舟曲泥石流災(zāi)后重建城鎮(zhèn)規(guī)劃中的防洪特征

舟曲泥石流災(zāi)后重建城鎮(zhèn)規(guī)劃中的防洪特征

甘肅省南部的周曲屬于青藏高原東北緣。其特點是年平均氣候條件差、日平均氣候差、日平均氣候差、降水少、集中。泥石流的主要類型為降雨。同時,由于該地區(qū)歷史上地震較為活躍,不但引起地殼結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、巖石物理力學(xué)性質(zhì)持續(xù)變化,而且造成地表形態(tài)以及大氣環(huán)境等方面的改變,從而在泥石流的物源積蓄、孕育、發(fā)生的全過程產(chǎn)生了多方面的影響。筆者所在單位承擔(dān)了舟曲8·8特大山洪泥石流災(zāi)后重建城鎮(zhèn)規(guī)劃和紀(jì)念園設(shè)計任務(wù),其中筆者所承擔(dān)的建筑工程專項規(guī)劃中的第一階段重建工作于2013年完成。本文通過對2010年8月甘南舟曲特大泥石流災(zāi)情的實地考察和調(diào)研,借鑒地質(zhì)災(zāi)害專家對我國西部地區(qū)山谷型城市主要自然災(zāi)害類型的分析,總結(jié)了舟曲泥石流成因和災(zāi)損現(xiàn)象,提出了舟曲泥石流災(zāi)后重建城鎮(zhèn)規(guī)劃中的建筑工程專項規(guī)劃編制的基本原則建議,介紹了災(zāi)后重建規(guī)劃編制過程中的一些結(jié)構(gòu)綜合防災(zāi)理念和在工程設(shè)計中實施的體會。一、國內(nèi)區(qū)域自然災(zāi)害概況泥石流是由短時間內(nèi)匯聚大量水,并通過水?dāng)y帶大量的泥砂、石塊及巨礫等固體物質(zhì),在險峻的山區(qū)或溝谷中所形成的具有破壞性的特殊流動體。泥石流不但具有流速大的特點,它所攜帶的石塊、巨礫等都使得這種流體的動能遠(yuǎn)高于普通洪水,因此會沖毀位于流通域的農(nóng)田、交通設(shè)施及工業(yè)與民用建筑等,造成大量的人員傷亡和財產(chǎn)損失。泥石流一方面是地面地質(zhì)環(huán)境變遷與暴雨、融雪造成的洪水等自然災(zāi)害疊加的結(jié)果,一方面也在很大程度上受到人類生產(chǎn)活動的干擾。上個世紀(jì)90年代后期,隨著我國城鄉(xiāng)工程建設(shè)的大范圍展開,泥石流等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的頻率也迅速增長,給國民經(jīng)濟(jì)造成的年均損失高達(dá)數(shù)百億元。泥石流的活動和危害幾乎遍及全球各山區(qū),在我國西部山區(qū),泥石流的危害不斷加劇。除了緊隨汶川地震的北川9·24泥石流之后,2010年又相繼發(fā)生了四川8·13綿竹映秀特大泥石流、甘肅岷縣5·10特大冰雹山洪泥石流等一系列泥石流災(zāi)害,對人民生命和財產(chǎn)造成極大危害。本次舟曲泥石流災(zāi)后重建城鎮(zhèn)規(guī)劃編制之前,筆者借鑒我國學(xué)者對西部地區(qū)城市自然災(zāi)害分類的思路,對舟曲泥石流災(zāi)害的特點進(jìn)行分析研究,為提出針對性的規(guī)劃提供了理論依據(jù)。我國西部地區(qū)多為高原、山地和丘陵分布區(qū),而且也是多個主要江河的發(fā)源地和流經(jīng)區(qū)域。我國部分學(xué)者根據(jù)城市主體是否向山體上部延伸,將城市劃分為“山城”和“谷城”。這主要是考慮到這個區(qū)域城市的主體發(fā)育受到河谷地形及周圍山地、丘陵的直接限制,隨著城市規(guī)模的擴(kuò)張和城市化進(jìn)程的加快,城區(qū)本身要么沿河流走向的谷地延伸,要么向兩側(cè)山體上部擴(kuò)展。前者形成所謂的谷城,比如蘭州市的發(fā)展模式,城市的主體主要在河谷內(nèi)部發(fā)育;后者則形成所謂的山城,城區(qū)不但沿河流走向在河谷內(nèi)部擴(kuò)展,而且依山勢向山體上延伸,重慶市的擴(kuò)展方式就是這種模式在西部的典型代表。由于河谷型城市一般地處低洼地帶,周圍的兩邊,甚至四邊被山坡或丘陵包圍,河流沿地表的斷裂帶等薄弱地質(zhì)體下切,在城區(qū)形成沖積、洪積盆地與階地,在因暴雨或融雪產(chǎn)生大量地表水聚集的條件下,極容易產(chǎn)生洪水、滑坡、泥石流、塌陷、崩塌等多種多樣的自然災(zāi)害。如果河谷底部面積較小且狹長,并且兩端出口緊束,泥石流帶下來的大量沙石突然堆積,可能形成堰塞湖,引發(fā)河水倒灌,加重泥石流的危害,這也是本次舟曲泥石流災(zāi)害的重要特征之一。此外,由于河谷一般地處斷裂帶,不同等級的地震災(zāi)害頻繁,使河谷型城市在其發(fā)展進(jìn)程中受到自然災(zāi)害威脅和侵襲的頻度、強(qiáng)度呈上升態(tài)勢,且破壞力加劇。根據(jù)國內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害專家的系統(tǒng)考察和分析,泥石流不但對建筑物和構(gòu)筑物有直接的破壞作用,還以其強(qiáng)烈的邊坡地表侵蝕、巨大的水土搬運和沙石堆積能力給環(huán)境以深刻的影響,也已成為我國西部許多河谷型城市泥石流災(zāi)害所應(yīng)考慮的主要后果之一。二、舟曲洪水泥石流泥石流發(fā)生的主要條件包括充沛的水動力、陡峻的地形、豐富的松散物質(zhì)。2010年8月8日發(fā)生在甘南藏族自治州舟曲縣的泥石流,主要起因是由于8月7日22到23時之間開始的突發(fā)強(qiáng)降雨,縣城北面的羅家峪、三眼峪泥石流大量下泄,造成流通區(qū)域下泄路徑上的房屋和沿河谷地房屋被沖毀。由于舟曲山洪泥石流是短時急驟降雨在溝谷內(nèi)快速形成高位洪水,加上舟曲的山區(qū)地形陡峻,洪流運動速度快,對地表強(qiáng)力沖刷、刨刮,推動著漂浮在溝內(nèi)的一些石塊一起運動,形成了這次具有強(qiáng)大破壞力的泥石流。筆者通過實地調(diào)研,發(fā)現(xiàn)本次舟曲泥石流中包含不少巨石,如圖1所示。本次舟曲泥石流主要的流通區(qū)域在三眼峪。據(jù)地質(zhì)災(zāi)害文獻(xiàn)報道,三眼峪歷史上就是一條山洪泥石流高發(fā)性的溝谷,多次造成重大災(zāi)害。自清朝以來的史料記載,僅從1823年到1993年,就先后發(fā)生過10余次重大泥石流災(zāi)害事件。本次舟曲泥石流裹挾的大量沙石還流入白龍江,抬高河床達(dá)數(shù)米,并阻斷白龍江形成堰塞湖。該次泥石流除了造成大量人員傷亡并沖毀耕地之外,還最終造成了沖毀平房和樓房220余棟、摧毀道路近2km,毀壞公路橋、人行橋共8座的一系列土木工程災(zāi)害,經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到數(shù)十億,屬于西部河谷型城市的典型質(zhì)災(zāi)災(zāi)害。三、水利工程服務(wù)體系建設(shè)的原則在對本次舟曲泥石流成因和致災(zāi)機(jī)理進(jìn)行分析思考的基礎(chǔ)上,筆者團(tuán)隊在編制舟曲地區(qū)泥石流災(zāi)后重建城鎮(zhèn)規(guī)劃中進(jìn)行建筑工程專項規(guī)劃時,提出了如下的原則:(一)提供基本生活和工作條件保障率先恢復(fù)建設(shè)受災(zāi)群眾基本生活和公共服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施。這主要是為保證當(dāng)?shù)鼐用窕謴?fù)正常生活秩序,緩解災(zāi)害給受災(zāi)群眾帶來的恐慌和不安,并為參與災(zāi)后重建的施工人員提供基本的生活和工作條件保障。(二)舟曲地區(qū)綠色風(fēng)貌的保護(hù)規(guī)劃充分考慮當(dāng)?shù)氐馁Y源環(huán)境承載能力。在城區(qū)布局和建筑風(fēng)格方面,要突出“藏鄉(xiāng)江南,泉城舟曲”的設(shè)計理念,規(guī)劃起點要高,設(shè)計理念要超前,保持舟曲地區(qū)原有的綠色風(fēng)貌,科學(xué)合理地布置規(guī)劃項目。提出這一條原則的依據(jù),主要是地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn),本次舟曲泥石流之所以能造成如此大的損失,從自然條件上看與當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛埠捅敬蔚臉O端降雨分不開,但從城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村規(guī)劃的角度來看,老城鎮(zhèn)建設(shè)擠占了泥石流排泄通道,泥石流防治工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)過低等一些人為因素也是導(dǎo)致?lián)p失慘重的主要原因之一,必須在災(zāi)后重建的規(guī)劃中盡可能減少這類不合理的做法,避讓泥石流排泄通道。(三)災(zāi)后重建與工程措施把長遠(yuǎn)防災(zāi)能力建設(shè)與應(yīng)急設(shè)施的配套建設(shè)相結(jié)合、把地震災(zāi)后重建與特大山洪泥石流災(zāi)后重建相結(jié)合、把災(zāi)后重建與生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理相結(jié)合、把科學(xué)選擇合理結(jié)構(gòu)體系與推進(jìn)重建工程技術(shù)進(jìn)步相結(jié)合。這樣更有助于城市的建設(shè)和發(fā)展,跟符合人、社會與自然的和諧發(fā)展的理念。(四)坡頂和技術(shù)難題一方面組織縣城區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害危險性評估,科學(xué)規(guī)劃泥石流危險區(qū)域,為泥石流的排導(dǎo)留下足夠通道。另一方面通過縣城新區(qū)擴(kuò)建,減小原有的坡頂和山腰建筑密度,減小地震場地放大效應(yīng)和滑坡危險性。提出這一條原則的依據(jù),主要是筆者現(xiàn)場調(diào)研過程中注意到,舟曲縣城中還有不少建筑群建造于坡頂和山腰,如圖2所示。盡管這些位于高坡的建筑此次幸免于泥石流毀壞,但對于未來可能的地震,卻存在災(zāi)害損毀的隱患。地震發(fā)生時或者發(fā)生后,往往會發(fā)生地震誘發(fā)的二次災(zāi)害。周圍的山體滑坡可以直接摧毀山腰和山頂?shù)慕ㄖ?造成嚴(yán)重的人員傷亡。四、生態(tài)工程和紀(jì)念園工程管理的規(guī)劃思路通過參與編制舟曲的災(zāi)后重建城鎮(zhèn)規(guī)劃中的建筑工程專項規(guī)劃和紀(jì)念園的部分工程設(shè)計,結(jié)合對本次泥石流災(zāi)害特征的認(rèn)識和對國家相關(guān)政策的理解,在落實規(guī)劃思路時采取的具體措施如下:(一)考慮泥石流流通域內(nèi)的地質(zhì)環(huán)境適宜性評價和泥石流危險性的初步評估結(jié)合舟曲當(dāng)?shù)刈匀粭l件和洪水、地震及泥石流災(zāi)害的歷史,合理規(guī)劃城鎮(zhèn)與鄉(xiāng)村房屋建設(shè),通過對本次泥石流流通域內(nèi)受泥石流威脅的村鎮(zhèn)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境適宜性評價和地質(zhì)災(zāi)害危險性的初步評估,在本次規(guī)劃中為泥石流的排導(dǎo)留下足夠的流通通道。采取尊重自然的科學(xué)思維,限制泥石流流通危險區(qū)域的建筑物和人類活動空間,防止同災(zāi)種災(zāi)害重現(xiàn),避免經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。(二)過渡時期土地的利用本次編制重建規(guī)劃采取了將利用現(xiàn)有場地設(shè)施與城區(qū)延伸相結(jié)合的方式。這主要是考慮該地區(qū)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較為薄弱,能夠利用的現(xiàn)有設(shè)施盡可能在過渡時期加以利用,比如,在對地勢不太低及稍微平整位置處的舊城區(qū)場地在重新評估后繼續(xù)加以利用,這樣可以擴(kuò)大土地在城鎮(zhèn)建設(shè)過程中的使用面積,減少對不合理場地和位置的使用。(三)泥石流源頭區(qū)生態(tài)修復(fù)本次編制重建規(guī)劃時,借助國家項目和援建資金支持,在舟曲推進(jìn)災(zāi)后重建的同時,還注重在泥石流發(fā)源區(qū)域的山區(qū)開展生態(tài)修復(fù)。考慮到該區(qū)域的歷史地震較為頻繁,山體土質(zhì)松軟,山區(qū)又有夏秋季節(jié)雨水豐沛的氣象特點,把山區(qū)植被修復(fù)納入本次泥石流災(zāi)后重建的總體框架,利用生物手段固化山體表面土質(zhì),減少水土流失。(四)預(yù)見性地安置與泥石流災(zāi)害防治的有機(jī)結(jié)合本次編制災(zāi)后重建規(guī)劃,還注重建筑結(jié)構(gòu)的多災(zāi)種設(shè)防設(shè)計理念。比如,在編制舟曲王家山異地安置點設(shè)計規(guī)劃時,分散了部分建于老城區(qū)側(cè)面高邊坡的坡頂和山腰處的建筑物,把位于高坡邊緣的公共建筑和民居作為與泥石流災(zāi)害受災(zāi)戶同等重要的優(yōu)先順序,預(yù)見性地搬遷、異地安置,體現(xiàn)了不只是單純關(guān)注泥石流災(zāi)害的理念,努力防止多種災(zāi)害的疊加。(五)在園區(qū)中進(jìn)行生物降解編制重建規(guī)劃和實施過程中,還注重體現(xiàn)生態(tài)排污、拆除建筑材料的再生利用及無害化處理等多災(zāi)種新理念。災(zāi)害發(fā)生期間,城區(qū)的潔凈水曾一度出現(xiàn)較大困難。借此次災(zāi)害中獲得的教訓(xùn),在紀(jì)念園等公共建筑的設(shè)計中,推行園區(qū)日常排出的部分輕度污染生活污水在園區(qū)內(nèi)進(jìn)行生物降解,在園區(qū)綠化的灌溉中進(jìn)行應(yīng)用。舟曲城區(qū)較為狹窄,災(zāi)損建筑物拆除后的廢棄材料對重建場地造成了很大的負(fù)擔(dān)。為此,本次規(guī)劃中還與部分高校的相關(guān)研究人員配合,推行拆除建筑材料中的高強(qiáng)度骨料在道路建設(shè)和紀(jì)念園等公共建筑園區(qū)路面的篩選應(yīng)用等再生利用等技術(shù)。(六)作為一種應(yīng)急預(yù)案建立舟曲泥石流災(zāi)害風(fēng)險管理預(yù)警和應(yīng)急處置體系,加強(qiáng)泥石流發(fā)源區(qū)域的山區(qū)汛期監(jiān)測和預(yù)警措施。配合該區(qū)域整體防災(zāi)體系建設(shè)需要,在工程建設(shè)領(lǐng)域推行多層次的防災(zāi)應(yīng)急體系構(gòu)建。目前對于泥石流的形成機(jī)理和起動機(jī)制的研究還沒有突破性進(jìn)展,尚不能根據(jù)泥石流的形成理論進(jìn)行泥石流預(yù)報。主要是和氣象部門合作,根據(jù)氣象條件對泥石流發(fā)生的激發(fā)作用,充分利用國家自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的技術(shù)和信息做出預(yù)警,達(dá)到減少損失,避免大量人員傷亡的目的。此外,工程建設(shè)行業(yè)也建立了針對重大突發(fā)性氣象災(zāi)害的應(yīng)急預(yù)案,提出了施工企業(yè)泥石流防控和應(yīng)急處置的協(xié)同評估決策系統(tǒng)。這主要是考慮泥石流長遠(yuǎn)治理的工程建設(shè)有2~5年甚至更長的周期,建設(shè)資金也只能是分階段投入,但每年汛期來臨仍可能會帶來山洪、泥石流危險,尚不能依賴建造中的工程能夠在應(yīng)急避險中發(fā)揮主導(dǎo)作用。建造中的工程不擴(kuò)大災(zāi)情范圍,工程建設(shè)企業(yè)不給地方造成救災(zāi)負(fù)擔(dān),在技術(shù)水平高的施工企業(yè)中做數(shù)字化工程現(xiàn)場施工期防災(zāi)減災(zāi),作為智慧園區(qū)的示范,是本次專項規(guī)劃中提出的新理念。五、泥石流災(zāi)害形成原因和基本特征泥石流發(fā)生的主要條件包括充沛的水動力、陡峻的地形、豐富的松散物質(zhì)。2010年8月8日發(fā)生在甘南藏族自治州舟曲縣的泥石流,主要起因是由于8月7日22到23時之間開始的突發(fā)強(qiáng)降雨,縣城北面的羅家峪、三眼峪泥石流大量下泄,造成流通區(qū)域下泄路徑上的房屋和沿