对漳卫南运河防洪若干问题的思考

发表日期:2006-04-06 浏览人数: 作者:翟学军 来源:水信息网  评论

1 河系的自然地理及水文气象特征

漳卫南运河是海河流域南系一条重要的排洪入海河道,位于东经112。—118。,北纬35。—39。,发源于太行山东麓,流经晋、冀、鲁、豫、津五省(市),在山东省无棣县及河北省海兴县注入渤海。流域面积37584km2,其中上游山区约占68%,中下游平原约占32%。多年平均降雨量603mm,多年平均径流量26.2亿m3。由于受东南亚季风的影响,年内降雨分布极不均匀,多集中在汛期(6-9月),占全年雨量的70%以上,个别年份汛期内的一两次暴雨的降雨量相当于汛期雨量的70%--80%,而冬、春两季的雨量仅50mm左右。山区年降雨量一般为700—800mm,平原为500—600mm。来自太平洋的夏季温暖气流,受太行山脉抬升,常在山前形成暴雨中心。这一带地形陡峻,滞蓄能力强,极易形成较大洪水。较大洪水年份的暴雨都具有强度大,持续时间长,笼罩范围广的特点,造成各支流河水同时爆涨,洪峰相遇。

漳卫南运河的防洪标准为防御1963年型洪水,相当于50年一遇。中下游河道设计行洪流量卫运河为4000m3/s,漳卫新河为3500m3/s。漳河上建有岳城水库(大Ⅰ型),卫运河上建有四女寺枢纽等防洪工程。沿河有良相坡、长虹渠、白寺坡、共渠西、小滩坡、任固坡、大名泛区和恩县洼行滞洪区。

2 防洪安全仍然是本河系所面临的三大问题之一

自古以来,洪涝灾害就是中华民族的心腹之患。新中国成立以后,对主要江河防洪工程投入大量的人力、物力、财力,逐步形成了拦、蓄、分、泄相结合的防洪工程体系,防洪减灾成效显著,但由于气候异常及环境变化,发生洪水灾害是难以完全避免的。

2.1 洪水灾害不可避免。洪水是一种自然现象,是不以人的意志为转移的。当水量超过容水体承受能力就会成为灾害性的水流--洪水。据统计,自公元前206年至公元1949年的2155年我国共发生较大洪水1029次,平均每两年发生一次。海河自1368年至1948年580年间共发生洪水387次,曾有多次洪水波及北京、天津。历史上漳卫南运河洪水灾害频繁,几乎“每岁必决”。从1607年至1997年的390年间,漳河发生的大洪水近60次,平均6年一次;卫河发生的大洪水达110次,平均3-4年一次。建国后于1953-1956、1963、1982和1996年发生过较大洪水灾害,尤以1956、1963和1996年洪水灾害严重。据统计,1963年这一次洪水的损失,全河系共决口漫溢600余处,淹没农田1500亩,冲毁房屋60万间,死亡近1000人。

2.2防洪工程防御洪水的能力是有限度的。防洪工程的建设,由于受不同时期的技术和经济水平的限制,也只能按一定的防洪标准来修建,用防洪工程完全控制和杜绝洪水灾害,是不可能的,也是不经济的。如漳卫南运河中下游防洪工程能防御50年一遇的洪水,但仍有发生大于50年一遇洪水的可能。

漳卫南运河的洪涝灾害和水资源短缺、水污染构成了本河系的三大主要问题。

3 切实解决防洪工程与担负的防洪任务不相适应的问题

建国以后,漳卫南运河历经50年代及70-80年代的两次大规模的治理,洪水入海下泄设计流量由1956年的400m3/s提高到1958年的850 m3/s,后又提高到1973年的3500 m3/s,并经历了1953-1956、1963、1982及1996年洪水的考验。但从防御50年一遇的洪水来看,防洪工程还存在若干问题。

3.1 河道堤防工程。漳卫南运河河道险工多,共257处。大部分险工年久失修

或结构不合理,基础悬吊,无垫层,抗御洪水的能力差。

漳卫南运河1536km的堤防中有1173km的堤防为历年加高培厚而成。363km的堤段为新筑堤段,占全部堤防总长的24%。新堤防未经设计洪水考验,老堤防隐患多。如1983年对漳卫新河左堤堤防干容重的取样实验,干容重大于1.50g/cm3仅占57%。1982年对漳河左堤堤防灌浆,个别灌浆孔吃浆量达到24m3。“96.8”洪水期间,漳卫南运河堤防出险达1211处。虽然“96.8”洪水后于1999—2001年对漳卫新河堤防进行治理,但对整个河系而言只是局部的,整个河系堤防质量没有得到根本的改善,急需进行堤防的除险加固处理。

3.2 尾闾不畅。漳卫新河河口位于渤海泥质海滩,辛集闸以下感潮河段内淤积物主要是海相来沙。潮水可直接上溯到距河口37km的辛集闸下。由于河道一般年份下泄水量很小,致使河道淤积严重,据观测,1973—1999年辛集闸以下河道共淤积1518万m3。“96.8”洪水期间,辛集闸下水位7.18m,仅低于设计洪水位0.41m,行洪能力下降近60%。因此,应尽快研究制定河口规划,采取清淤结合其他工程措施,以解决漳卫新河尾闾不畅的问题。

3.3 岳城水库存在诸多隐患。岳城水库是兴建在漳河上的一座大(Ⅰ)型水库,总库容13.0亿m3,于1970年建成。水库原设计标准为百年一遇,校核标准略高于千年一遇标准。河南“75.8”大水以后,因水文及运用方式的改变,水库防洪标准仅为三百年一遇,因此,水库被水利部列为43座病险水库之首。1987—1992年完成了水库大坝加高工程,设计洪水标准达到千年一遇,校核标准达到1860年一遇。目前,岳城水库防洪存在的主要问题有以下几个方面。

3.3.1 防洪标准偏低。根据国家颁布的《防洪标准》(GB50201—94)和部颁《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)的规定,岳城水库的防洪标准应达到1000年一遇洪水设计,5000--10000年一遇洪水校核。而现状防洪标准达不到2000年洪水校核标准,防洪标准偏低显而易见。

3.3.2 主坝下游坡存在散浸现象。主坝南北黄土台地地段2+900—3+250、0+120—0+350,下游坡高程130.8m至131.5m附近存在散浸现象,经专家论证并提出治理意见,但一直未实施。

3.3.3 观测设施问题。岳城水库大坝浸润线观测使用开敞式测压管,经多年观测发现,由于坝体土料渗透系数很小(2*10-6cm/s),测压管水位滞后及反映不灵敏,测压管水位与库水位相关性很差。沉降观测标点535个,其中近百个已损坏。

除此以外,还存在溢洪道面板剥蚀,机电设施老化失修等问题。

所以,解决岳城水库及本河系的防洪问题已迫在眉睫。当前,要抓紧做好岳城水库大坝安全鉴定工作,尽早立项,尽快开工岳城水库的除险加固建设;尽早安排卫运河治理的前期工作;继续安排漳卫新河治理工程。

4 用可持续发展的治水理念,研究本河系的防洪问题

4.1 防洪必须走可持续发展之路。1972年,以人口、资源和环境为主要内容,讨论人类前途为中心议题的“罗马俱乐部”中梅多斯(meadows)等人出版了《增长的极限》一书,书中他提出了经济“零增长”模式以及“全球均衡”的概念,此书的发表为可持续发展的理论产生奠定了重要基础。同年在斯德哥尔摩召开的联合国人类环境会议上,可持续发展问题首次公开提出。1992年在巴西里约热内卢召开的世界环境与发展大会提出的《21世纪议程》,进一步把可持续发展完善为系统观念和系统理论。1997年《中国21世纪议程》将可持续发展战略纳入我国国民经济和社会发展计划。2000年8月,汪恕诚部长提出了“及时调整治水思路。思路的调整,就是要坚持人与自然和谐共处,实现经济社会的可持续发展”的新的治水思路。

实现人与自然、与洪水的和谐相处,是新时期防洪及治水思路的重大转变。漳卫南运河治理及防洪工程的建设,应有利于维护或改善河流固有的基本功能,而不是导致河流的消亡。荷兰在1997年第4个国家水管理政策中提出的“给河流以空间”的治水思路值得我们借鉴。人类的活动,不能影响河流的防洪功能,如在河道堤防不能建设违章建筑和阻水障碍,不得向河道倾倒垃圾以及在滩地植树种植高杆作物等;对河道淤积,要及时安排疏浚,以还河流需要的行洪断面。要基于可持续发展的理念,结合漳卫南运河的实际,研究治河防洪之策,支持沿河地区的经济社会的可持续发展。

4.2 充分利用雨洪资源。洪水具有两面性。洪水既有泛滥成灾、淹没农田、村庄等灾害的一面,也有补充水资源、改善生态环境的一面。由于岳城水库及其以上引蓄水工程的兴建,加之卫河水资源短缺,从而使卫运河水量大大减少。1965年至1989年,临清站除1970年外,年年发生断流,20多年来平均断流74天最长为1979年达到190天。1980年以来,除卫河尚有少量基流外,漳河、漳卫新河每年断流280天以上。1980—2001年期间只有1982、1990、1992、1996、2000年有水量入海,非汛期从来没有发生过弃水入海现象。充分利用好雨洪资源,对位于干旱、半干旱地区的漳卫南运河水系具有重要意义。漳卫南运河“96·8”洪水期间,通过优化调度,充分利用后期洪水资源使水库、水闸共拦蓄4.51亿m3。在确保河系防洪安全的前提下努力多蓄水,需要有以下几方面工作做保证:一是做好充分、细致的降雨预报和洪水预报,提高预报的精度。二是科学调度洪水。三是在保证水库大坝安全的前提下,努力多蓄水。

5 非工程措施问题应引起高度重视

5.1 蓄滞洪区建设需加紧进行。1967年的《海河流域防洪规划》是针对1963年洪水特点和海河流域防洪工程存在的问题,按“上蓄、中疏、下排适当地滞”的防洪建设方针,构筑了以水库、河道、蓄滞洪区组成的防洪体系,确定了南系(漳卫南运河系)防洪标准为1963年型洪水。此体系保留了漳卫南运河8处蓄滞洪区,可滞蓄洪水17.05亿m3。蓄滞洪区在流域防洪体系中起着不可替代的作用,但是随着社会经济的发展,人口增加,蓄滞洪区运用损失也在不断增加,运用难度在增大,如恩县洼滞洪区内有4个乡镇,157个村庄,人口13.5万人,耕地35万亩,德州市武城县的县城也坐落在滞洪区内。据德州市估算,如果恩县洼使用一次滞洪7亿立方米(设计滞蓄洪水量),损失将达50亿元。另外,目前规划使用的一些蓄滞洪区还不完全具备运用条件,除恩县洼滞洪区外流域内其他蓄滞洪区都没有建设进洪口门或退水口门,应加快工程建设和安全建设,如修建周边围堤、进退水口门、分区隔堤等,安全建设首先要保障蓄滞洪区内民众的生命安全,进而保障财产安全,最终建成不怕淹、最大限度的减少损失的生产和生活体系。

5.2 岳城水库超标准洪水爆破2号小副坝难以实施。根据岳城水库汛期调度运用方案的意见,确定岳城水库近期非常运用防洪标准为2000年一遇,当发生超过2000年一遇的特大洪水时,必要时需爆破2号小副坝,以确保主坝安全。但在确需实施爆破时,在洪水预报周期、通信联络、炸药运输、河道下游地区的预警和安全转移等方面都存有许多不确定的因素,实施起来将非常困难。“爆破2号小副坝实施方案”,经过多次实际演练,方案还存在许多问题。从方案的内容看,各步骤环环相接,时间性很强(如规定非常措施实施时要提前12小时报国家防总批准),需要有充分的准备和各方面的保障,从上报到批准再到实施,都需要在规定的时间内完成,每一环节都不能有失误。但难度更大、存在问题更多的是对爆坝后下游行洪区的预警及组织人员撤退问题,因为爆坝后的流量将达3—4万m3/s,对下游广大地区的影响是非常巨大的。再者,使用2号小副坝的判断条件也不易掌握。据了解,岳城水库这种用爆破副坝保主坝,解决水库超标准洪水出路的措施,国内仅此一家。由此看来,解决岳城水库超2000年一遇特大洪水的保坝问题,如不兴建第二溢洪道等工程,目前并没有可靠措施。

6 以信息化支持防汛的现代化

汪恕诚部长在2001年全国水利厅局长会议上强调:“水利信息化是水利现代化的基础和重要标志,在水利现代化建设中,必须大力推进水利信息化的进程。”近几年,在漳卫南运河防汛信息化建设中主要建成了覆盖全流域的雨水情广域网;建立了气象卫星云图接收系统;初步建立了漳卫南运河主要行洪河道上的水文自动测报系统;建立了本河系的水雨情数据库和工程数据库。初步实现了漳卫南运河洪水预报及调度、雨水情电报译电、实时雨水情信息查询、气象卫星云图查询等功能,提高了水雨情信息的接收处理、数据库管理、信息服务、洪水预报、防洪调度等方面的工作水平。但在计算机网络方面,还未建立起一个统一、完整全面的计算机网络系统;在应用系统建设方面,还未建立起防汛会商决策支持系统,综合信息服务系统等。今后的漳卫南运河防汛信息化建设应采用网络地理信息系统(WebGIS)技术实现防汛指挥决策中的地理信息系统的查询和分析,采用JSP动态建网技术,实现网页与防汛数据库和地理信息系统的交互,采用B/S+C/S体系结构,实现防汛会商系统中的信息查询、动态显示、会商文件的自动生成和管理,以及进行电子地图数据的更新和维护、三维动态信息生成。经过努力,力争在不长的时间内,建成覆盖全河系的高标准的防汛信息化系统。

7 改革运行机制,加强能力建设

7.1 改革运行机制。防汛与工程管理是密切相连的。深化水利改革,强化经营管理,对防汛工作将是一个很大的促进。应界定水管单位类别,把具有防洪、排涝等纯公益性功能的工程从其他工程分离出来,定为纯公益性工程,对这些单位实行严格的定岗、定编,通过对财务、人事、分配等制度的改革,建立起全新的漳卫南运河防汛及工程管理运行机制。

7.2 加强防汛组织机构能力建设。应针对本河系的特点,开展以防洪调度、防汛信息化和防汛抢险技术等方面的研究,增加防汛工作的高新技术含量,促进新技术、新成果在防汛工作中的应用;搞好本河系的防汛技术基础工作,不断完善防汛的各项规章、制度,促进防汛工作的科学化、规范化;加速防汛技术人才的培养,加强防汛队伍的能力建设,改善人才的知识结构,全面提高职工的业务素质和技术水平,以适应防汛工作的需要。

7.3 建立公共财政对漳卫南运河的防汛岁修投入机制。水利工程是基础设施,漳卫南运河防洪工程属于公共工程的范畴,对防洪的投入只能是政府行为。因此,当前在水利管理体制改革中,应建立公共财政对漳卫南运河的投入保障机制,以解决漳卫南运河防洪工程长期投入不足的。

[责任编辑:文心竹]

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