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浅谈新时期黄河山东段洪水防御

 

来源: 本站原创   录入人员: 魏栋   时间: 2019-04-11   [ ] [ 打印 ] [ 关闭 ] [ 收藏 ]

       

摘要:21世纪以来,我国经济社会高速发展,黄河流域人口数量不断攀升,工农业生产用水量也因此不断走高,沿黄各个省市需水总量目前已十分接近黄河多年平均径流总量;加之受到全球气候条件的变化,黄河流域年平均降水量减少,由此引发一系列的黄河下游来水量减少、河道萎缩、甚至断流等问题,对山东境内黄河防洪带来了新的挑战。通过防御2017年1号洪水过境所获得感受和体会,对当前山东黄河防洪面临的新形势新挑战做简要的分析和阐述。

关键词:多年平均径流总量 河道萎缩 山东黄河 防洪

 

 

山东黄河河务局为水利部黄河水利委员会派出的山东黄河管理机构,在山东黄河管理范围内依法行使水行政管理职责,所辖黄河山东段长度628公里,流域面积1.83万平方公里,仅占全流域面积的2.3%。近年来,在黄河水利委员会的直接领导和山东省地方政府、相关单位的紧密配合下,黄河山东段经受住了2003年秋汛和2011年秋汛的考验,圆满完成了既定防洪目标,保障了山东省沿黄城镇居民的生命财产安全。本文从防御2017年1号洪水的实际经验着手,通过回顾历史,对当前黄河防洪体系中存在的风险及预防措施进行研究分析,希望能够推动黄河防洪工作的不断深化和改革,促进山东黄河防洪事业水平不断提高。

1 黄河洪水新特点

随着我国经济社会的不断发展,黄河流域工农业用水量不断攀升,到90年代,黄河供水地区年均引用黄河河川径流量已达到395亿m3,耗用水量307亿m3[1],与此同时黄河天然年来水量不足500亿m3。长期高强度用水,致使黄河下游来水来沙条件发生了显着变化。据统计,黄河造床流量已由20世纪60年代中期的6000m3/s左右减少到了目前的2000m3/s左右[2]。由此引发黄河下游河道萎缩,行洪能力减弱。1997年黄河山东段更是发生过226天的断流,涉及沿黄9个市,当年给山东省造成直接经济损失135亿元。

1999年3月起,黄河水利委员会对全河水资源实施统一调度管理制度,利用小浪底等水库调水调沙,一定程度上遏制了河道萎缩态势,但是下游河槽最小过洪能力仍仅仅有3500m3/s,防洪形势仍然十分严峻。

比如2002年7月,黄委利用小浪底水库实施首次调水调沙,小浪底水库下泄最大流量3480m3/s,造成下游较大面积的漫滩。2003年9月开始的秋汛,花园口站最大洪峰流量仅2720m3/s,但下游滩区依然受灾严重。

新时期,黄河洪水呈现出以下新特点:

(1) 汛期和非汛期水量比例改变

黄河下游河道非汛期常年平均径流量不超过3000m3/s,汛期径流量维持在4000-5000m3/s。

(2) 洪水频次升高和洪峰流量降低

由于三门峡、小浪底联合调度控制,黄河下游洪水洪峰削减明显,一般不超过4000m3/s,但是相应来说,洪水频率升高。

(3) 单次洪水持续时间延长

由于削峰作用造成的洪峰流量相对较低,改变了下游洪水曲线,延长了洪水过境时间。

2 黄河防洪面临问题

2.1 小浪底水库运用条件变差

小浪底水利枢纽工程是治理黄河的关键水利工程。小浪底水库在设计之初即吸取了三门峡水库建设中未设置排沙口的缺陷,然而,由于黄河水含沙量大,经过十几年的积累,小浪底水库内淤积情况也不容乐观。

小浪底水库正常蓄水位275m高程以下总原始库容127.50亿m3.设计的总拦沙库容约75亿m3,截止到2010年,小浪底库区累计淤积量已到达28.23亿m3,约占总拦沙库容的37% [3]。根据模型推测,到2030年小浪底拦沙库容将全部淤满。届时,小浪底水库将无法继续高效发挥下游防洪保障效益。

2008年,国务院取消了南北展宽区的防洪任务。主要是经过研究后认定在凌汛期通过三门峡、小浪底水库联合调度,现有堤防设施能够保证安全。但是等到小浪底水库运用条件变差之后,南北展宽区业已缺少防洪投资多年,无法承担小浪底水库空缺的防洪任务。

2.2 标准化堤防工程未经考验,实际防洪效果不明确

2001年11月,黄河水利委员会在黄河下游开展标准化堤防工程建设。工程按照2000年水平设防标准进行设计,,堤顶高程高出设防水位3m左右,堤防边坡临、背河皆为1:3,植草防护。截止到2018年,山东黄河标准化堤防建设已完工98%以上。

根据2013年到2017年水情月报分析,近5年山东黄河高村站来水来沙量大体呈下降趋势(见表1)。

1 近5年山东黄河高村站来水来沙量统计表

年份

来水量(亿m3

来沙量(亿t)

2013

313.2

1.75

2014

207.5

0.551

2015

224.8

0.420

2016

154.6

0.181

2017

168.3

0.190

在此情况下,黄河下游标准化堤防实际防洪效果得不到验证,因此无法得出实际防洪经验来改进下游堤防建设。

2.3 人员、资金紧张

群众防汛队伍历来是黄河防汛的基本力量。群众防汛队伍主要是由沿黄市(地)、县(市、区)的群众组成,群众防汛队伍一般情况设置一、二、三线,一般情况下沿黄乡镇为一线,沿黄县(市、区)的后方乡镇为二线,沿黄市(地)的部分后方县(市、区)为三线。由于经济社会的发展,沿黄乡镇的生产形式和产业结构发生了较大变化,农村中的青壮年劳动力大多外出务工,而他们又是黄河群众防汛队伍的主要组成力量,导致群众防汛队伍的在位率不高,甚至出现父代子、妻代夫上堤的情况。一旦出现险情,群众防汛队伍素质无法保证。

山东黄河河务局属于差额拨款的纯公益性事业单位,2017年,我局国家财政拨款仅能覆盖全年基本支出的43%,剩余的机构经费缺口全部通过经营创收弥补。虽然国家财政拨款数额每年都会有一定比例的上升,但是无法抵消我局企事业基本支出的增长幅度。

2.4 防汛设施设备机械化水平低

目前,黄河防汛队伍在抢救险情时,仍然较多使用传统方式,比如手工绑扎柳石枕,用土袋修做反滤围井,手硪打家伙桩等。传统方法费事费力,效率不高。而且在险情发生时,人员密集,调度困难。

大型抢险机械,比如挖掘机、推土机、运输车等可以在汛期征集社会工程车辆使用。但是一些小型抢险机械,比如空气压缩打桩机,因为其专用性较强,社会工程中应用较少,只能专门生产,目前保有的空气压缩打桩机仅能满足10人/台。

3 应对策略

3.1 密切与地方联系,积极争取资金

为有效解决黄河防洪面临的困境,山东黄河河务局应当主动联系地方、贴近地方,积极争取地方资金投入。探索黄河与地方合作新方式,抓住一带一路发展的新机遇,多方拓宽资金来源渠道。

3.2 改变防洪思路,加强吸泥船研发

我国的江河湖泊,长期以来筑堤加高加固的多,采取疏挖措施的少。今后黄河水情要走上良性发展的道路,必须每年把沉积到黄河下游的泥沙及时清理出来[4]。通过对吸泥船的研发,提高吸泥船的工作效率,使吸泥船更新迭代,将来甚至可以用在小浪底水库清淤中去。

3.3 应用无人先进设备,弥补人员不足

应当加快黄河防洪智能化、无人化技术设备投入,通过布设自动化测流设备、视频监控设备、传感器,探索运用无人机寻堤查险,把由于人员不足所带来的巡查、报险、抢护不及时的问题,通过智能设备的引入解决。

4 结论

新时期,山东黄河防汛形势出现了一些新变化,面临了更加严峻的新形势。在黄河年径流量逐年减少,下游河道萎缩的不利形势下,山东黄河应当加快黄河防洪思想转变,未雨绸缪,为保证山东省沿黄9个市的正常工农业生产,促成全面小康社会的建成,做合格的保驾护航。

参考文献:

[1] 邢芳, 陈永奇, 吴艳秋. 黄河取水许可亟待总量控制管理[J]. 人民黄河, 2002, 24(11):27-29.

[2] 胡春宏, 陈建国, 刘大滨,等. 水沙变异条件下黄河下游河道横断面形态特征研究[J]. 水利学报, 2006, 37(11):1283-1289.

[3] 张俊华, 马怀宝, 王婷,等. 小浪底水库支流倒灌与淤积形态模型试验[J]. 水利水电科技进展, 2013, 33(2):1-4.

[4] 申进兴. 机械工业如何实现防汛抗洪抢险作业机械化?──1998年洪灾带给机械行业和机械企业的思考[J]. 中国机电工业, 1998(11):15-16.

    

 

 

              作者:宋鹏程     核稿:魏栋

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