潮白河（北京段）洪水资源化调度思考

张 辉，李 琳

（1.北京市水资源调度管理事务中心，北京 100038；2.北京市潮白河管理处，北京 101300）

中共中央、国务院于2023 年5 月25 日印发了《国家水网建设规划纲要》，《纲要》中提出要以流域为单元构建由水库、河道、堤防、闸坝、调水工程、蓄滞洪区以及预警系统组成的现代化防洪工程体系，进一步增强洪涝灾害防御能力，最大程度减少灾害损失，实现洪水资源最大化利用[1]；同时，要求在北方缺水地区依托跨流域调水工程，建设完善省级水网，提高水资源调配能力和供水保障程度，推进洪水资源化利用[2]。北京水利基础设施较为完善，但是水资源极度匮乏，全面提升水网系统性、协同性和水资源调配能力意义重大。如何促进洪水资源化利用，实现洪水资源的精细化管理，是北京面临的一个重要课题。

1 潮白河流域现状

1.1 流域基本情况

潮白河是海河流域的重要河流，发源于燕山山脉，流域面积19 345 km2，山区面积占16 810 km2，平原面积占2 544 km2。潮白河是北京的第二大河，干流在北京市内长83 km[3]。潮白河上游有潮、白2 大支流，2 河交汇于密云区河槽村，后称潮白河。潮白河经密云、怀柔、顺义、通州4个区，然后从市界牛牧屯引水出境，成为潮白新河，最终于天津北塘入海，总长超过200 km[4]。20世纪中叶，密云、怀柔等大中型水库的建成，为保障沿河两岸人民群众的生命财产安全和城区供水安全作出了巨大贡献。潮白河在北京范围内堤防总长221 km，干流堤防131 km，在北京境内主河道上共计11座拦河闸坝。

1.2 流域洪水资源可利用调度分析

潮白河流域属大陆季风性气候，降水量主要集中在6—9 月，7—8 月降雨尤其集中，暴雨主要集中在“七下八上”（7 月下旬至8 月上旬）。汛期多年平均降水量为380 mm（密云水库建成以后1960—2023年期间）。洪水是一种特殊的资源，具有水能资源量大、破坏性强、时效短的特点，如果能够合理利用，必然会带来巨大的社会效益和经济效益。新中国成立以来，北京在洪水治理上取得显著成绩，在潮白河流域建有大（1）型水库密云水库和大（2）型水库怀柔水库，总库容超过45 亿m3，2015 年南水北调来水调入密云水库调蓄工程建成通水后，潮白河流域水资源在北京主城区、怀柔水库、密云水库间实现了双向水资源联合调度。洪水实现资源化利用的重要基础，就是要通过修建水利工程来拦蓄洪水、调度洪水[5]，增加蓄水量、供水量，使洪水从灾害转化为可利用的资源，显然潮白河流域具备将洪水灾害变为洪水资源的有利条件。

1.3 流域主要水利工程概况

1.3.1 密云水库简介

密云水库1960年建成，控制流域面积15 788 km2，总库容43.75 亿m3，设计水位157.5 m，校核水位158.5 m，正常蓄水位157.5 m，汛期限制水位152.0 m，死水位126.0 m；防洪库容9.27亿m3，调洪库容11.08亿m3，兴利库容35.45亿m3，死库容4.19亿m3[2]。

1.3.2 怀柔水库及京密引水渠简介

怀柔水库始建于1958年，控制流域面积525 km2，总库容1.44 亿m3，设计洪水位64.16 m，校核洪水位67.73 m，正常蓄水位62.0 m，汛期限制水位58.0 m，死水位126.0 m；防洪库容1.05 亿m3，兴利库容0.65 亿m3，死库容0.085 亿m3[6]。京密引水渠全长110 km，途经密云、怀柔、顺义、昌平、海淀5 区，怀柔水库以上到密云水库输水能力为70 m3/s，以下到城区为40 m3/s。

1.3.3 南水北调来水调入密云水库调蓄工程简介

该工程2015 年建成通水，从团成湖调节池取水，通过京密引水渠反向输水至怀柔水库、密云水库，并为密云、怀柔、顺义等水源地补水，每年最大可调水5亿m3。该工程的建成不但增加了首都水资源的战略储备，同时也完善了潮白河流域水网建设，实现了潮白河流域蓄泄结合、系统完备、安全可靠、集约高效、多水联调的功能。

2 潮白河流域洪水资源化调度存在的问题

洪水资源化是把洪水作为一种资源进行管理、调配、开发、利用的过程。在传统上，大家将洪水视为灾害，它给人们带来生命和财产的威胁和损失。洪水资源化就是通过合理的技术手段、工程措施、管理方式，将洪水所蕴含的水资源进行充分开发利用、变害为利的过程。2023 年7 月31 日，海河全流域持续降雨过程超过3 d，平均降雨量达155.3 mm，其中北京地区持续83 h 面降雨量达到331 mm，这是近50 a以来海河流域最大的洪水。这次洪水主要发生在永定河流域，虽然有关部门进行了有效应对，但还是造成了北京和河北多地严重内涝，财产损失巨大，这也反映出海河流域在防洪减灾体系中存在的问题。

（1）洪水预报、预警、预演和预案四方面的能力不足。其中，预测预报还存在短板，通过常用的预报手段例如气象卫星、雷达、水文站、雨量站难以第一时间准确预判洪水情况，不利于对洪水资源化提前做好准备；超标准洪水气象预警、地质灾害预警以及洪水预警等方面的能力相对不足，准确性也有待提高。这些因素对及时应对紧急情况和进行洪水资源精确调度产生了一定的影响。

（2）永定河、潮白河山区段源短流急、洪量集中，流量大、流速快，洪水拦蓄能力不足，洪水资源化调度的基础建设还有欠缺。

（3）河道流通不畅。河道淤积导致河道断面变小，加之河道中的水草、庄稼、树木造成河道狭窄，加剧了洪水的泛滥程度，不利于洪水资源的有效管理。

（4）蓄滞洪区功能不够完善，导致洪水期间无法有效削减进入下游河道的洪峰流量，增加了下游地区的洪涝风险，也不利于洪水变害为利。

3 洪水灾害转化为洪水资源的对策和措施

海河流域的防洪原则是“上蓄、中疏、下排、适当地滞”，北京根据自己的特点确定了“上蓄、中疏、下排、有效蓄滞雨洪”的防洪标准[7]，按照流域为单位进行整体规划，统筹考虑上下游、左右岸、干支流的关系，充分发挥水库、堤防、闸坝等防洪工程的综合作用，进行有序的洪水资源管理和调度[8]。从海河“23·7”流域性特大洪水看潮白河流域，要实现洪水最大化资源利用应深入做好以下几个方面工作。

3.1 增强水库调蓄洪水能力的科学性、前瞻性

密云水库和怀柔水库都属于潮白河水系，其中密云水库规模远大于怀柔水库，因此在该水系中占据主导地位[9]。2 座水库在防洪和水利方面有密切联系，因为它们上游的流域相邻、洪水到来的时间也相近。然而，尽管有这样的联系，2 座水库的洪水预案却相对独立，在洪水防御策略方面还没有做到统筹规划。由此可见，要提升洪水资源化调度能力，首先，要提升水库功能，优化调度机制[10]。密云水库和怀柔水库均已建成运行超过60 a，需要对水库进行安全鉴定和除险加固，提升完善2 座水库功能。通过除险加固工程，可以提升水库的安全性、稳定性和持久性，增强水库、河道拦蓄总量，提高调蓄和科学利用洪水资源能力。其次，要完善潮白河流域水资源调度方案。针对地域的季节降雨特性和分布规律，合理确定水库不同时期的防洪库容，在确保防洪安全的基础上，综合风险分析和效益评价，科学提高密云水库、怀柔水库汛限水位，优化水库防洪与兴利库容。再次，要密切关注预测预报信息，进一步研究合理的水库防洪蓄水实时调度方式，可通过新建水库及河道拦河闸等工程措施对现有水库进行增容，增加水利工程的蓄调能力，实现安全有效的汛期蓄水。最后，要建立蓄滞洪区洪水资源实际利用率的评价指标。例如，建立洪水管理模型、水生态环境评价模型等，为蓄滞洪区水资源利用的规划和设计提供精准的数据支持，增强水利工程调蓄洪水能力的科学性、前瞻性，为优化蓄滞洪区的管理和发展提供科学依据。同时，建立合理的评价指标也有助于不断改进蓄滞洪区的管理和运行，提高洪水资源的利用效率和综合效益。

3.2 建设流域洪水转资源的工程体系

潮白河流域要实现洪水资源化，在运用调度好现有水利工程调蓄洪水外，还必须建立制定洪水转资源策略，建设高效转化利用洪水资源的工程体系，这个体系包括：①建立完善的洪水预警系统。暴雨在短时间内降雨强度大，水位迅速上涨，常常具有突发性，这对防洪信息及时收集造成了严重影响，这可能导致密云水库和怀柔水库的水情信息不对称。要通过气象、水文监测等手段，提前预警可能发生的洪水情况，包括洪水的发生时间、范围和强度等信息，为后续的洪水转资源工作提供准确的数据支持。②完善洪水调度管理系统。结合洪水的实时监测和预警信息，采取合理的水库蓄水调度、河道排涝调度等措施，降低洪水对下游地区的影响，减轻洪灾风险。③编制洪水资源化利用规划。制定洪水资源化利用的规划方案，包括确定潜在的洪水资源化利用项目，例如建设洪水调蓄湖、洪水生态湿地等，以及制定洪水资源化利用的技术和管理标准。④加大洪水资源化利用设施建设。利用建设的洪水资源化利用项目进行灌溉、供水、生态保护等，实现洪水资源的可持续利用。⑤加强洪水资源化管理和运营。建立洪水资源化利用的管理体系，包括洪水资源化利用的监测、调度和运营管理，确保洪水资源的合理利用和保障下游地区的安全。

3.3 建设流域水网工程体系

目前，潮白河流域计划开展全流域的综合治理与生态修复工程，以此为契机可以通过完善工程体系建设实现洪水资源的统一管理。通过完善的水网提升各项水利工程的协同作用，提高防洪效率，减少洪灾损失，保障洪水资源的合理利用。潮白河流域水网工程体系建设可以采取以下措施：①统一规划设计。在水网工程体系中，统一规划设计各水利工程，包括水库、堤防、河道等，合理布局和兴建各项工程，以便更好地调控和管理洪水资源。②联合调度运行。水网工程体系中的各水利工程可以进行联合调度运行，根据洪水情况进行协调运行，实现洪水资源的统一管理和调控，最大限度地减轻洪灾损失。③水情信息共享。水网工程体系中各水利工程之间可以实现水情信息的共享，及时准确地交换水情数据，为统一管理洪水资源提供科学依据。④跨区域协作。水网工程体系涉及多个地区，可建立跨区域的协作机制，共同制定洪水资源统一管理的方针政策，加强协作配合，形成统一管理体系。⑤建立统一管理机构。在水网工程体系中可以建立统一的管理机构，负责统一管理和调度各项水利工程，制定统一的洪水资源管理方案，提高资源利用效率。综合性“水网”体系的建设，可实现洪水资源的科学统一调度，让洪水资源“为我所用”。

3.4 健全洪水资源化调度的法规体系

北京应在一些大河，例如永定河、潮白河等流域建立流域洪水资源化的法规和制度体系：①制定流域内洪水资源调度相关法律法规和标准，明确洪水预警与应急管理、洪水损害评估与赔偿、洪水治理与调控等方面的内容。建立洪水资源化法规和制度体系能够在洪水发生时有效管理洪水灾害，并将洪水转化为可利用的资源。通过完善法律法规和制度，可以逐步实现潮白河流域洪水资源化调度的规范化和法制化，并不断优化和改进洪水调度工作，为提高潮白河流域洪水资源的有效利用提供法治保障。②制定运行和管理规范。确立洪水转资源工程的建设、管理和运营要求，加强对工程体系的监督和检查，确保工程安全和有效运行；建立完善的监测系统，实时监测蓄滞洪区和河道的水位和降雨情况；定期对水库、堤坝、泵站等设施进行维护和检查；建立健全的应急预案，明确各部门的职责和行动方案。③加强蓄滞洪区以及河道的水行政执法力度。提高执法效能和水资源保护意识，严惩阻碍行洪、影响水资源调度的违法行为，确保防洪安全和水资源调度安全。

4 结语

潮白河是北京的第二大河流，在北京的防汛安全、供水保障中发挥着重要作用，如何开发利用好潮白河流域洪水资源，不仅有利于防御洪涝灾害，还可以有效提高北京水资源利用率，缓解北京这个特大城市水资源极度紧缺的现状。潮白河流域水利基础设施完备、功能齐全，通过开展洪水转资源工程相关的科学研究和技术创新，推动工程体系的不断完善和优化；通过加强洪水资源化领域人才培养，提升工程体系的管理和运行水平；通过统筹防洪和供水，综合运用系统理论、信息化手段以及工程措施，实现洪水有效管理，最终实现洪水资源合理配置。北京这个极度缺水的特大城市理应在洪水资源化利用方面走在全国的前列。