2021年渭河下游秋汛洪水防御经验与建议

2023-03-08白少智包岁利

陕西水利 2023年1期

白少智，李朗，李茜，包岁利，张蓉，李珂

（1.陕西省河流工程技术研究中心,陕西西安 710018；2.陕西文化产业（韩城）投资有限公司,陕西渭南715499；3.陕西黄河生态工程有限公司,陕西西安 710018）

2021年汛期特别是8月中下旬以来,黄河发生新中国成立以来最严重秋汛,黄河中下游干支流接连发生多场洪水过程,来水严重偏多；渭河发生1935年有实测资料以来同期最大洪水,渭河来水分别为同期多年平均值的2 倍。秋汛洪水为渭河防洪减灾和干支流水库调度带来困扰,也取得了重大防御成效。

1 2021年秋汛降雨与气象背景

1.1 渭河秋汛降雨过程

2021年9月16日～9月20日、9月23日～9月29日、10月3日～8日,渭河流域出现3 次明显的秋汛连阴雨过程,降雨间隔时间短,雨区高度重合,降雨强度大。其中2021年9月16日～9月20日,日降雨量大于50 mm 的有106 站,最大日降雨达102.2 mm（辋川河玉川站）；2021年9月23日～9月29日,最大日降雨194.6 mm（河鸡窝子站）；2021年10月3日～8日,最大日降雨130.4 mm（渭河范家河站）。按连续降雨5 d～7 d、8 d～15 d、15 d 以上的短期、中期、长期连阴雨划分标准,这三次降雨均为短期强连阴雨；依据雨区的形状和范围,2021年9月16日～9月20日、9月23日～9月29日属于纬向类连阴雨,10月3日～8日暴雨过程为斜向类连阴雨。2021年秋汛降水的特点是落区与时段较为集中,强度大,强连阴雨过程较往年偏多,累计降水量比往年异常偏多,累计降水量为1961年以来历史最多。

1.2 渭河秋汛洪水气象背景

从2021年各时段降雨气象背景来看,9月16日～20日、9月23日～29、10月3日～8日降雨期间,850 hpa～200 hpa上一直存在着低涡、切变线。另外9月16日～10月8日期间,地面上不断有冷高压存在,渭河中下游地区处于地面冷锋后部,地面上的高压环流、倒槽等系统为降雨提供了冷空气和动力条件。各层降雨天气系统的有利配置和持续存在是形成本次渭河秋季连阴雨过程的主要气象原因。

从2021年渭河秋汛降雨主要天气系统的配置来看,导致强降雨的天气系统是低涡切变线,渭河中下游地区位于西风带槽前和西太平洋副高西北部的西南气流里；同时渭河中下游处于切变线的强辐合区内,该地区受地面冷高压控制,有良好的冷空气条件,这种配置为降雨提供了有利的冷暖空气输送及有利的动力、热力条件,形成了三次秋汛连阴雨过程。

2 2021年秋汛洪水组成及特性

2.1 泾、渭河洪水

渭河2021年三次洪水过程在渭河下游持续时间长达33 d。第一次洪水历时短,后两次洪水历时长、洪峰宽胖,三次洪水首尾相连,形成了历史上少有的洪水过程。渭河中游林家村、魏家堡站最大洪峰流量分别为967 m3/s、3170 m3/s；下游咸阳、临潼、华县站最大洪峰流量分别为5600 m3/s、5860 m3/s、4860 m3/s,相应三站33 d 洪量分别为33.39 亿m3、53.44 亿m3、54.88 亿m3。其中,咸阳站出现1982年以来实测最大洪峰,在建国以来年最大洪峰流量系列中排第3 位,咸阳站最大5日洪量为10.62 亿m3,大于1981年以来其它典型洪水的最大5日洪量；临潼以下河段洪水漫滩滞蓄,传播时间长、洪水位高,具体为洪水演进速度缓慢,洪峰变形剧烈、临潼、华县站洪水位历史最高。

2.2 北洛河洪水

受三次降雨影响,北洛河下游出现一次较小、两次较大流量洪水过程。其中北洛河状头站10月7日7 时45 分洪峰流量1580 m3/s,在建国以来年最大洪峰系列中排序第11 位,为2000年以来的最大洪水,南荣华站10月8日1 时12 分洪峰流量850 m3/s,相应的最大含沙量14.5 kg/m3,是2000年改为水文站有实测洪峰流量资料以来最大洪峰流量,也是建站以来最高水位,这场洪水是今年北洛河入汛以来最大的洪水。朝邑站因渭河洪水顶托水位奇高,朝邑站比“94·9”洪水最高水位337.43 m 高0.72 m,比“01·8”洪水最高水位327.40 m（均为85 高程）高0.75 m,南荣华、朝邑站均为建站以来最高洪水位。

3 渭河秋汛洪水防御经验

3.1 工程设施提升是基础

2011年,陕西省开始渭河全线综合整治。2014年年底,全线整治主体已基本完工,加宽堤防432.40 km,新建堤防43.20 km,淤背堤防127.50 km。其中渭河下游左岸咸阳城区段（老铁桥至高陵界）、咸阳高陵界临潼太西铁路桥、渭南城区段（姜方郭至苍渡）堤防防洪标准为100年一遇洪水,其余为50年一遇洪水防御标准；右岸咸阳城区段咸阳铁路桥到沣河口段为100年一遇洪水,沣河口至西安界、西安城区段（西安咸阳界至高陵耿镇桥）堤防防洪标准为300年一遇洪水,高陵耿镇桥至临渭交界、渭南城区段（临渭交界至华县赤水河口）堤防防洪标准为100年一遇洪水,其余为50年一遇洪水防御标准。渭河移民防洪围堤共计57.9 km,设防标准为华县站5年一遇洪水。渭河堤防工程体系进一步完善,渭河的防洪能力有了明显提高,防御能力稳步增强。工程设施的提升是安全度汛的基础,虽然本次2021年秋汛洪水量级大,但造成的洪灾损失比以往同量级洪水明显降低。

3.2 河道行洪条件改善是根本

渭河下游汛前临潼、华县站的主槽过洪能力分别为4300 m3/s、2000 m3/s,洪水后临潼、华县站的主槽过洪能力分别为4500 m3/s、2800 m3/s。本次秋汛洪水后渭河下游临潼站、华县站的主槽过洪能力比汛前分别提高了200 m3/s、800 m3/s。总体上看,近几年,渭河下游各站的主槽过洪能力与汛前相比整体上是提高的,河道行洪条件的变化是有利于行洪的,河道行洪条件的改善是本次秋汛洪水比以往同量级洪水灾害损失小的根本原因。

3.3 强化“四预”、精细调度是关键

在2021年全国防汛抗旱工作视频会议后,陕西省水利厅、陕西省三门峡库区管理中心根据会议精神,积极部署防汛工作,全面安排,明确责任主体和进度安排,防汛准备工作有力有序开展,重点防汛任务按计划逐项落实。在2021年秋汛洪水防御工作中,强化预报、预警、预演、预案“四预”措施,加强实时雨水情信息的监测和分析研判,逐日开展降雨径流预报和洪水预报,建立洪水灾害预警发布机制,细化完善洪水防御预案,严格落实各项防汛预案措施。在水库调度关键时期,按照年度洪水调度方案确定的目标和原则,在确保防洪安全的前提下,综合考虑河道泄流能力、库区移民返迁、防洪库容等诸多因素,滚动分析、精细调度,既确保了水库及库区、河道防洪安全,又最大限度地实现洪水资源化。为实现上述目标,在防御秋汛洪水调度中,统筹兼顾、综合考虑确保重点,对渭河宝鸡峡枢纽、冯家山水库、石头河水库、金盆水库、三门峡水库等干支流水库实施精细调度,根据入库洪水预报,滚动进行调洪分析计算,实施拦洪、错峰、削峰运用,实现了既定的调度目标。通过实时调度渭河干支流骨干水库,蓄洪、拦洪、错峰、削峰运用,有效减轻了下游地区防洪压力,又为后期可能发生的洪水预留足够的防洪库容。通过一系列有效措施,确保了防洪工作高效有序,最大限度地降低和避免了损失。

3.4 快速抢护是保障

在防御2021年秋汛洪水工作中,各级各部门快速反应,强化值守、抢护迅速,密切协作。防汛关键时刻,水利部督查组及时赶赴渭河指导和协助开展防汛抗洪工作；陕西省水利厅防办及时启动应急响应预案,强化组织领导,加强水库调度,加强督导检查,全力抢护险情；渭河流域气象中心重点强化流域和中小河流预报预警工作；沿渭各级防汛责任人迅速上岗到位,各级防汛部门加大工程防守力度,紧盯薄弱堤段,对重点区域、易出险部位严防死守,备足物料、人员、设备,加密巡查频次,强化重点部位和薄弱环节防御,全面做好防御秋汛各项工作。三门峡水利枢纽管理局进一步压实各级防汛责任,加强防汛应急值守,确保严格执行24 小时值班和领导带班制度,保持战时工作状态,加强防汛设施设备巡检,发现险情及时抢护,全力确保水库安全度汛。

4 秋汛洪水防御教训与建议

防御渭河洪涝灾害是一项长期而艰巨的任务。在应对秋汛洪水,分析防汛抗洪经验的同时,也应思考和总结应对渭河下游秋汛洪水的教训与改进建议。

4.1 洪水防御教训

（1）防洪工程有短板

虽然渭河综合整治整体取得了巨大的成效,但渭河防洪治理工程体系建设不够完善,陕西省三门峡水库移民返迁区堤防标准低,北洛河下游堤防不完整,渭洛河河道整治不足,抗洪能力还有待进一步提高。可以看到,渭河下游工程体系还存在薄弱环节,防洪问题突出,防洪形势依然严峻。

（2）水资源利用有空间

在秋汛期,冯家山水库及时启闸向灌区灌溉供水、利用电站发电小流量预泄腾库,三门峡水库在5 次入库洪水过程中,通过细化闸门运行方案,合理降低水耗,适度拦蓄洪尾,实现了高效发电,增加了效益。由此可见,秋汛期水资源利用大有空间,目前并未充分发挥水资源的综合效益。如何更加高效利用渭河秋汛洪水资源,进一步发挥其在水力发电、生态水源配置等方面的作用,还有待进一步挖掘潜力。

（3）河道条件改善有作为

渭河下游的河道条件有了很大的改善,但渭河下游河道淤积状况并未得到彻底改善,潼关高程稳定降低的自然条件还未形成,河道行洪能力有待进一步提高。