給洪水以“出路” 防范重大風險
來源:中國水利報 時間:2020-08-20 20:49
黃河小浪底水庫大流量下泄 苗荷芳 攝
由于歷史原因,黃河下游灘區既是黃河行洪、滯洪、沉沙的重要區域,也是廣大群眾賴以生存的場所。目前灘區行洪面臨什么樣的狀況?
江恩慧:黃河下游河道是典型的復式河道,有主槽和灘地,灘地又分嫩灘、二灘、高灘。兩條大堤之間都屬于黃河的行洪空間,主槽和嫩灘、二灘更是中常洪水經常走水的區域。在過去河勢擺動比較大的時候,嫩灘所處的位置也可能就是行洪的主河槽,近年來我們把河勢控制得比較好,游蕩范圍大大減小,中小水漫灘的概率也大大減小,但如果來了超標洪水,這部分灘區必然會重新發揮行洪功能。
由于歷史原因,沿黃有不少群眾在二灘種莊稼,開展各種生產生活活動,為了不使百姓利益受損,近年來黃委一般都按照不超黃河下游最小平灘流量去調控小浪底水庫下泄流量。但是,如果上游來大洪水,在小浪底等水庫聯合調控下,花園口斷面仍然要超過一定量級的流量過程,比如6000立方米每秒,可能到夾河灘一帶就會出現漫二灘的現象,少量滯洪之后,演進到高村以下的流量可能還會有5000多立方米每秒,又會出現漫二灘和生產堤偎水現象。由于黃河下游的生產堤質量比較差,經不起長時間浸泡,盡管這種漫灘規模不會造成太大的安全隱患,但也要引起重視。根據黃科院最新實體模型試驗,卡口河段的主河槽過4700立方米每秒的水是沒什么大問題的,流量達到5000立方米每秒以后生產堤偎水的情況還是比較多的。
記者:當黃河下游出現超標洪水時,哪些河段會成為薄弱環節?
江恩慧:薄弱環節有兩個方面,一個是夾河灘以上河段的幾處畸形河勢,一個是孫口上下的卡口河段。根據我們多年對河勢演變規律與機理研究結果和近年來的實體模型試驗,我們預測東安控導工程至桃花峪控導工程之間的畸形河勢、黑石至黑崗口之間連續性的畸形河灣,可能會在未來出現的大洪水期間發生較大變化,甚至造成比較大的工程險情。
根據近幾年的洪水演進預報試驗及數學模型計算,最薄弱的河段當屬李橋至陶城鋪,特別是陳樓至陶城鋪卡口河段,這里的平灘流量普遍在4350至4600立方米每秒之間,如果來了超標洪水,這個河段主槽的過流能力本身就低,再加上上游主槽過流能力,洪水漫灘的量要遠遠小于20世紀90年代和小浪底水庫運用初期,大量的洪水快速壓向下游,進一步加大這一河段的防洪壓力。
需要指出的是,近年來黃河下游生產堤質量有了明顯提高,這里說的生產堤不包括老百姓很隨意修建的所謂的前進堤。但是,生產堤的質量畢竟和黃河大堤沒法比,一旦偎水時間過長,還是會有一定的安全風險。因此,地方政府和河務部門仍要加強巡堤查險,我們黃科院也會加強觀測,密切關注畸形河勢變化和卡口河段灘唇出水高度、生產堤偎水、河段沖淤變化等情況,及時反饋黃河防汛辦公室,為調度提供決策。
未來的超標洪水應該怎樣調度,總書記提出的黃河下游河道治理綜合提升如何布局,這都是黃科院今年正在開展的研究課題,也是水利部重大科技支撐研究布置的任務。今后,我們將加快推動課題研究成果的實踐運用,確保超標洪水的損失可控,盡量減少洪水淹沒范圍和災情損失。
記者:經過主汛期水沙調控,現在黃河下游河槽是什么樣的狀態?卡口河段過流能力提高了多少?
江恩慧:截至目前,今年汛期調度大致經過了小浪底水庫前期騰庫迎洪、防御大洪水實戰演練、低水位排沙和當前主汛期的水沙調度四個階段,黃河下游河槽也相應經歷了沖刷和淤積的調整。
小浪底水庫運用20年來,黃委科學進行水沙聯合調控,下游河道平灘流量由初期的1800立方米每秒增大到現在的4350立方米每秒,這是一個非常艱巨的過程和難得的結果。我們要千方百計通過調水調沙和綜合治理,確保黃河下游河道有一個過流能力較大的主河槽。主河槽的過流能力越大,發生大洪水時可宣泄的水量就越大。主河槽對水流的有效約束,可盡量減少上灘水量,大大減輕順堤行洪對黃河大堤構成的威脅,為應對今年有可能發生的超標洪水提供更好的河道地理條件。
總體看,黃河防總統籌黃河防洪安全和上下游、左右岸對水沙資源的需求,實行“一高一低”的調度原則,實現了上中水庫防洪減淤、下游河道排洪能力提升、河口地區生態系統修復、受水區水資源供給保障等多贏。其中,整個過程中小浪底水庫排沙3.027億噸,繼續為小浪底水庫長期有效庫容的保持作出巨大貢獻;黃河下游主槽過洪能力進一步提升,卡口河段陳樓至艾山斷面平灘流量,根據報汛資料初步計算,由汛前4350~4500立方米每秒增加至4500~4800立方米每秒,其中在防御大洪水實戰演練期間,在河務部門和地方政府的共同努力下,生產堤局部擋水,5020立方米每秒流量順利通過卡口河段,不僅標志著黃河下游防洪調度空間得到了進一步的打開,也檢驗了保障黃河防洪安全的良性運行機制。
記者:黃河依托“上攔下排,兩岸分滯”防洪工程體系和非工程措施,實現了70多年伏秋大汛歲歲安瀾。針對挖掘“下排”工程潛力,黃委提出了“打開下游防洪調度空間”的概念,怎么理解這一概念?
江恩慧:根據今年的天氣和降雨情況預測,中央和水利部要求做好應對“黑天鵝”“灰犀?!笔录l生的準備。黃河防汛的難度和復雜性絕無僅有,黃河防洪安全的重要性不言而喻。
“打開下游防洪調度空間”應該包含四層意思。一是為了應對“黑天鵝”“灰犀?!笔录l生,應該對黃河下游主槽過流能力有一次檢驗。二是為了黃河防洪安全,擴大黃河下游主槽過流能力十分必要。三是多年沒來大水,黃河下游防洪調度和指揮體系,各部門、各層面應對大洪水的工作銜接流暢性、運行機制合理性、應對措施可行性等都需要一次系統檢驗。四是打開洪水調度的社會認知空間和輿論空間,正確解讀小浪底水庫的作用,糾正“小浪底水庫能夠也必須確保黃河下游不漫灘”的認識誤區。
黃河下游灘區是黃河生態系統的重要組成部分,它的良性維持,對灘區耕地品質的保障、灘區生物多樣性維持等意義重大。有國外專家認為,一定頻率的“洪水脈沖”,對于灘區生態系統的維持和修復、對于遏制灘區旱災和農業、生態災害意義重大。社會認同這一觀點還需要一定的時間。
黃科院高度重視黃河灘區生態系統的承重力評估和良性維持的研究工作,在中央公益性科研院所基本科研費中設立專項,著手研究黃河水沙調控如何在確保防洪安全的前提下,綜合考慮水沙資源的合理配置和灘區生態系統的完整性。
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