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㈣ 防洪排澇工程
在已經發生地面沉降的地區,尤其是已發生地面沉降的城市,常因地面沉降而造成雨季排洪系統的失效,地表積水,引起洪澇災害。為防止洪澇災害的發生,必須實施防洪排澇工程。
1.洪澇災害的危害
(1)降低城市排水系統的排水能力,影響城市正常運轉
地面沉降導致雨季地面積水量增大,增加城市排水系統的負擔,並且由於地面沉降造成了地下排水管道的破壞,也影響了城市的排洪能力,使積水不能及時排走。天津市中心城區在1959~2003年累計地面沉降量的最大值達到了2.89m,使得市區每到雨季就會產生不同程度的積水,2003年雨季的集中降水,造成城區大范圍積水,眾多商鋪遭到浸淹,城市交通不能正常運行,嚴重影響了城市運轉。
(2)降低河道防洪和航運能力
地面沉降能夠降低城市河道堤防的防洪標准,使河道汛期泄洪能力下降,使市區產生內澇,排污能力下降,城市防洪區面積擴大,增加防汛牆、排澇泵站、河口擋潮閘等防洪工程建設的資金投入。
海河是天津市重要防洪、泄洪、蓄水、航運、旅遊等綜合利用的河道,對天津市防汛安全、生態環境都有十分重要的作用。由於持續多年的地面沉降,海河幹流泄洪能力由1200m3/s減少到不足250m3/s,雖經多年投入大量人力、物力治理,現已超過800m3/s,但仍未恢復到原設計能力。
此外,由於地面沉降引起河床下沉,導致河道防洪排澇能力降低,造成橋下凈空變小,從而影響到泄洪和航運。
(3)抗禦台風的能力下降
濱海地區由於地面沉降及海平面上升,抗禦風暴潮的能力降低,造成巨大的經濟損失。
據統計,20世紀80年代末到90年代初,天津沿海曾經發生過兩次風暴潮,即8509號和9216號風暴潮。這兩次風暴潮並不是最大的,但是給天津沿海帶來的損失達到了歷史上最嚴重的水平,尤其是天津新港和塘沽等沿海地區。究其原因,主要是由於天津市濱海地區因過量開采地下水而引起的地面沉降,並且由於海平面的上升,使得防潮工程設施的地表標高損失,抵禦風暴潮的能力下降等。
2.防洪排澇工程
實施防洪排澇工程,可以在一定程度上減輕或防止因地面沉降而引起的洪澇災害。
(1)加強市政建設、完善給排水設施
在地面沉降地區的市政工程建設中,應充分考慮預留沉降量,使市政工程盡量不受到地面沉降的破壞。同時,完善給排水設施,使排水管網與城市的發展相適應,以便及時排水。也可以利用城市地下空間修建調節水池,將雨水暫時儲存在調節水池,既可以防洪,又可以在旱季的時候作為供水水源。
另外,可以在城市建設過程中,採用一些新技術、新材料,增大地面的滲透性,使降水入滲量增大,減少滯留在地表的水量,達到防洪排澇的目的,同時也起到人工回灌的作用。
日本東京都的神田川自1970年以來,採取地下水分水渠、多用途滯洪區、調節池等工程措施,使洪澇災害得以控制。大阪和名古屋市也利用調節池來控制洪澇災害,都取得了不錯的效果。
(2)沿岸堤防工程
地面沉降造成河道防洪能力降低。在沿海地區,由於高程嚴重損失,加劇了風暴潮災害的發生。因此,沿岸修砌防汛牆工程是防災的一種有效措施。修建堤防工程,可提高防洪標准,防止洪澇災害。上海市是我國地面沉降比較嚴重的地區之一,由於地面沉降,自20世紀20年代以來,在黃浦江兩岸3次加高防汛牆,將防汛標准由不足100年一遇提高到1000年一遇的水平,形成了抵禦台風、暴雨、天文高潮位和來自太湖流域洪水侵襲的屏障。
(3)地面墊高工程
對於因地面沉降而造成內澇的城市來說,可以通過地面墊土,增加標高的方法來進行治理。我國蘇州市在城市規劃中,要求建築基礎高於海拔標高315m。由於該市多年平均沉降量在1m左右,為達到城市規劃要求,新建區要進行墊土增加標高工程,按規劃其墊土面積達50km2,按墊高500mm估算,工程費用達310億元。