新时期松花江流域防洪减灾工作思考
2022-11-25尹雄锐李光华王晓妮
尹雄锐 李光华 王晓妮
(1.松辽水利委员会流域规划与政策研究中心,长春 130021;2.水利部松辽水利委员会,长春 130021)
1 流域概况
松花江是我国七大江河之一,行政区涉及黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古4 省(自治区),流域面积55.45 万km2。2019 年流域人口5 530 万人,其中城镇人口2 947 万人,城镇化率53%;GDP为24 004亿元,人均GDP为4.34万元,耕地面积4.69亿亩。
松花江流域的洪水主要由暴雨产生。80%以上的洪水发生在7-9月。洪水主要来自嫩江和第二松花江的上游山区,嫩江、松花江干流洪水一般为单峰型洪水,洪水过程比较平缓。第二松花江暴雨出现频繁,年内可能出现2~3次洪峰,个别年份可能出现4~5次洪峰。松花江流域洪水历时较长,较大支流20~30 d,第二松花江和嫩江40~60 d,松花江干流约90 d。
新中国成立以来,松花江流域发生了1956年、1957年、1969年、1998年、2010年和2013年等大洪水。其中,1998年洪水是以嫩江右侧支流来水为主的嫩江及松花江干流特大洪水,在嫩江江桥站还原后洪峰流量26 400 m3/s,相当于480 年一遇,松花江干流哈尔滨站还原后洪峰流量23 500 m3/s,相当于300年一遇。
2 防洪规划实施情况
《松花江流域防洪规划》实施以来,在中央与各级地方政府的推动下,松花江流域整体上达到了规划确定的近期目标。尼尔基水库已经建成并发挥效益,丰满大坝完成重建,嫩江、松花江干流防洪治理工程基本完工,胖头泡、月亮泡蓄滞洪区已建成,流域防洪工程体系日趋完善,干流基本具备了防御新中国成立以来最大洪水的能力。
2.1 规划防洪工程实施情况
截至2022 年,松花江流域干流堤防总长2 991 km,包括嫩江干流堤防981 km,第二松花江干流堤防577 km,松花江干流堤防1 433 km。其中1 级堤防325 km,2 级堤防2 161 km。嫩江尼尔基水库以下、第二松花江丰满水库以下堤防防洪标准达50 年一遇,松花江干流堤防达20 年一遇至50年一遇规划防洪标准。10座防洪城市及松嫩平原、三江平原等国家粮食主产区也达到规划防洪标准。流域已建成具有防洪任务的大型水库31 座,防洪库容86 亿m3;56 座病险水库,除笔架山和幸福水库外,其他54座水库均完成了除险加固;规划期在建的尼尔基、绰勒、扬旗山、磨盘山水库均已建成并投入运行,规划的西山、桃山水库也完成了建设并投入运行,文得根、阁山水库已开工建设。胖头泡、月亮泡两个国家级蓄滞洪区主体工程基本建成,基本具备启用条件。规划河道整治工程中需扩孔改建的9 座阻水桥梁,除通让铁路桥和龙潭公路桥未实施外,其他7座已实施了扩孔改建或重建;险工治理和河道清淤工程部分得到实施;河道内“双退”“单退”围堤由于自然条件和历史原因,清理工作难度大,河道清障没有达到预期目标。从支流治理情况看,流域重要支流、中小河流等水利薄弱环节建设按规划实施,中小河流在重点县城段大部分达到了50 年一遇至100 年一遇防洪标准,达标率近88%,其他河段达标率45%,部分河段达到10 年一遇至30 年一遇防洪标准。
2.2 规划防洪非工程措施实施情况
经过多年建设,松花江流域防洪非工程体系已基本建立。防洪区风险管理水平不断提高,编制完成重点地区洪水风险图约3.69万km2,覆盖松花江流域重点防洪保护区、重点防洪城市、中小河流重点河段等区域,防洪保护区承受洪水风险的能力得到加强;实施山洪灾害防治项目建设,专群结合的山洪灾害监测预警网络基本建成;流域水文基础设施建设不断加强,基本建成了洪水预警预报系统、防汛抗旱指挥系统,提高了洪水预报调度能力;编制完成《松花江洪水调度方案》《松花江防御洪水方案》《松花江超标洪水防御预案》等,基本形成较为完备的防洪调度预案体系。
在流域水旱灾害防御实践中,通过科学实施骨干水库尼尔基、白山、丰满和察尔森水库防洪联合调度,有效抵御了2010年、2013年、2021年等多场流域性洪水,成功应对2020年流域3次台风接连侵袭,洪涝灾害损失大幅降低,有力保障了流域人民群众生命财产安全和经济社会持续发展。
3 面临的新形势和存在的主要问题
3.1 面临的新形势
当前,我国已开启全面建设社会主义现代化国家新征程,松花江流域防洪减灾工作面临新形势、新要求。一是推动流域高质量发展对防洪保安全提出了更高的要求。支撑东北老工业基地振兴、国家粮食安全、乡村振兴等国家战略顺利实施,应对经济发展风险挑战、保障经济发展稳中求进离不开现代化防洪减灾体系构建。二是坚持以人民为中心的发展思想,就要着力解决洪涝灾害防治问题。目前,流域防洪减灾工作还存在诸多问题,威胁人民群众生命财产安全,需要通过不断完善流域防洪工程体系,提高洪水风险管理能力,最大限度减轻洪涝灾害损失,满足人民日益增长的美好生活需求。三是主动适应和把握全球气候变化下洪涝灾害的新特点、新规律。受全球气候变化和人类活动影响,流域气候形势愈发复杂多变,洪涝灾害的突发性、反常性、不确定性更为突出,加剧了洪涝灾害风险,需要主动把握新特点、新规律,主动适应气候变化带来的影响。四是坚持以流域为单元,强化流域统一规划、统一治理、统一调度、统一管理。遵循洪水形成自然规律,把流域作为整体和基本单元,统筹左右岸、上下游、干支流,推进全流域、全要素、全过程治理。
3.2 存在的主要问题
(1)防洪工程体系尚不完善。嫩江右侧重要支流缺少控制性工程,防洪工程体系不完善。根据《松花江流域防洪规划》,嫩江支流诺敏河上毕拉河口水库是流域防洪工程体系的重要组成部分,但在规划期内尚未实施,无法完成为干流洪水拦洪、错峰的任务;从近年来嫩江洪水防御实际来看,由于诺敏河洪水与干流上游洪水基本上同频发生,流域发生中等洪水时,仅靠干流尼尔基水库难以实现精准调度,凸显出洪水调蓄能力不足的问题。
(2)原有的城市防洪体系与经济社会高质量发展不相适应。随着经济社会发展,流域内防洪城市城镇化进程加快,防洪保护区内人口、财富快速增加,防洪保护对象范围和重要性发生变化,对防洪体系提出了更高的要求。一是部分城区防洪提标需求迫切。哈尔滨、长春、齐齐哈尔等城市快速发展,特别是随着新城区的建设,防洪保护对象增多,防洪安全保障能力不适应城市发展,亟须提升防洪标准。二是部分防洪城市超标准洪水出路需重新安排。《松花江流域防洪规划》中确定哈尔滨市松北区防洪标准为50年一遇,作为哈尔滨市超标准洪水的分洪区,但近年来经过建设,江北区的现状防洪能力已达到100年一遇,原有分洪区已不再具备分洪条件;吉林市的超标准洪水分洪区已发展成高新产业区,分洪损失大,也需重新制定超标准洪水分洪方案。三是在全球气候变暖背景下,流域暴雨频发,暴雨强度骤增,城市的防洪排涝问题日趋严峻,需要分析成因,统筹防洪排涝,制定对策措施。
(3)河道行洪不畅,小流量高水位问题突出。松花江流域干支流河滩地宽阔,属于宽浅型河道,干流最宽处可超过10 km,土地肥沃,对经济开发有较大吸引力,违法修筑围堤、开垦河滩地的情况由来已久,形成了有历史遗留的村屯、耕地和基本农田等,嫩江干流省界河段就有大小围堤200余处。围堤严重挤占河道行洪空间,造成河道行洪能力不足,小流量高水位问题突出。2020 年9 月21 日嫩江大赉站洪峰流量5 760 m3/s,洪水量级5 年一遇,洪峰水位却超保证水位(50年一遇)0.07 m,严重威胁围堤安全。另外,据初步统计,干流河道围堤内生活有3万余人,100多万亩耕地,不少属于在册基本农田,一些还是围堤内居民的口粮田,从保障人民群众的基本利益和维护社会稳定出发,采用“一刀切”式的全部清除措施显然是不合理的,但制定合理且具备可操作性的治理措施难度很大。
(4)胖头泡、月亮泡启用方式尚需进一步研究。胖头泡、月亮泡蓄滞洪区承担哈尔滨市100 年一遇至200 年一遇防洪任务,是流域防洪重要组成部分。目前,两个蓄滞洪区虽已基本建成,但由于距离下游哈尔滨市约310 km,洪水传播需要8 d左右,为此,当哈尔滨市遇100年一遇以上的洪水时,需至少提前8 d启用蓄滞洪区,考虑留出领导决策、居民撤离的时间,则在哈尔滨市断面遇大洪水时,应有至少提前10 d 的洪水预报;同时由于松花江流域面积大,干支流之间、上游与中下游之间的洪水遭遇组成复杂,对启用蓄滞洪区的预测预报难度增加。此外,《松花江流域防洪规划》实施以来,干流河道冲淤变化比较大,水位流量关系复杂,实际行洪能力底数不清,分洪条件也发生变化,蓄滞洪区启用方式还需要进一步研究。
(5)防洪建设存在短板和薄弱环节。流域防洪工程建设还存在不少防洪短板和薄弱环节。嫩江干流右岸27 km堤防由于位于莫莫格国家级自然保护区核心区,没有实施工程建设,未达到规划防洪标准;部分现状堤防经过多年的洪水淘刷,出现险工险段;哈尔滨市主江道清淤疏浚和开挖泄洪渠均未达到《松花江流域防洪规划》的要求,影响河道行洪能力;中小河流缺少系统治理,防洪标准偏低;山洪沟、涝区治理进度缓慢;9座严重阻水桥梁有2座尚未扩孔等。
(6)防洪非工程措施不完善。防汛智能化水平总体不高,与智慧水利建设要求存在较大差距。主要体现在数字孪生流域还未构建、防汛业务系统预报、预警、预演、预案“四预”功能不强、资源整合共享不足、模拟仿真水平不高、新技术装备应用少,应用系统管理分散,难以满足“预字当先、关口前移”的防洪工作需要;防洪管理体系不健全,洪水风险管理机制不完善,行蓄洪空间管控薄弱,洪水风险防范意识不强。
(7)流域治理管理还有待加强。流域统一治理管理在防洪方面还有不少突出问题。比如,尚未建立流域内大型水库防洪联合调度机制,洪水期间存在各自为政打乱仗的情况;嫩江、松花江干流河道内围堤治理缺少统一规划和系统治理方案;部分支流存在治理标准、防洪排涝不协调等问题。
4 对策措施
4.1 优化完善流域防洪工程布局
针对《松花江流域防洪规划》部分方案未实施的情况,以及流域出现的新问题、新形势、新需求,构建安全可靠的工程体系,优化完善流域防洪工程布局。分析毕拉河口等水库对流域防洪工程体系的影响,进一步论证在诺敏河及雅鲁河、阿伦河等支流上规划建设防洪任务水库的必要性和可行性;结合河道实际泄洪能力、水库拦蓄能力和蓄滞洪区实际分洪能力,复核分析嫩江、第二松花江和松花江干流及主要支流泄蓄关系,进行洪水出路方案比选,确定洪水安排方案,提出分河系、分河段、分区域防洪减灾体系格局,以及防洪工程体系总体布局。
4.2 完善重点城市防洪体系
以流域防洪减灾体系布局为依托,提出重点城市防洪体系优化方案,哈尔滨市、吉林市等城市亟须寻求新的超标准洪水分洪通道;针对长春市、哈尔滨市、齐齐哈尔市等新建城区防洪工程与老城区不衔接的问题,统筹协调城市防洪排涝与城市发展、土地利用、环境保护等关系,合理安排洪水出路,进一步完善重点城市防洪排涝体系,提出应对极端暴雨条件内涝防治意见。
4.3 开展胖头泡、月亮泡蓄滞洪区启用条件研究
针对洪水遭遇组成复杂、洪水传播时间长、河道实际行洪能力底数不清、启用蓄滞洪区的预测预报难度增加等问题,结合蓄滞洪区实际情况对月亮泡和胖头泡蓄滞洪区进行分洪、蓄洪计算,开展蓄滞洪区启用条件研究。重点研究包括哈尔滨站洪峰流量预测预报;中等洪水条件下月亮泡蓄滞洪区洪水风险管控;既要保证不增加洮儿河防洪风险,又要为蓄滞洪区运用留出蓄洪空间,统筹考虑月亮泡、察尔森、尼尔基水库错峰调度;优化胖头泡、月亮泡蓄滞洪区启用条件和运用方式,保证哈尔滨市100 年一遇至200 年一遇洪水安全,进一步挖掘蓄滞洪区分洪潜力,为哈尔滨市超200年一遇洪水寻求出路。
4.4 科学制定河道内围堤管控及分类治理对策措施
针对现状围堤严重阻碍干流行洪的严峻问题,亟须研究提出行之有效的河道内围堤管控及分类治理对策措施,主要包括详细调查围堤高度、长度、防洪能力,以及堤内人口、耕地和地方政府围堤清除工作安排等;采用稳定非均匀流公式推求河道水面线,局部复杂段采用二维水力学模型,定量分析现状围堤对行洪能力的影响;以保证干流河道行洪能力为目标,提出围堤分类治理对策,对于需清除的围堤,需提出围堤内人员转移后的生产生活保障措施,对于可以保留的围堤,需确定防洪标准、规模、调度管理方案等。
4.5 加强“四预”能力建设
按照智慧水利总体架构,遵从一数一源原则,加快推进数据底板建设,进一步完善松辽水利一张图,加快推进数字孪生松辽建设,并依托数字孪生流域建设,加强防洪业务应用,提升预报、预警、预演、预案“四预”功能,积极推进松辽流域水工程防灾联合调度系统建设,实现精准化预报支撑精细化决策,提高洪水风险防控能力。
4.6 强化流域“四个统一”
按照流域“四个统一”要求,健全流域治理管理体系,加快推进《松花江流域防洪规划》修编,复核防洪保护区防洪能力,科学确定防洪标准,构建均衡协调的防洪标准体系规划目标,系统规划流域内河道及堤防、水库、蓄滞洪区建设,提高河道泄洪能力、洪水调蓄能力和蓄滞洪区分蓄洪能力,统筹安排洪水出路和空间。充分发挥松花江防汛抗旱总指挥部平台作用,建立健全以流域为单元的水工程联合调度体制机制,统筹上下游、左右岸、干支流,编制松花江流域水工程联合调度方案,科学实施防洪统一调度。强化河湖管理,推进河湖管理范围和水利工程管理保护范围划定,依法依规严肃处理侵占河道行为,保障流域行蓄洪空间。