中国城镇防洪体系达标状况总体分析

2023-11-17 02:50田顺发马静文沈福新
水利规划与设计 2023年11期
关键词:达标率个数防洪

李 扬,田顺发,马静文,沈福新

(1.水利部水利水电规划设计总院,北京 100120;2.中水北方勘测设计研究有限公司,天津 300222;3.中铁第五勘察设计院集团有限公司,北京 102600)

我国城镇的防洪达标状况,此前在流域防洪规划编制工作中,对全国337个地级行政单元的设防情况做过总体分析。但未对全国所有县级行政单元全面覆盖的总体梳理分析。新一轮的全国及流域防洪规划修编与实施及国家水网工程规划的编制与实施为全面提升我国城镇防洪安全保障能力提供了新的契机,而开展规划编制工作的重要前提是要全面梳理分析我国城镇的现有防洪标准设置情况及实际达标情况。本次分析工作,立足于各流域防洪规划、各省(区、市)水资源综合规划、防洪规划与“十四五”水安全保障规划的有关内容和全国第三次水资源调查评价等有关资料,力求全面覆盖我国县级行政单元,整体分析我国城镇防洪标准设定与达标情况,为进一步开展的全国及流域防洪规划修编工作提供参考。

1 中国城镇防洪标准及其适宜性

城镇防洪标准的设定,是开展防洪规划编制的基础条件,也是开展防洪工程体系建设的基本依据。我国现行GB 50201—2014《防洪标准》根据防洪保护对象的不同特点,将防洪保护对象分为防洪保护区、工矿企业、交通运输设施、电力设施、环境保护设施、通信设施、文物古迹和旅游设施以及水利水电工程共8大类,其中城市防护区列入防洪保护区类别中。城镇防洪标准的设定,根据其政治经济地位重要性、常驻人口或当量经济规模来确定防护等级,共分为4个等级,分别对应不同的防洪标准。防洪标准的表示方式采用洪水重现期,分为200年一遇及以上、100—200年一遇、50—100年一遇和20—50年一遇共4个等级。总体而言,我国城镇防洪标准与经济社会发展水平及防洪保安基本需求相适应。

将保护对象分类,并根据其规模与重要程度制定相应的防洪标准,这在国际上是普遍通用做法。与主要发达国家相比,我国的防洪标准设置与其总体差别不大[1-3]。例如美国的现行防洪标准,城市防洪标准普遍为200年一遇,小型城镇的防洪标准普遍为100年一遇,村庄防洪标准为50年一遇。日本的《河川法》明确了特别重要城市的防洪标准为200年一遇,重要城市防洪标准为100年一遇,一般城市防洪标准为50年一遇,农田要求防御10—20年一遇洪水。澳大利亚规定城市防洪标准一般为150年一遇,农业区防洪标准为10年一遇。波兰等部分欧洲国家将特别重要的城市防洪标准设置在500—1000年一遇,也有其特殊性,比如相应的城市个数有限且防洪条件优越等。从防洪标准确定的原则思路来看,均以防护对象的重要性及防护对象受灾损失的严重性作为分级设防的主要因素,普遍考虑工程体系投资效益与灾害损失间的协调,兼顾需求与可能,我国与世界主要国家在防洪标准确定思路方面基本一致[4-7]。

2 中国城镇防洪达标状况总体分析思路

本文开展的分析工作以全国全部县(区)级行政单元为研究对象,分析工作主要包括4个步骤:

首先是对城镇防洪单元的概化与归并,明确全部县(区)级行政单元中具有防洪任务要求的单元,进一步根据各县(区)级行政单元的空间区位关系及防洪对象的关联性判断是否需要对单元进行合并分析,从而完成对本文分析对象的整理工作。

其次是明确全部分析对象单元的防洪标准,通过查阅有关规划报告资料明确各单元已设定防洪标准情况,对于未查阅到资料的城镇则通过查阅其统计年鉴资料并依据现行GB 50201—2014考虑选定防洪标准,以保障全部分析对象均有可供判定达标状况的标准依据。

再次是对于每个单元防洪能力是否达标进行判定,根据每个单元现有防洪工程体系对于洪水防御对象的防御能力进行概化分析,形成现状是否达标的基本判断。

进而对于城镇达标状况判定结果进行综合总体分析,按照城镇设防标准等级、城镇行政级别与地理环境类型等分别分析形成总体认识。

3 中国城镇防洪单元概化

按民政部公布的行政区划数据(截止2020年9月)统计,全国现有地级及以上行政区337个,县(区)级行政单元2848个。本次分析研究,按照全部县(区)级行政单元经济社会条件、与河流水系分布的相关关系以及地形地貌条件,对城镇的类型、防洪保护需求是否迫切、城镇防洪单元能否概化归并成为整体等问题进行逐一梳理分析。

统计出有防洪任务的县(区)级行政单元2631个、不设县(区)的地级行政区4个(东莞、中山、儋州、嘉峪关),以及45个新区、新城、经开区等,合计2680个行政单元。需要说明的是,其余168个县(区)级行政单元并非完全没有防洪要求,只是此类城镇特殊的地形条件遭遇洪涝概率低,不需要特别设定防洪标准和安排防洪工程体系建设。例如位于董志塬上的甘肃省庆阳市西峰区,城高水低,即未列入有防洪任务的县(区)范围。

依据2016—2019年有关统计年鉴数据,对应汇总上述2680个行政单元的人口规模,统计出具有防洪任务的城镇居民共计7.5亿人,约占全国城镇总人口的89%。

根据防洪体系与保护格局,将有防洪任务的2680个行政单元进行概化与归并。概化时首先判断行政单元的建成区范围是否连接融合,对于不直接连接融合的城区划为不同的防洪单元;对于边界连接融合的行政单元则根据其主要防洪对象是否相同以及穿越城区主要江河的左右岸关系考虑是否归并。例如南昌市位于赣江右岸的东湖区、西湖区、青云谱区和青山湖区归并为一个设防单元,左岸的红谷滩区与新建区归并为一个设防单元。对于全国2680个行政单元逐一梳理分析后,概化归并为2329个设防单元。以下分析内容均以2329个设防单元为基准。

按设防单元所处地理环境,可总体划分为3种不同类型:平原、滨海和山丘区。平原类型设防单元主要包括我国各主要平原及部分高原、盆地地势平坦区域的城市设防单元,共计770个,个数占比约为1/3,但人口占比近半,是我国城市人口分布的主体区域,防外洪与除内涝任务普遍并重,防洪与排涝标准如何衔接协调是需要水利与住建部门共同关注的问题。滨海类型设防单元主要指城区直接临海的城市设防单元,此类单元同时具有防洪与防潮保护需求,此类单元共143个,个数占比仅6%而人口占比为16%,以特大城市和大型城市为主,防洪与防潮标准普遍较高,也需要考虑防洪标准与防潮标准的协调衔接问题。山丘类型设防单元共1416个,个数占比超过6成,而人口占比仅37%,此类城镇分布较为广泛,以中小城镇为主,防洪任务不仅考虑流经城市的主要河流,还要关注山洪灾害问题[8]。我国城镇设防单元按城市所处地理环境分类统计见表1。

表1 设防单元按地理环境类型统计表

4 中国城镇防洪标准检索与设定

在全部2329个设防单元中,大多数城镇依据有关规划设定了防洪标准。通过对七大流域防洪规划报告、各省区现行水资源综合规划报告、防洪专题专项规划报告及近期开展的省级水网建设规划报告等资料的普遍检索,逐一查找有规划依据的城镇防洪标准,共计1748个设防单元的现状设防标准由规划检索得到。

现状尚未明确设定防洪标准的单元有581个,单元数量占比近4成。本次分析研究工作,通过查找统计年鉴,将此类单元根据现状人口和经济规模,对照GB 50201—2014逐个分析研判,初步设置了其设防标准,便于后续分析。未明确设防标准的单元,其人口规模全部在50万以下,其中人口规模在20万至50万人之间的未设防单元仅14个,对照《防洪标准》按照50—100年一遇标准设置;其余567个为明确设定防洪标准的城镇单元其人口规模均在20万人以下,其防洪标准均按照20—50年一遇设置。从未设定防洪标准的城镇情况分析反推可知,我国目前城镇人口在50万以上的城镇均设定了防洪标准,对于重点区域的防洪安全问题均有明确的考虑。

按设防单元现状防洪标准分类统计,总体而言,我国设防城镇以20—50年一遇防洪标准居多,个数占比近半(48%),人口占比不足3成(28%),以县城为主,分布范围广;100年一遇及以上设防标准城市个数虽少(仅8%),涉及人口规模较大(36%),且主要集中于东部沿海、沿江地区,凸显其重要性。我国城镇设防单元现状防洪标准统计见表2。

表2 我国城镇设防单元现状防洪标准统计表

5 城镇达标状况判定

本次研究工作,力求形成全国城镇防洪形势的总体概念,明确指出防洪问题突出的城市占比、分布特征与主要问题,为流域防洪规划修编工作提供参考。现有工作基础是各流域防洪规划、省区防洪规划以及流域防洪规划中期评估工作中对于全国660余座建制市的防洪体系现状所开展的分析研判,而对于进一步拓展到2329个区县级防洪单元的分析工作则尚属首次。因而本次研究工作根据有关流域和省区的自评估情况,结合水利普查与水资源调查评价对于防洪工程的统计信息,对各防洪单元达标状况逐一分析复核,判定达标状况。

2329个单元的防洪保护需求、防御对象情况以及防洪工程体系建设情况千差万别,本次工作聚焦在各单元是否达标的结果判定上,据此目标进行了判定概化。

对于判定结果的概化,分类为达标、基本达标和不达标3类。

对于判定方法的概化,首先将各城镇防洪单元的洪水防御对象划分主次关系,平原型城市以穿城或毗邻的主要河流为主要防御对象,其他支流为次要防御对象;山区型城市同样以穿城或毗邻的主要河流为主要防御对象,其他支流以及对城镇防洪有直接影响的山洪沟为次要防御对象;滨海城市要判断洪水与潮水哪个为防御重点并以此作为主要防御对象。例如如长江沿江城镇均以长江作为主要防御对象,以支流及中小河流、山洪沟为次要防御对象。对于主要防御对象与次要防御对象均能达到设防标准的城镇则判定为达标,对于主要防御对象能达到设防标准而次要防御对象不能达到标准的判定为基本达标,对于主要防御对象不能达到设防标准的则判定为不达标。

6 城镇达标状况判定结果综合分析

根据上述判定标准对2329个区县级防洪单元逐一梳理分析,分析判定其中达标数量799个、基本达标715个、不达标815个,3类情况从个数来看大体相当。基本达标及以上的区县级防洪单元共计1514个,涉及人口共5.7亿人。

本次分析定义达标率为达标单元与基本达标单元之和占分析单元的比例,包括个数达标率和人口规模达标率。按城镇个数统计,城镇防洪单元达标率为65%,按人口统计,达标率为76%。

6.1 按设防标准等级分析

总体而言,设防标准越高的城镇其防洪体系越完善,防洪达标率越高,而设防标准较低的中小城镇,防洪体系建设总体不足,防洪达标率总体较低。这一基本判断在分析样本从300余个地级城市单元扩展到2300余个区县防洪单元后,进一步得到清晰的呈现。

防洪标准在200年一遇及以上的35座城市中,个数达标率达到97%,目前仅有雄安新区的起步区处于建设阶段因而尚未完全达标,其余高设防标准的重特大城市全部达标。而雄安新区的起步区也经受住了2023年海河流域洪水的考验,因而从总体来看,200年一遇及以上设防标准的城市全面达标。在270座设防标准100—200年一遇的城市中,个数达标率与人口达标率分别为75%和81%,不达标的城市共68个,需要在本次防洪规划修编工作中重点考虑解决防洪问题。对于836个设防标准在50—100一遇的城镇以及1157个设防标准在20—50年一遇的城镇,这是我国城镇的主体,其达标率按个数和人口分别统计均在60%~70%之间,仍有较大的建设提升空间。而极少数设防标准低于20年一遇的城镇,其个数达标率仅为42%,防洪风险仍较突出。我国城镇设防单元按防洪标准等级统计分析达标情况见表3。

6.2 按设防单元行政级别分析

按照设防单元的行政等级来看,总体上设防单元行政级别越高,整体达标率越高。行政级别高的城镇,人口规模与经济体量大,防洪体系建设总体充分,与保护需求总体协调;而点多面广的县级城镇单元则存在防洪工程体系短板问题更为突出。

直辖市、省会及计划单列市设防单元达标21个、基本达标25个、不达标3个,个数达标率为94%,人口达标率为99%;地级城市单元按个数统计和按人口统计其达标率分别为71%和75%,达标率居于计划单列市及以上单元和县级城市(镇)单元之间;而县级城市(镇)设防单元达标数量700个、基本达标533个、不达标715个,个数达标率为63%,人口达标率为65%。我国城镇设防单元按行政级别统计分析见表4。

表4 我国城镇设防单元分行政单元级别达标情况统计表

6.3 按设防单位地理环境分析

根据设防单元地理环境类型进行汇总统计,总的来看,滨海城市总体经济发展水平高,工程体系建设相对完善,整体达标率最高,而山丘区城市达标率偏低。

其中平原城市设防单元达标数量280个、基本达标251个、不达标239个,达标率为69%,达标单元人口占比81%;滨海城市设防单元达标数量51个、基本达标59个、不达标33个,达标率为77%,达标单元人口占比88%;山丘城市设防单元达标数量468个、基本达标405个、不达标543个,达标率为62%,达标单元人口占比66%。我国城镇设防单元按地理环境类型达标情况统计见表5。

7 结语

我国城镇防洪标准的设定与主要发达国家相比差别不大,与现阶段我国经济社会发展对防洪保障的需求相适应。本次分析工作将全国全部2848个县(区)级行政单元进行全面梳理,将有防洪保护需求的城镇概化为2329个防洪单元,逐一梳理其防洪标准与达标状况,形成了对于我国城市防洪体系建设现状的一系列总体认识,为后续开展全国及流域防洪规划修编工作做好基础铺垫。

新时期高质量发展的总体导向对未来防洪安全保障提出了新的更高要求,而长江经济带等一系列国家战略的落地实施,都对重点发展区域及相关城镇的防洪安全保障程度提出更高要求[9-11]。对于现状基本达标的大中城市,建议重点提升防洪“四预”保障能力,实现更为系统化精细化的防洪调度,更好发挥工程体系作用。对于现状不达标的城镇,建议在流域防洪规划修编工作中重点研究提升其防洪保障能力的工程体系建设方案,尽快补齐工程体系短板不足。

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