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新疆防洪安全现状与治理对策研究

2023-01-11马苏文

水利规划与设计 2022年8期
关键词:山洪防洪洪水

马苏文

(新疆水利水电勘测设计研究院,新疆 乌鲁木齐 830000)

新疆地处亚欧大陆腹地,中国西北边陲,地域辽阔,土地面积166万km2,约占全国总面积的1/6,是我国面积最大的省(区)。新疆总体地形为南高北低、西高东低,四周有阿尔泰山、帕米尔、喀喇昆仑山、昆仑山、阿尔金山等高山环绕,构成“三山夹两盆”的地形格局。境内河流众多,沟壑纵横,山高谷深,植被稀疏,降水时空分布极不均匀,多以融雪型、暴雨型及混合型洪水为主,洪水危害范围广、危害大、治理难[1]。

防洪安全保障关系到新疆的社会稳定和经济社会可持续发展,是落实乡村振兴,推动社会高质量发展的基本保障。应对极端天气变化造成的风险来看,防洪灾害的突发性、异常性、不确定性更加突出,应全面提高灾害防控水平,守护人民生命财产安全[2-3]。“十四五”水安全保障规划提出了完善防洪工程体系:以解决防洪薄弱环节为重点,强化系统思维、底线思维,突出问题导向、目标导向,针对近年来洪水灾害暴露的突出问题和风险隐患,区分轻重缓急、分类精准施策,重点解决水利防洪减灾体系中治理需求迫切、风险隐患大、易致灾且一旦致灾损失较为严重的薄弱环节,适度提升防洪标准,切实加强工程运行管护调度,形成工程体系合力,充分发挥防洪综合效益,为保证人民生命财产安全和经济社会可持续健康发展提供坚实支撑。

1 新疆防洪安全面临的形势

1.1 基本情况

新疆属于典型的绿洲经济区,形成择水而居的发展格局,防洪保护对象主要包括沿河城市、乡村及农田。全疆共有城市32座(地方城市21座、兵团城市11座),具有防洪保护需求的城市27座,其中地方包括伊宁市、哈密市、阿克苏市等16座,兵团包括石河子市、阿拉尔市、铁门关市等11座,以城区为重点保护对象;全疆具有防洪保护要求的叶尔羌河、玛纳斯河、乌鲁木齐河等360条河流,以沿河分布的大片乡村和农田为重点的防洪保护对象。防洪保护对象除受到河流洪水影响外,也受具有突发性和随机性特点的山洪灾害威胁[4-5]。

1.2 洪水成因及特点

新疆河流由于受气候和地理环境影响,洪水类型多样,主要为冰川积雪消融型、暴雨型、冰川突发型及混合型洪水,不同类型洪水具有不同的洪水特点。冰川积雪消融型洪水的生成和流量大小取决于温度变化情况、积雪厚度和面积大小、降水量等因素,融雪型洪水历时相对较长,具有洪水总量大但洪峰不高的特点。暴雨型洪水具有来势汹猛、陡涨陡落、年际变化大、挟泥沙量大、矿化度高、季节分布特征明显等特点。冰川湖溃坝洪水具有起涨快、涨率大、洪峰高、洪量不大、历时较短、水文过程显尖瘦单峰和危害严重的特点。

1.3 气候变化对防洪形势的影响

近60年来,新疆区域气温和降水总体呈增加趋势,每10年分别增加0.3℃和10mm,增速均高于全国。预计未来30年,随着温室气体排放强度的加大,气温升高、降水增加的速率越大。

新疆是我国冰川、积雪资源最为丰富的地区,冰川和积雪融水在水资源构成中占有重要地位,是河流的主要补给来源,占总径流的45%以上,被称为“固体水库”。受气候变化影响,近60年来,新疆主要河流水文站实测河川径流总量总体呈增加趋势。随着冰川加剧退缩和较小冰川消失,冰雪融水短期内会增加内陆河河川径流量;随着气温的升高,冰川萎缩,冰川产流区范围缩小,冰川融水对河川径流的调节作用减弱,长期会增加河川径流量的不确定性,加剧水资源的不稳定性与供需矛盾。

气候变化和变异使降雨变化增大,会增加极端水文气候事件发生的频次和强度,引发超标准洪水[6-7]。气候变暖情况下冰川融化加快,短时期冰川湖水位迅速上涨,汛险陡增,甚至会暴发山洪,山区洪水、泥石流发生频率增大,也使小河小沟大洪水增多。同时春天融雪量和速度也会加快,时间会提前,可能产生春季洪水泛滥。根据新疆主要河流代表性水文站实测最大洪峰流量变化统计,从20世纪80年代末以来,新疆主要河流洪峰流量呈现增大趋势,大洪水、特大洪水发生次数增多,有些河流连续几年出现大洪水,洪水年际变化明显增大。气候变化引起的冰川融化、变化使得洪水峰、量变化增大,对防洪工程体系也提出更高要求。

2 新疆防洪安全保障现状

2.1 主要成就

近年来新疆对重点河流防洪工程体系逐步完善,针对防洪问题较为突出的28条重点河流已陆续修建20座具有防洪任务的山区控制性工程,初步形成了“堤库结合”的防洪工程总体布局,山区水库对河道天然洪水进行削峰,与下游河道防洪工程联合运行,共同满足河道防洪保护要求。具有防洪任务的重点河流需治理河长共计3392.3km,已治理长度共计1767.4km;已建堤防长度为1498.1km,其中达标治理堤防长度为1432.7km,堤防达标率为95.6%。新疆有防洪治理任务的中小河流共计271条,具有防洪任务河流长度共计4962.5km,已治理河道长度共计2060.9km;已建堤防长度为2671.3km,其中达标治理堤防长度为2607.0km,堤防达标率为97.6%。

新疆重点城市防洪标准为30—200年一遇,其中乌鲁木齐市防洪标准200年一遇,喀什市防洪标准100年一遇,库车市、乌苏市、沙湾市、可克达拉市、铁门关市、昆玉市城区防洪标准30年一遇,胡杨河市城区防洪标准20年一遇,其余城市防洪标准均为50年一遇。目前,32个重点城市中达标城市5座,其余27座重点城市防洪存在的主要问题包括河流防洪体系不健全、堤防工程不完善、抗洪能力差、山洪沟治理滞后等,严重威胁城市防洪安全。

新疆山洪灾害发生风险较高,防治任务繁重,需进行治理的山洪沟共计1011条,现状已治理的沟道数量为12条。

新疆已注册登记的水库共计521座,其中大型水库24座,中型水库115座,小型水库382座,其中承担下游防洪任务水库共计216座。目前已完成除险加固水库共计397座,其中大型水库6座,中型74座,小型317座,其中承担下游防洪任务已开展除险加固的水库共计158座。

新疆已建水闸3810座,其中大型水闸35座、中型410座、小型3365座,承担分泄洪任务水闸342座。目前已完成除险加固水闸共计28座,其中大型水闸11座,中型12座,小型5座,其中承担分泄洪任务已开展除险加固的水库共计8座。

2.2 存在主要问题

(1)主要河流治理任务尚未全部完成

新疆针对重点河流修建了乌鲁瓦提、阿尔塔什等一批承担防洪任务的山区控制性水库工程,初步形成了“堤库结合”的防洪工程总体布局,缓解了新疆防洪安全保障压力,但受到防洪战线长、资金压力大等因素,重点河流河道防洪工程建设长度仅1498.1km,与河道需治理长度3392.3km相比,河道防洪工程建设任重道远;河流堤库结合工程布局尚未全部完成,主要河流防洪工程体系仍不完善。

(2)重点城市抵御洪水灾害能力不足

近年来,新疆境内重点城市积极开展了河道防洪治理工程,各主要城市重点防洪河段基本满足防洪保护要求,但城市防洪圈未全部完成,防洪安全问题仍然突出;城市防洪体系中山洪沟治理较为滞后,严重影响城市防洪达标建设。

(3)中小河流治理任务依然繁重

新疆具有防洪保护要求的中小河流共271条,需治理河长5166.0km,受配套资金落实困难、治理难度大、征占地费用高等因素制约,治理任务依然艰巨。

(4)山洪沟治理滞后

新疆山洪沟数量众多,山洪灾害多发,具有来势猛、成灾快、破坏性强的特点。截止目前仅针对问题突出的12条山洪沟进行治理,且受资金限制,未能彻底解决山洪沟的达标治理,严重威胁平原灌区人民生命财产安全。

(5)病险水库水闸除险加固尚未全部完成

截止目前仍有6座承担防洪任务的水库和具有分泄洪任务的257座病险水闸需进行除险加固,以上工程带病运行,抵御时段性、季节性洪水能力差,威胁下游群众生命财产、城乡供水、农田灌溉安全。

(6)防洪非工程措施不健全

目前新疆防汛自动化信息系统不健全、防洪风险图编制工作还未完善、防洪工程管理和保护范围划定未完成、河流行蓄洪空间管控体系未建立等,新疆水安全防洪减灾保障中的管控体系需进一步完善,对防洪风险的管控存在短板,严重制约了新疆水安全防洪保障体系的建立。

3 治理对策

新疆城市、乡村及农田等重点防洪保护对象均沿河分布,具有面广、点散、线长等特点,按照“补短板、提标准、消隐患、强监管”的要求,以补齐防汛短板为重点,以提质升级和标准提升为核心,以消除薄弱环节和风险隐患为关键,完善防洪减灾工程体系,以强化监测预警和监督管理为保障,强化风险防控,打造安全、生态型河流水系,构建“工程措施+非工程措施”相结合的防洪减灾安全保障体系,全面提升防洪减灾能力[8]。

工程措施构建以重点流域为单元的“堤库结合”防洪工程体系,针对全区河流大部分属于游荡性沙质河床、洪水洪峰高量不大但流速快、严重冲刷河岸极易成灾的特点,工程措施以护岸为主,固定河岸,稳定河道行洪空间,建成以防洪水库为骨干、河道堤防为基础、山洪沟道综合治理和病险水库水闸除险加固为依托的点、线、面相结合的防洪减灾工程措施体系。

针对河流防洪保护对象距离上游控制水文站距离远,预警预报能够有效减少下游受灾的特点,以提升防汛预警预报能力为主、加强行洪空间管理、强化洪水灾害风险控制等方面,建立河道行蓄洪空间管控、涉水工程安全评价和洪水影响评价、防洪区风险管理机制和洪水灾害应急管理体系,完善以“预警预报+空间管理+风险控制”为主体的非工程体系。

3.1 完善新疆防洪保障工程体系

结合新疆地形地貌、河流水系分布和洪水特点,以重点河流为治理对象,推进上游防洪控制性枢纽工程建设;综合考虑防洪减灾与生态治理,完善中下游防洪工程体系;加快重点城市防洪治理,推进山洪灾害治理和病险工程的除险加固,构建“堤库结合、蓄泄兼顾、山洪疏通、消减隐患”的防洪安全保障工程体系。

(1)完善防洪河流的“堤库结合”防洪工程体系布局

在现有重点河流“堤库结合”防洪工程体系布局基础上,对防洪问题仍然突出的河流开展工程体系布局研究,对防洪要求突出的河流新建山区防洪控制水库工程,削减洪峰,提高下游河道防洪能力。同时完善下游平原区河道防洪工程建设,针对不同河段防洪保护要求的差异性,河流出山口河段以防治河岸淘刷为主,以护岸工程为主进行治理;平原区河段以淹没和淘刷治理为主,需因地制宜,采用堤防+护岸的防护型式。

(2)加强城市防洪工程保障体系

治理坚持“以泄为主、蓄泄兼顾、守点固线、全面治理”的原则,继续开展重点城市防洪工程建设,着力解决城市防洪能力不足的问题,加快推进乌鲁木齐市、喀什市、阿克苏市、库尔勒市等重点防洪城市防洪基础设施建设,进一步理顺城市防洪体制机制,推进城市堤防工程、分洪工程、排洪工程建设,全面推动城市防洪体系建设。

(3)推进山洪治理

通过实施工程措施,以治点为主,以护岸消能防冲为重点,根据山洪沟所在地形、地质条件,植被及沟壑发育情况,因地制宜,综合治理,形成以护岸及堤防工程、截洪沟、排洪渠、分洪道工程、沟道清淤疏浚工程为主,必要的谷坊、格栅坝、陡坡、跌水、滞洪带等措施为辅的综合防治体系,保障人民群众生命财产安全,最大限度地减轻灾害损失,实现人与自然和谐相处。

(4)实施病险工程除险加固

区内水库、水闸建设时间早,普遍存在防洪标准低,建筑物老化、水毁严重、机电设备陈旧等诸多问题,工程安全隐患突出,严重威胁下游人民生命财产安全。水库水闸病险问题,严重制约着农业、经济的发展,亟待除险加固,以确保其安全和正常运用及兴利作用的发挥,提高区域防洪能力和粮食生产能力,促进社会主义新农村建设,改善生态环境具有十分重要的意义。

3.2 推进新疆防洪保障非工程体系

对新疆防洪涉及范围广,任务重的特点,按照以防为主、防治结合的思路,推进“预警预报+空间管理+风险控制”为主要导向的非工程措施体系。

(1)强化防汛监测和预警预报能力

通过对原国家基本水文站水文测报能力提升改建、水文监测站点新建补充、山洪灾害预警预报监测站点提升改造,重点城市防洪水文监测建设等方面提升防汛监测精度和广度,建立大数据综合信息服务平台,以数据资源整合为基础,构建综合数据库,为防汛工作提供统一标准的数据服务,同时完善雨情、水情、工情监测站网和信息感知体系,强化群策群防体系。

在监测数据的基础上,开展主要河流预报方案制定及预报模型开发工作,对全疆重点河流监测断面进行中长期水文预报方案及预报模型开发,实现水文、气象资料的统计、实时洪水预报预警、水文、气象数据联动等功能,围绕大数据、互联网、云计算、人工智能、天空地一体化等新技术,开展重大水旱灾害监测预报、分级预警、情景构建、风险评估和防控调度、风险演变情景分析在灾害防治中的应用。

(2)完善行蓄洪空间管理和风险区划管控

统筹防洪规划工程布局,协调防洪、供水、生态等要求,以构建完善流域和区域防洪减灾体系为重点,提出控制性枢纽、堤防、河道治理、蓄滞洪区、分洪等防洪工程布局方案,对工程体系空间布局进行划定,针对规划工程需考虑工程建设预留用地并划定空间管理范围,完善主要河流和城市防洪保护区及风险区划定,形成保障防洪体系工程安全可靠、功能正常发挥条件下的管控措施和保护要求,构建河道行蓄洪空间管控体系,保障河道防洪安全。

(3)深化水库水闸及堤防安全评价

针对建设年代久、基础资料薄弱、运行安全存在风险的水库水闸开展防洪能力复核工作,对安全运行及自身防洪存在问题的水库水闸开展除险加固工作,降低防洪薄弱环节的病险水库水闸对区域防洪体系安全的风险。完善水库工程大坝安全监测设施建设,确保工程运行监测,为工程安全运行调度管理提供技术支撑。分步实施已建堤防工程安全评价工作,对存在安全风险的堤防工程提出加固措施,确保防洪工程安全。

(4)推进涉水工程防洪影响评价

深化涉水工程洪水影响评价制度,开展水电站、桥梁等涉水工程的洪水影响评价,通过涉水工程对防洪的影响分析和洪水对涉水工程的影响分析两方面进行论证,提出消除或减轻洪水影响的措施,保障河道的行洪安全。

(5)提高防洪调度水平及风险管控能力

完善防洪水库防洪调度规则,尤其是多水库联合调度承担防洪任务、干支流洪水遭遇复杂等情况,开展防洪水库的专题调度研究方案,提出超标准洪水防御方案,实施精准调度,提高防洪调度水平,降低洪水风险。水库管理单位应按照制定的水库防洪调度规则进行调度,水行政部门切实做好对制定的水库防洪调度规则进行监管监察,确保水库安全调度。

(6)完善洪水灾害应急管理体系

建立完善应急管理体系,避免或减少洪水灾害可能造成生命和财产损失,提高社会、公众及行政(管理)单位应对突发洪水灾害事件能力。新疆需进一步完善各主要河流及重点城市的覆盖市、县、乡、村的应急管理体系,确定应急响应级别、划定洪水应急避难场所,制定应急转移路线和撤退方案。继续实行“三个精准”(即精准定点、精准定人、精准定时),对危险区域人员建档立卡、动态管理,完善覆盖市、县、乡、村的“四级风险应对”体系,实现全社会联动,有效实施精准转移。此外需强化洪水灾害应急管理,包括应急组织体系、应急处置、应急保障及宣传、培训与演练等。

4 结论

新疆国土面积大,境内河流众多,洪水危害范围广、危害大、治理难,影响了新疆社会经济持续稳定发展,通过对新疆防洪减灾现状情况及问题进行梳理,科学规划,建立完善的防洪安全保障总体布局是十分必要和紧迫的。坚持以防为主,防治结合的治理思路,完善“堤库结合、蓄泄兼顾、山洪疏通、消减隐患”的防洪安全保障工程体系,同时推进“预警预报+空间管理+风险控制”为主要导向的非工程措施体系,形成“工程措施+非工程措施”的防洪安全保障体系,为新疆现代化建设和高质量发展提供有效保障。

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