受台风“杜苏芮”北上与冷空气交绥影响,7月28日以来,海河流域中部、南部出现强降雨,受其影响,海河流域发生流域性较大洪水,其中子牙河、永定河、大清河相继发生编号洪水,8个蓄滞洪区相继启用,海河流域“上蓄、中疏、下排,适当地滞”的治理方略,正接受流域性大洪水的检验。
上蓄 中疏 下排 适当地滞
面对流域性大洪水 海河流域这样防
永定河系
永定河地处京畿要地,洪水调度涉及北京、河北、天津三省市,还关系到南水北调中线工程、大兴国际机场等重要基础设施的防洪安全。
防洪工程体系
●上蓄:
官厅水库、大宁水库、永定河滞洪水库。
●中疏:
永定河干流堤防。
●下排:
卢沟桥枢纽、屈家店枢纽等。
●适当地滞:
永定河泛区、三角淀分洪区等蓄滞洪区。其中,今年启用的永定河泛区上起梁各庄、下至屈家店,设计滞洪量为4亿立方米。
子牙河系
子牙河系位于华北平原中南部,由滏阳河和滹沱河两大支流组成,流域面积46 868平方公里。
防洪工程体系
●上蓄:
岗南、黄壁庄、临城、朱庄、东武仕等5座大型水库。其中,黄壁庄水库总库容为12.1亿立方米。
●中疏:
滹沱河北大堤、子牙新河左堤、滏阳新河两堤等474公里主要堤防。
●下排:
艾辛庄、献县枢纽。其中,献县枢纽是承接滹沱河、滏阳河、滏阳新河来水的大型控制工程。
●适当地滞:
永年洼、大陆泽、宁晋泊、献县泛区等蓄滞洪区。其中,今年启用的大陆泽、宁晋泊是滏阳河中游洼地蓄滞洪区,位于河北邢台市中部,设计总滞洪量为35.52亿立方米;献县泛区位于滹沱河下游,设计滞洪量为5.44亿立方米。
大清河系
大清河是海河流域的重要河系,涉及京、津、冀、晋四省市,以及铁路、高速公路、油田等重要设施安全。
防洪工程体系
●上蓄:
安各庄、龙门、西大洋、王快、口头、横山岭等水库。
●中疏:
赵王新河堤、白沟河堤等主要堤防。
●下排:
新盖房枢纽、枣林庄枢纽、独流减河进洪闸、独流减河防潮闸。
●适当地滞:
小清河分洪区、兰沟洼、白洋淀、东淀、文安洼、贾口洼和团泊洼等蓄滞洪区。其中,今年启用的小清河分洪区设计滞洪量为4.08亿立方米;兰沟洼设计滞洪量为3.23亿立方米;东淀位于大清河中下游,为汇集大清河南、北支洪水和清南、清北沥水的行滞洪区,设计滞洪量为12.88亿立方米。
洪水为何来势汹汹?海河防洪工程体系如何发挥作用?中国水利报记者专访海委防御处处长杨志刚,解读海河流域性大洪水形成原因及海河流域防洪工程布局。
工程体系支撑防洪调度
“三道防线”助力关口前移
——海委防御处处长杨志刚解读流域性大洪水防御
问:海河流域此次流域性大洪水的形成原因是什么?本轮洪水具有怎样的特点?
杨志刚:7月28日8时至8月2日8时,海河流域5天面平均雨量达153毫米,降雨总量487亿立方米,为海河流域1963年以来的最强降雨。受强降雨影响,子牙河系、永定河系、大清河系先后发生了编号洪水,宁晋泊、大陆泽、小清河分洪区、兰沟洼、东淀、献县泛区、共渠西、永定河泛区等8个蓄滞洪区相继启用。经过水利部判定,海河发生流域性大洪水,其中,永定河发生1956年以来最大洪水,大清河发生1963年以来最大洪水。无论是海河流域遭遇的降雨还是在海河流域形成的洪水,都是极端且罕见的。
从暴雨形成原因看,主要有三个条件。一是台风“杜苏芮”残余环流带来了非常充沛的水汽,二是副热带高压的阻挡,三是太行山前的地形抬升作用。具体来看,在副热带高压西侧南风气流的引导下,台风“杜苏芮”残余环流一路北上、“播洒”雨水。随着其不断向北移动,大气环流的形势也发生变化,副热带高压与西部的另一个高压脊互相连通,形成一个“高压坝”,横亘在台风“杜苏芮”残余环流的北方。而受陆地摩擦影响已经“元气大伤”的“杜苏芮”,无力冲破前方高压的阻拦,只得在华北地区放慢脚步。与此同时,在“杜苏芮”残余环流及其东北侧副热带高压之间形成一条急流,可以将水汽源源不断地从海上输送到华北地区,为持续的降水提供充足的“原材料”。而急流遇到太行山、燕山等地形时被迫抬升,这有利于水汽凝结成雨,进一步为强降水助一臂之力。于是,在大气环流形势和地形等因素的共同作用下,台风“杜苏芮”残余环流得以深入华北地区数日,造成极端暴雨。
从洪水的形成原因及特点看,太行山、燕山迎风区为大暴雨的集中地带,发源于迎风坡的子牙河、大清河等河系呈扇形分布,各河洪水一般均以陡涨陡落、洪量集中、洪峰高、历时短的形式出现,极易造成特大洪水。此外,海河流域山区地形陡峻,植被覆盖较差,降雨产汇流快,从山区降雨到河道出山口出现洪水,最长不过1~2天,短的仅几个小时。同时,山区、平原之间过渡带短,河流源短流急,洪水出山后,直接进入平原地区,洪水来势迅猛。
问:海河流域防洪工程是如何布局的?其中,28个国家级蓄滞洪区发挥着怎样的作用?
杨志刚:新中国成立以后,在党和人民政府的领导下,海河流域水利事业得以迅速发展。特别是1963年,党和国家决定加大对海河流域的治理。此后15年间,海河流域又一次掀起了治理热潮,按照“上蓄、中疏、下排,适当地滞”的治理方略,先后开挖疏浚骨干河道50余条,修筑堤防3000多公里,新建扩建了一批大中型水库。截至目前,全流域具有防洪功能的大、中、小型水库共计约1600座,总库容315.54亿立方米;中游骨干河道12条、主要尾闾河道8条,规划1级、2级堤防3500多公里;设置国家蓄滞洪区28处,总面积约10305平方公里,总容积约188亿立方米,区内人口约618万人。
经过多年的建设,海河流域已初步建立了以大型水库为骨干、河道堤防为基础、蓄滞洪区为依托的防洪工程体系,形成了各河系“分流入海、分区防守”的防洪格局。其中,“上蓄”是指在上游修建和加固水库,开展水土保持工作,以拦蓄洪水,发挥综合效益;“中疏”是指疏通中游河道,使其顺畅泄水,不致泛滥;“下排”是指在下游开辟入海尾闾,使洪涝沥水通畅入海。同时,在天津附近已建成永定新河,子牙新河、独流减河等入海通道,用来排洪排涝,以此消解上游洪水的防汛压力。
在海河流域防洪工程体系中,蓄滞洪区发挥着重要作用,它是确保流域防洪安全的最后一招,即“底牌”。蓄滞洪区是指河堤背水面以外临时贮存洪水和分泄洪峰的湖泊洼地,历史上也大多为洪水天然的滞蓄场所。我国一共设置了98处国家级蓄滞洪区,其中海河流域有28处,由国家防总调度的蓄滞洪区有6处,分别为小清河分洪区、东淀、文安洼、贾口洼、团泊洼、恩县洼,其余22处由所在省级或市级防汛抗旱指挥机构调度。在防御洪水的过程中,如果已经运用水库拦蓄洪水,利用河道行洪泄洪,仍不能够控制洪水,这时就要适时启用蓄滞洪区,以分蓄超额洪水,削减洪峰,最大程度地减轻洪水灾害总体损失。
问:如何兼顾暴雨洪水特点和流域本底条件来“排兵布阵”?
杨志刚:基于暴雨洪水特点和流域本底条件做好洪水防御工作,就要充分发挥雨水情监测预报“三道防线”作用,综合运用天气雷达、测雨雷达、雨量站、各类水文测站,精准预报、监测雨情,实现关口前移、防线外推,为应对暴雨洪水赢得宝贵时间。同时,还要完善流域水文协作联动机制,与水利部水文情报预报中心、京津冀水文部门及时开展洪水预报联合会商,逐河、逐库、逐站开展精细化洪水滚动预报预演,提前研判宁晋泊、大陆泽、小清河分洪区、东淀、永定河泛区等蓄滞洪区的滞洪运用时机,为科学调度洪水提供技术支撑。根据预报成果和实际下垫面条件,构建水力学模型模拟东淀、永定河泛区洪水演进,为卢沟桥枢纽、新盖房枢纽调度提供决策依据。
具体到本轮暴雨洪水防御,在北运河洪水防御工作中,海委按照水利部部署,科学调度北运河北关、土门楼等枢纽,滚动会商分析研判,动态预测北关枢纽洪峰流量,不间断组织京冀两地实时调整调度措施,最终合理调度运潮减河、青龙湾减河分泄流量,成功避免了下游大黄堡洼蓄滞洪区的启用。在永定河洪水防御工作中,海委与北京反复会商,研判官厅山峡洪量变化趋势,提出卢沟桥枢纽采取梯级加大拦河闸泄量,相机利用大宁水库等分蓄洪水的措施,并提醒天津、河北做好永定河泛区运用准备。在大清河洪水防御工作中,海委与天津、河北多次会商研判,综合大清河南北支上游来水情况、水库蓄泄情况、白洋淀水位控制及东淀行洪滞洪情况,深入研判贾口洼蓄滞洪区启用可能性。督导天津、河北两省市充分发挥上游水库拦洪作用,科学合理控制白洋淀水位,为东淀人员撤离、洪水分泄争取时间;有序做好东淀蓄滞洪区人员转移避险、围堤隔堤巡查防守等工作,及时清除阻碍行洪的阻水堤埝,为行洪创造良好条件。
问:在洪水演进期,还有哪些需要加强的工作?
杨志刚:目前,海河流域总体进入洪水演进期,各大河系上游骨干河道水位正平稳回落。洪水演进期间,防汛仍不能松懈,接下来需要盯好五项重点工作。一是紧盯永定河、大清河、子牙河洪水演进,滚动会商研判,督促指导地方强化已启用蓄滞洪区围堤和河道堤防防守,加强洪水演进监测预报,滚动更新应对措施。二是紧盯超汛限水位水库,利用窗口期,平稳有序降低水库水位,为后续可能来水做好充分准备。三是紧盯蓄滞洪区、河道退水过程,加强省市间、上下级信息沟通和协调联动,兼顾上下游、左右岸利益,保障洪水安全有序入海。四是指导地方做好灾情评估及蓄滞洪区运用补偿工作,系统排查流域防洪工程损毁情况,研究水毁工程修复方案和灾后重建方案,加快推进雨水情监测预报“三道防线”和数字孪生水利建设。五是抓紧做好洪水复盘,根据洪水演进过程,反演优化预报参数,进一步总结“降雨-产流-汇流-演进”规律,启动洪水调度方案修订,为防汛调度决策提供更加坚实的支撑。