年一遇的洪涝灾害,成灾面积为2309公顷,成灾率为0.1736。
单位面积受灾损失估计采用典型地区调查法,选择乐成镇2009年经济数据进行分析。单位面积损失=工农业总产值/乡镇面积×成灾率,据此计算出不同灾害情况下的单位面积受灾损失,见表8:
8                            单位面积受灾损失表
洪水频率
经济总收入(亿元)
乡镇面积(km2
成灾率
单位面积损失 (万元/公顷)
20%
135.11
101.15
0.1374
18.353
5%
0.1736
23.188
6.3乐成平原排涝工程防洪效益比较
根据公式(6-1)所推导的流域防洪效益计算公式,可以计算出有无乐虹平原防洪一期(乐成片)工程的多年平均防洪效益。
工程前多年平均防洪效益:
 
工程后多年平均防洪效益:
因此,多年平均防洪效益为:
通过计算可知,乐虹平原防洪一期(乐成片)工程建成后,乐成平原多年平均防洪效益为6687万元。
 


7 结语
乐清市乐虹平原防洪一期(乐成片)工程建成后,多年平均年防洪效益为6678万元具有巨大的防灾减灾效益,其已成为乐清市整个防洪体系中的重要组成部分。另外,乐虹平原防洪一期(乐成片)工程大大提高了乐成平原的防洪标准,保证了广大群众正常的生产、生活秩序,具有显著的社会效益和环境效益。因而对于乐成平原治理应立足长远,具有科学性、全局性、前瞻性、长远性,综合考虑上中下游关系,以确保能最大限度的发挥乐成平原的防洪减灾效益,更好的服从、服务于乐清市的整体防洪大局,在治理过程中应因势利导,不可急于求成。
 
参考文献:
[1]国家防汛抗旱总指挥部办公室等.中国水旱灾害[M].北京:中国水利水电出版社,1997:167
[2]欧岩峰,唐明.关于防洪减灾经济效益计算方法的探讨.中国防汛抗旱,2008.(6):41~42
[3]陈边田.《乐清年鉴,2005》.北京:线装书局,2006.10
[4]吴文华,施曦旺等.《乐清市乐虹平原防洪一期(乐成片)工程初步设计报告》.浙江广川工程咨询有限公司,2007.09
[5]龙子泉.流域防洪效益计算宏观模型.水科学进展.2002.(4):445~449.
[6]余家林,朱倩军主编.大学数学-概率论及试验统计.北京:高等教育出版社,2009.2.
[7]马志鑫等《浙江省可能最大暴雨图集》浙江省水文总站刊印 1979年6月
[8]袁晓玉,薛根元,顾骏强等.浙江省洪涝灾害的统计分析[J].灾害学,2002,17(1):56~61.申明:本论文版权归原刊发杂志社所有,我们转载的目的是用于       学术交流与讨论,仅供参考不构成任何学术建议。
 

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