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GeoHazards：当道路与水利工程成为洪水帮凶：西班牙塞古拉河口的治理新方案

已有 62 次阅读 2026-3-19 09:51 |个人分类:学术软文|系统分类:论文交流

洪水是全球范围内造成社会经济损失最严重的自然灾害之一。在气候变化背景下，极端降雨事件频发，加之人类在洪泛区的不合理建设 (如道路、水利工程等)，进一步加剧了洪水的负面影响。尤其是在地中海地区，季节性干旱河道在暴雨后迅速恢复径流，而横跨河道或洪泛区的基础设施往往成为阻碍水流自然宣泄的屏障。西班牙东南部的塞古拉河流域是欧洲洪水风险最高的区域之一，历史上曾多次发生严重洪灾，如2019年9月的特大洪水导致大量经济损失和保险索赔。本文聚焦于该河下游入海口段，重点分析国道N-332公路和河道整治工程形成的“屏障效应”如何阻碍洪水下泄，并通过水力学模型提出结构性改进方案。

图1. 研究区域：塞古拉河流域的塞古拉河末端河段及河口。

研究内容

本研究以塞古拉河下游圣富尔亨西奥和瓜尔达马尔镇段为研究对象，利用高精度LiDAR数据构建数字高程模型，并采用IBER (v.3.3) 二维水力学软件模拟了2019年9月洪水事件中N-332公路及新旧河槽分隔墙对水流的影响。模拟结果显示，N-332公路因与地面齐平，在洪水泛滥时形成一道横向阻水坝，导致上游水位壅高，引发回溯性洪水淹没圣富尔亨西奥镇周边农田与居民区。同时，新旧河槽之间的混凝土隔墙进一步阻碍了洪水汇入主河道，延长了淹没时间，局部积水达四周之久。为验证当前治理措施的有效性，作者模拟了在隔墙开设两个泄水孔后的情景，发现虽能部分缓解壅水，但仍无法有效解决大面积滞水问题，表明局部修补措施不足以应对极端洪水事件。基于上述问题，研究提出两项关键工程对策：一是完全拆除新旧河槽之间的隔墙，将两条河道合并为单一宽浅式河道，恢复水流的自然连通性；二是将N-332公路改造为桥梁结构，抬升路面至7米高度，并在桥墩间设置宽度5米、间距15米的涵洞式过水通道，以保证洪水顺畅通过。通过IBER软件对改造后情景进行模拟，结果表明，洪水能够快速通过桥下空间并沿整合后的河槽排入海洋，上游淹没深度显著降低，退水时间从数周缩短至2–3天。此外，研究还调整了部分农田区的地形坡度，消除次要道路对水流的阻挡，进一步优化了区域排水路径。

图2. 塞古拉河末端河段2019年9月洪水的IBER模拟 (6小时)。

研究总结

本研究通过高精度水力学模型揭示了线性基础设施 (如公路、河道工程) 在洪泛区中作为水力屏障的严重危害，并提出了具有可操作性的结构性改造方案。结果表明，拆除人为阻水障碍、提升道路通行能力与恢复河道自然形态是减轻洪水风险的有效途径。该成果不仅为塞古拉河下游的洪水治理提供了科学依据，也为全球类似地理环境下的洪泛区规划与基础设施设计提供了重要参考。未来，需在工程实施中进一步结合非结构措施 (如土地利用管制与风险地图更新)，以实现更具韧性的洪涝风险管理体系。研究强调，在气候变化加剧极端水文事件的背景下，对现有基础设施进行适应性改造已成为降低灾害风险的迫切需求。

阅读英文原文：https://www.mdpi.com/3032078