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东苕溪流域“08·11”洪水成因分析及减灾防御对策的思考

2010-06-12

中国水利 2010年3期
关键词:北湖防汛洪水

陈 杰

(浙江省杭州市余杭区林业水利局,311100,杭州)

一、流域概况

东苕溪位于浙江省东北部,以南苕溪为正源。源出东天目山北部平顶山南麓,山峰海拔1 166.8 m,南流折东流,与中、北苕溪会合后,流至瓶窑称东苕溪。此地域为东天目高山暴雨区,多年平均降水量1 600~1 900 mm,汛期降水丰沛。流域内各支流呈梳子状分布,坡陡河短,汇流速度快,易形成洪灾, 典型的如“96·06·30”、“99·06·30”梅雨洪水。

东苕溪杭长桥(湖州境内)以上有流域面积 2267km2,干流长165 km,多年平均流量 48.7 m3/s,年径流量 15.4亿m3,自然落差524m。目前流域内已建青山、水涛庄、四岭等3座大中型水库,设计总库容近2.72亿m3,控制面积占流域面积的1/3左右。

东苕溪流域最大降水量2428mm(1954年),多年平均年径流量10.4亿m3, 最大年径流量为 21亿 m3(1954年),最小年径流量为5.06亿 m3(1978年),多年平均流量 30.8 m3/s,最大洪峰流量795 m3/s(1984年6月14 日),最小流量为 6.74 m3/s(1984 年10月2日),每年枯季,当东苕溪水位低于太湖水位时,常发生逆流而产生负流量。东苕溪流域有时也因降水量较小而发生干旱。

二、“08·11”洪水情况

受8号“莫拉克”台风残留云团的影响,2009年8月10日傍晚起,东苕溪上游普降大暴雨,其中北苕溪上游突降特大暴雨。到早晨6:00,短短10个小时,流域面雨量170 mm,单站最大降雨量仙伯坑234mm。由于前期持续降雨,土壤饱和,江河水位普遍较高,强降雨导致东苕溪上游山洪暴发,水库、河道水位急剧上涨,短时东苕溪水位全线超危急水位。四岭水库最大入库流量400 m3/s,库水位从65.27m猛涨至78.03m(上涨12.76m),接近 20年一遇水位(78.39 m),超非常溢洪道堰顶0.33m,为建库以来首次非常溢洪,水位创历史纪录。

苕溪下游的河道受太湖高水位顶托(太湖水位超警戒)不能快速下泄,上游的北苕溪水源源不断下泄,四岭水库已经溢洪,失去了蓄水防洪的功能。随着瓶窑站水位的节节攀升,不仅水库堤防告急,保卫杭嘉湖平原和杭州城区的西险大塘也面临严峻的考验。经过省、市、区三级防指和相关水利专家的讨论,最终决定启用北湖滞洪区。

北湖滞洪区是一个重点防洪工程,面积5.3 km2,是一个历史上自然形成的滞洪区。北湖滞洪区分洪闸为6孔×6 m,按20年一遇标准设计,最大分洪流量525 m3/s,滞洪库容2 050万m3。但是启用北湖滞洪区又面临这样一个问题:由于北湖分洪闸位于北湖围堤的中苕溪侧,开启北湖分洪闸对降低中苕溪水位迅速有效,而对降低北苕溪洪水位速度慢、时间长、降幅小,所能起到的作用很小。有关专家就提出了在面向北苕溪的另一侧采取人工爆破破堤分洪这一非常规的分洪手段,以加快北苕溪洪水分入滞洪区的速度。这一建议被采纳后,由浙江省军区和警备区的部队官兵实施,破堤长40 m,分洪流量200 m3/s,在3小时内降低北苕溪水位1.3 m,降低东苕溪干流水位0.5 m,及时解除了北苕溪的险情,避免了沿线圩区溃堤的风险,将灾害损失降到了最低程度。

即便及时采取正确的措施实施分洪,根据事后的灾情统计,仅杭州市余杭区一地,就有5个山区镇乡受灾,受灾人口7.9万人,为北湖分洪而紧急转移的人口2.07万人,直接经济损失达到6000万元。

三、洪水灾害的原因分析

1.太湖水位顶托严重,河道排水不畅

下游太湖水位偏高(超警戒),对上游河道泄水顶托严重,是导致本次河道高水位产生的主要原因。

台风到达前期,太湖流域也发生了强降雨,2009年7月21日—8月7日太湖流域累计降雨量251.9 mm,为常年同期的3.5倍。7月22日以来,太湖平均水位持续上涨,并于7月29日达到3.52 m,突破3.50 m的警戒水位;截至8月12日,水位达到3.90 m左右,连续14天超警戒水位。太湖水位的抬高,导致苕溪水流下泄不畅,瓶窑水位出现典型的小流量高水位情况。

以瓶窑站为例,实测洪峰流量588 m3/s,相应水位 7.05 m,根据正常下泄下瓶窑站的水位流量关系曲线查算,该水位下的正常下泄流量可达到688 m3/s,太湖高水位使得过流能力降低15%。过水能力不足,给上游水库、河道的泄洪带来不利影响。

按正常情况下的水位流量关系曲线,截至 8月13日 8:00,此次洪水通过瓶窑站的下泄洪量可达到20 457万m3,但根据实际测流资料计算,此次洪水实际通过瓶窑站仅为16 654万 m3,即有近 4 000万 m3水量由于太湖顶托而滞留在东苕溪内,导致流域内洪水无法及时下泄,水库、河道水位居高不下。

2.前期降雨大,土壤饱和,水库蓄水率和下游河道初始水位高

本次暴雨前流域前期降雨较大,持续时间较长,自2009年7月22日—8月1日,流域面平均降水量197.7 mm,土壤含水量已饱和。其后5天仍有较少降水,至8月7日,瓶窑以上流域平均土壤含水量仍处于基本饱和状态。同时,长时间的降雨也抬高了水库、河道的起调水位,如瓶窑、余杭本次洪水前的起涨水位分别为4.06 m、5.14 m,比正常情况高了2 m左右,很大程度上减轻了对洪水的调蓄能力。

3.北苕溪上游发生的特大暴雨历时短、空间集中

2009年8月10日 17:00后,在“莫拉克”台风前期降雨143.2 mm的基础上,10 日 8:00—11 日 1:00,北苕溪流域四岭水库上游又突降短历时特大暴雨。此次降雨空间分布不均匀,量级由北苕溪下游向上游逐渐增大。暴雨主要集中在支流北苕溪上游300km2范围内,特大暴雨主要集中在太平溪的四岭水库上游及鸬鸟溪等区块,平均降雨量157 mm,单站最大降雨量九亩田站440.5 mm,最大24小时、最大72小时暴雨频率达到20年一遇,导致四岭水库超历史最高水位,北苕溪潘板站水位暴涨,并出现超历史洪峰流量,北湖被迫破堤分洪。

四、对策与建议

1.进一步完善监测站网,特别是在暴雨多发区,要增加雨量、水位、流量监测点密度,实施水雨情预警预报网格化管理

目前,东苕溪流域监测站网还存在局部盲区,如本次暴雨中心北苕溪由太平溪、鸬鸟溪、百丈溪3条支流组成,太平溪上游的四岭水库调节洪水发挥着很大的作用,但鸬鸟溪、百丈溪无大型水库调节。且该区域目前尚无水位、流量监测点,一旦遇到类似 “08·11”特大暴雨的情况,由于山区河道聚流时间短,形成洪水迅速,如不能及早监测到实际情况,防洪工作处于非常被动的状态,容易造成大的灾害。为及时掌握北苕溪黄湖镇上游的水文信息,有必要在北苕溪流域黄湖溪的黄湖镇建设水位站(集雨面积100km2),为下游的防洪预警提供可靠的水位流量数据。气象、水文、水利等部门应该实施资源共享,大力推进水雨情预警预报网格化管理,特别是在暴雨多发频发区,由于暴雨在地域上的相对集中,将预警预报的工作做得细致一点,就能为山区的防洪工作带来很大的主动性,将灾害的损失降至最低。

综合分析,需要在北苕溪流域四岭水库以上增加1个雨量监测站,中苕溪流域水涛庄水库以上增加2个雨量监测站;增设黄湖、北湖北苕溪新建分洪闸前、北湖滞洪区内、东苕溪干流中苕溪汇合口以上、瓶窑—德清交接断面6处水位遥测站;在中苕溪长乐、北苕溪潘畈水位台增设应急测流缆道,提高对中北苕溪流量的监测能力。

2.开展东苕溪流域洪水预报平台建设工作

目前东苕溪流域除南苕溪青山水库已建设较为成熟的洪水预报系统外,其余大中型水库均无洪水预报调度系统,大部分水库甚至无预报方案,洪水预报和调度的水平和手段十分落后。防汛工作特别是水库调度,作为处置紧急事件的一项重要工作,时效性非常强。因此,对雨情、水情的测报要及时准确,上下游互通,资源共享,为防洪调度提供及时准确可靠的数据显得尤为重要。东苕溪流域影响洪水的因素众多,要尽快建立洪水预报及联合优化调度平台,提供预报、调度的科学性和实效性。

3.提高山区水工程防洪标准,保护上游植被,疏浚下游河道

山区水工程防洪标准本身偏低,河道演变再次降低了防洪标准。近年,虽然东苕溪流域内各地政府加大了水利工程建设力度,资金方面有所增加,进行了防洪堤防建设、河道整治、病险山塘水库除险加固等工作,但由于财力所限,部分水利工程短时期难以建设和修复。流域内水利工程大部分建于20世纪五六十年代,后期的管理和维护又因资金短缺,存在大量的安全隐患。山区的乡镇、村庄防洪能力仅10年一遇~15年一遇,部分乡镇、村庄还不到5年一遇,提高这些地区的水工程防洪减灾标准十分迫切。其次,东苕溪坡降大,山区河流的下切作用和人为的无规划活动,导致土壤水流侵蚀十分严重。上游山区河段的侵蚀包括坡面侵蚀、沟道侵蚀和河岸侵蚀,侵蚀改变了上游地形并破坏植被,这一结果又反过来加剧了土壤侵蚀。侵蚀土壤和山体滑坡、泥石流冲入河道的泥沙被输运到下游并沉积,不仅抬高了河道,还改变下游河形。北苕溪的分支太平溪下游平均淤高1 m多,有的地方达到2 m以上。遇到同一量级的洪水,由于洪水水位被抬升,造成水淹受灾的面积和水淹时间都大大增加,导致灾害损失加剧。因此,在上游要保护植被、植树造林、加强宣传,严禁无规划的过度开发,特别是沿河的堤岸和坡地更应重点保护。在下游则要防止路基占用原始行洪河滩,弃渣挤占河道等行为,对河道定期清洁疏浚并形成制度,以确保下游河道行洪畅通。

4.加快基层防汛体系建设

建立从村、乡(镇)到区三级完整的基层防汛组织体系架构,对于开展防汛工作特别是应对突发的暴雨洪灾有十分重要的现实意义。山区暴雨高发,对于防汛的应急响应要求较高,只有这样才能在短时内安全撤离转移受灾群众,减轻人民群众的财产经济损失,使人民群众的生命安全受到最大程度的保障。

基层防汛体系建设好以后,由镇乡、街道(开发区)行政一把手担任指挥长,有关分管领导担任副指挥,同时建立镇乡防汛指挥部的日常办事机构,由分管领导兼任防汛办主任,落实专职或兼职的办公室工作人员。各村(社区)建立以村(社区)主要领导为组长的防汛抗旱工作领导小组,同时落实监测、预警人员及相关职责。明确各级防汛责任人,镇乡政府、街道办事处行政一把手为防汛第一责任人;明确所辖区域内行政村、社区的防汛工作制度和岗位职责,落实巡查、监测、预警、人员转移、抢险救灾、物资保障、防汛重点地段和防汛重要设施的防汛责任人。

[1]王兆印,田世民,易雨君.论河流治理的方向[J].中国水利,2008(13).

[2]陈雷.加快构建防汛抗旱减灾体系全面提高水旱灾害防治能力[J].中国水利,2009(9).

[3]杭州市余杭区林业水利局.余杭县水利志[M].

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