海河流域防洪建设方针的思考与认识

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海河流域防洪建设方针的思考与认识

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-19 2332


关键词:海河流域 防洪 建设 方针

  海河流域为水旱灾害多发地区。1963年大水后,毛主席提出了“一定要根治海河”的伟大号召,各省市军民艰苦奋战,按照防洪规划确定的“上蓄、中疏、下排、适当地滞”的治理方针,构筑了由水库、堤防和蓄滞洪区组成的防洪工程体系,形成了“分区防守、分流入海”的工程格局,流域防洪形势发生了根本变化。随着人口增加,社会进步,经济发展,水资源紧缺和生态环境恶化成为海河流域水利建设中的主要矛盾。面对新的形势,防洪建设应如何进行?应采取什么建设方针?引起了许多人的思考,本文结合海河流域防洪规划谈几点粗浅认识。

  1、海河流域防洪形势

  海河流域十年九旱,1963年大水后,随之而来的是1965年大旱,1972年大旱,80年代初、90年代末并一直延续到现在的连续干旱,致使河道断流,湖淀干涸,湿地消失,地下水超采,生态环境严重恶化,水资源频频告急。天津市自1972年第一次临时引黄解救危机至今,已8次临时从黄河临时引水。北京市水资源也早已亮出黄牌,水资源问题已成为制约流域社会经济发展的主要矛盾,可持续发展受到严峻考验。但还要切记,海河流域还有暴雨集中、强度大、突发性强的特点,降雨丰枯变差系数居全国各大流域之首,防洪问题也极为严重。海河流域多年平均降雨量虽只有548毫米,仅相当于珠江流域的35%,长江流域的50%左右,但我国大陆短历时降雨和长历时(7日)降雨最大值却均发生在海河流域。同时,暴雨又多发生在太行山、燕山迎风坡,此区地形陡峻,土层覆盖薄,植被差,发源于此区的众多支流源短流急,汇流时间很短,洪水陡涨陡落,洪峰高、历时短,洪量非常集中。1963年南氏河西台峪127平方公里发生了3990m3/s的洪水,子牙河、大清河京广铁路以西56600平方公里发生了43200m3/s的洪水,1956年滹沱河支流冶河孟贤壁站6400平方公里发生了24800m3/s的洪水,洪峰模数均达到世界记录,此外,还有多次接近世界记录的记载。海河流域水文气象、自然地理、河流分布的特点,使海河流域历史上一直是水旱灾害频发地区,洪旱灾害交相为害。

  1963年大水后构筑的防洪体系,大大改善了海河流域防洪形势,但此体系还很不完善。工程设计标准低,建设质量差,加之工程老化失修,河口淤积,地面下沉,蓄滞洪区安全设施不足,起用困难,以及非工程措施建设滞后等问题,现有防洪体系还不具备抗御大洪水的能力。流域内骨干河道的1、2级堤防共有3535公里,有近50%达不到规范要求的高度。又由于行洪滩地普遍种植高杆作物,改变了原设计条件,行洪水位普遍抬高。1996年大水,各骨干河流行洪流量仅相当于10~20年一遇(滹沱河除外),但行洪水位大多已接近30~50年一遇的河道设计水位。按照河道现实情况核定河道过流能力,主要行洪河道行洪能力下降了17~60%.

  本次防洪规划利用多年积累的堤防地质勘探资料对堤防质量进行了分析,海河流域主要堤防填筑质量达到规范要求的不足20%,工程隐患非常突出,1996年大水各河堤防多处出现险情是为佐证。滹沱河黄壁庄水库泄量3400m3/s ,相当于50年一遇设计洪水,问题暴露的最为充分。滹沱河黄壁庄水库下游河道实际行洪水位高于设计洪水位1米,北大堤多处出现险情,特别是饶阳境内的吕汉堤段,8月7日凌晨发生管涌,经500名解放军官兵突击抢护,用了一万条麻袋和一万平米土工布,奋战了3小时,保住了北大堤。滹沱河北大堤为海河流域防洪的重要防线,其担负着保护大清河以南广大地区防洪安全的任务,此防线一旦溃决,不仅清南地区大面积遭受洪灾,若与大清河洪水遭遇还将危及天津市和津浦铁路的安全。1996年大水虽只有10~20年一遇,洪量仅相当于1963年24%,但此次洪水使海河南系160万公顷农田(包括启用的行蓄洪区)受淹,11条国道和39条省道中断,多条国家通讯干线被冲断。据分析,在不考虑工程内部隐患情况下,海河南系如遇1963年型洪水,将有4万平方公里土地被淹,防洪形势极为严峻。

  2、上蓄中疏下排适当地滞仍应作为防洪建设的基本方针

  目前、水资源问题受到社会的广泛关注,拟议中的南水北调中线工程实施后,可为海河流域净增供水量70亿立方米,相当于现在海河流域实际用水量的17%左右,对缓解海河流域水资源危机,促进社会经济可持续发展将起重要作用。但与此同时,流域内人口也在增加,预计到2030年左右海河流域人口高峰时,全流域人口将达到1.5~1.6亿,比目前增加25~30%,水资源紧缺将是海河流域永恒的主题。为了缓解水资源危机,本次防洪规划中有人提出“以上调、中蓄、适时适量地泄”作为海河防洪体系建设方针。“即在流域上游通过现代化的洪水预报手段实现水库调度方式的革命,增强对洪水的调空能力;在流域中游有计划地滞蓄洪水实现洪水对地下水的回补和对环境的改善;在流域下游调整河网布局,提高对大洪水和中小洪水的导控能力,实现适时适量的泄。”实际上这里讲的是中小洪水调度问题,把其作为防洪建设方针值得商榷。在保证防洪安全的情况下,充分考虑雨洪资源的开发利用,缓解水资源危机,改善生态环境,这是水利建设与工程调度管理的常规做法。防洪规划目标是防御50年或100年一遇的稀遇洪水,此时的主要矛盾不再是水资源紧缺,而是如何通过防洪工程措施和非工程措施保障人民生命财产安全,最大限度地减少损失。

  海河流域防洪规划南系以1963年洪水为典型年,该年8月降雨总量600亿立米,洪水总量301亿立米,且主要集中在8月1日至15日,降雨主要集中在太行山迎风坡,7日降雨超过500毫米面积43800平方公里,日雨量超过500毫米的面积近2000平方公里。海河北系规划典型年为1939年,洪水总量304亿立米。防洪规划要解决的问题是如何对这些洪水进行安排。

  1967年防洪规划、1993年国务院批准的《海河流域综合规划》(以下简称93规划),防洪建设采取的“上蓄、中疏、下排、适当地滞”的建设方针,其体现了海河流域自然地理和水文气象特点。海河流域洪水洪峰高、历时短、洪量集中,利用水库消减洪峰作用十分明显。1963年海河南系大水,座落在出山口处的10座大型水库入库拦蓄洪量43亿立米,占水库上游来水总量的46%,消减洪峰50%以上,为下游抢险赢得了宝贵时间。1996年大水,岳城水库入库洪峰8690 m3/s,下泄1500 m3/s,控制在河道安全泄量之内,黄壁庄水库入库11400 m3/s,只下泄3400 m3/s,保障了滹沱河北大堤安全,水库工程发挥着至关重要的作用。各主要河系开辟或扩大行洪入海通道,有利于洪水的分区控制与防守,可避免各河集中于天津入海不利的不利局面。利用蓄滞洪区缓洪滞洪避免了大规模开挖河道有多年闲置的矛盾,因此,本次防洪规划仍然沿用93规划的防洪建设方针。

  “上调、中蓄、适时适量地泄”为中小洪水调度方针。上调,即利用水库调蓄,这是水库防洪与供水兴利的基本功能。随着科技发展,随着防汛指挥调度系统的建立、洪水预见期的延长,可加大水库的调蓄能力与力度,如将固定时间、固定汛限水位,改为动态汛限水位,根据洪水预报结果,决定水库泄水过程。在水库中预存洪水预见期内下游河道的安全泄量,在不增加水库风险情况下增加水库调蓄水量。本次防洪规划对降雨和洪水的测报,洪水预报模型的研制,调度指挥系统的建设等给予了足够的重视,提出了具体规划安排。但在规划中没有因此而减小河道泄水规模,其经济效益体现在合理安排水库蓄泄,增加水资源利用量上。

  中蓄,即利用中下游河道和蓄滞洪区滞蓄洪涝水。在中小洪水调度安排上,适量利用蓄滞洪区滞蓄,尽可能增加平原水库蓄水量,减少汛期集中入海水量,使洪涝水尽可能转化为资源水环境水。本次防洪规划,在蓄滞洪区建设上,适当安排了平原水库建设,以为海河流域水资源的开发和改善生态环境创造条件。

  3、关于防洪建设与水资源开发利用

  洪水具有很大破坏性,直接威胁人们生命财产安全,同时洪水也是资源,开发利用洪涝水资源,对缓解水资源危机,改善水环境具有重要意义。因此,防洪建设与水资源开发利用和保护密切结合,充分发挥水利工程的综合效益是本次防洪规划的指导思想。

  本次规划中,充分考虑了海河流域水资源特点,安排了横向联系道治理。1963年大水后,按分流入海、分区防守的工程格局,整治、开挖了一批排洪入海通道。北运河、老子牙河等原有行洪河道不再安排行洪,多年疏于治理,逐步失去过水能力。考虑到水资源开发利用,改善生态环境的要求和水资源联合调度、优化调度的需要,本次防洪规划安排了老子牙河、南运河、北运河(筐儿港至屈家店河段)、新开河、金钟河等水系联接河道的恢复与整治,

防渗膜是以pe膜作为基材,与土工布复合而成的防渗材料,它的防渗性能主要取决于pe膜。东方防渗膜应用的pe膜,主要有聚氯乙烯和聚乙烯、EVA(乙烯/醋酸乙烯共聚物),它们是一种高分子化学柔性材料,比重较小,延伸性较强,适应变形能力高,耐腐蚀,耐低温,抗冻性能好。其主要机理是以塑料薄膜的不透水性隔断土坝漏水通道,以其较大的抗拉强度和延伸率承受水压和适应坝体变形。

安排了连接滏阳河与北排河的北陈海涵洞和连接渠,使各河保持一定规模相互沟通的能力。当遇有中小洪水时,通过这些联接河道进行水资源统一调度,调剂各河系之间水资源余缺,合理安排各河洪涝水蓄泄。当遇较大洪水且各河洪水不完全遭遇时,可通过这些横向联接河道,对洪水联合调度,发挥防洪工程的整体效应,为流域社会经济发展提供更大安全保障。

  4、规划中充分体现了人与自然和谐相处的理念

  随着人口增加,人水争地矛盾越来越突出,建设堤防束窄河道的要求越来越强烈。协调人与自然的关系,规范人类的水事行为,为洪水留出空间,是维护流域防洪事业可持续发展的保障,也是社会经济可持续发展的保障。本次规划,充分考虑了各河特点,如蓟运河,将原规划堤内裁弯方案改为遥堤行洪方案;滹沱河黄壁庄水库下游段河道只筑生产堤,大洪水时漫滩行洪,保障有足够的行洪空间调蓄洪水,又有利于利用洪水补充地下水,小水时,农民可在滩地上安全生产。

  人类要适应洪水,防洪建设也要为人类生存创造必要条件,原河道规划,河滩地按一水一麦考虑,麦收后不再种植或种植矮杆作物,本次规划考虑到农村实际,河道计算糙率有所提高,这样会更接近实际。

  河口淤积问题,是海河流域防洪建设和管理中棘手问题,没有入海径流,河口行洪断面很难维持。保留恢复行洪入海通道,保持足够行洪入海能力是必不可少的措施。开辟行洪入海通道,将各河洪水分流入海,是历代治水所采取的措施,是历史的经验总结,四女寺减河(现漳卫新河)、捷地减河、马厂减河、独流减河、北引河(现永定新河)在历次洪水中均发挥了重要作用,其规模与当时生产力水平相适应,也与当时人口和生产力布局相适应。今天的问题主要是由于人口膨胀,河口区被开发,行洪断面被挤占,以及不适宜的人类活动造成的。河口规划按可持续发展的要求,针对各河口具体情况,分别提出了治理措施。为了保障行洪安全,不仅要求河口区要有足够行洪通道,而且要适当留出管理用地,作为规划保留区。如海河在河口岸边滩区,划出清淤排泥场用地,为海河河口管理维护保留了必要条件;将大港分洪道作为规划保留区,可为天津市城市防洪安全和进一步发展提供安全保障。

  适当安排水库工程建设。水库在防洪体系中具有不可替代的作用,但水库建设又往往对生态环境造成一定影响,本次防洪规划仅考虑了几座在防洪体系中有重要作用的水库,但在安排上,除直接关系到城市防洪的重点水库外,均安排在中远期进行建设,以便留出足够时间进行环境影响评价论证。

  海河流域规划安排27处蓄滞洪区,这些区域历来是洪水泛滥或调蓄场所,目前,在没有条件进行移民建镇情况下,此区既是区内470万人口生存和发展的空间,也是调蓄洪水的场所,具有双重功能。规划中,既要考虑满足滞蓄洪水,保障防洪体系安全,以及水资源开发利用的需要,同时又要考虑区内社会经济发展,使区内群众与全国人民同步进入小康社会。本次规划结合各河系洪水特点,对蓄滞洪区进行了具体安排,滞洪面积较大的蓄滞洪区,实行分区运用,尽可能减少滞洪损失,如宁晋泊、文安洼等;具有水资源开发潜力河系上的滞洪区,安排建设平原水库,平时蓄水兴利,汛期滞洪减灾。尽可能协调人与自然的关系,实现人与自然和谐相处。

  参考文献

  1、《防洪丛书海河卷》水利电力出版社,1999年3月

  2、《面向21世纪的海河水利》天津科学技术出版社,2000年

  3、《海河流域1962年8月暴雨洪水分析报告》海河水利委员会,水利部天津院,1988年12月


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