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充分认识暴雨洪水演变特点(史辅成)

发布时间:2022-02-25 15:09:57 浏览数:
 

今年我国十余个省份遭遇了50~100年一遇的雨雪天气,有关专家认为这是全球气候变化、极端灾害性天气突发造成的。《黄河报》载:黄委防汛办公室据气象部门预测,“今年夏季多雨区将位于华南至江南南部,黄淮至华北西部,黄河发生大洪水的可能性较大”。我们应以今年雨雪灾害性天气为借鉴,充分认识黄河暴雨洪水的演变特点,切实作好迎战各级洪水的准备工作。

20世纪90年代以来,黄河中下游主要断面实测洪水量级较20世纪90年代以前大为减小,花园口实测最大洪峰流量仅为1996年的7860立方米每秒,而以往61年实测及插补多年平均最大洪峰流量为8800立方米每秒。

由于上述情况,容易使人认为黄河不会发生大洪水了,特别是2000年小浪底水库投入运用以后,一些人认为花园口断面发生的洪水都可由小浪底调控,其实例就是2003年及2005年小浪底入库流量为4000~5000立方米每秒以上,为使其不超过下游主槽过洪能力,经小浪底水库调洪运用后,花园口实测最大洪峰流量仅为2980立方米每秒和3530立方米每秒。

对20世纪90年代以来实测洪水数据的减小,经分析有以下几个原因:一是黄河流域面上降雨量的减少,特别是黄河中游地区大雨暴雨量级的减小和频次的减少;二是流域面上水利水保措施的作用;三是大型水库的调控作用。

针对以上几个问题,笔者在本文中提出了一些对黄河洪水变化的认识和看法。

一、天然洪水减小的主要原因

多年来有关专家对黄河中下游主要测站洪峰、洪量和沙量的减小存在着两种不同的认识,一种认为主要是由于20世纪70年代以来黄河流域面上水利水保措施的作用,使流域下垫面及产汇流条件发生了较大变化,因而使洪水变小;一种认为主要是由于近期黄河流域降雨量的减少,特别是黄河中游大雨暴雨减少,使洪水减小,而黄河流域面上的水利水保措施作用只能居于次要地位。笔者认为主要原因应是后者。

1997年以来的10年中,黄河干流龙门站实测最大洪峰流量仅为2003年的7230立方米每秒,而该站实测63年多年平均最大洪峰流量为9100立方米每秒;1967年一年内龙门站就发生大于10000立方米每秒以上洪峰5次,最大达21000立方米每秒;1977年发生大于10000立方米每秒以上洪峰3次,最大达14500立方米每秒。前后出现这样大的反差,笔者认为黄河流域面上的水利水保措施不可能起到这样大的作用,刘家峡水库、龙羊峡水库汛期蓄水仅能影响洪水过程线的基流。

据有关资料统计,河口镇—龙门区间20世纪80年代以后大雨的降水日数减少了26.2%,特别是暴雨(日降雨量大于50毫米)的降雨日数,减幅高达53.7%。黄河中游大部分为超渗产流地区,暴雨强度和次数的减少,必然使洪峰、洪量、产沙量相应减少。这种某个时段大雨、暴雨的减少,应该是自然领域气候波动的影响,从历史资料看,这种波动成周期出现,不会一直延续下去。

1922~1932年全流域也曾发生过连续11年枯水系列,其枯的程度较20世纪90年代以来的枯水系列还要枯。而此枯水系列过后紧接着就发生了1933年大洪水,河口镇—龙门及龙门—三门峡两个主要洪水来源区普降暴雨,雨区面积达10万平方公里以上,陕县实测洪峰流量达22000立方米每秒,是自1919年有实测资料80年来第一大洪峰,12天洪量达90亿立方米以上。由于这两个区为黄河主要产沙区,当年实测沙量达39亿吨,也是80年中第一大沙年。

上述表明,无论是20世纪20年代的枯水系列,还是20世纪90年代的枯水系列,其形成原因都是气候波动造成的。因此,今后一个时期大雨暴雨强度及频次还会增强,特别是因气候变化而带来的突发性灾害天气也有可能在黄河流域发生,应提高防洪意识,随时作好防御各级洪水的准备。

二、黄河干支流大型水库对花园口洪水的调蓄作用

现在黄河上建有龙羊峡、刘家峡、三门峡、陆浑、故县等干支流大型水库,其中上游的龙羊峡水库和刘家峡水库每年汛期平均蓄水量约30亿~40亿立方米,减少了汛期黄河的基流;三门峡、小浪底、故县、陆浑等水库使黄河下游防洪标准大大提高,花园口千年一遇洪水由42300立方米每秒削减为22600立方米每秒,百年一遇洪水由29200立方米每秒削减为15900立方米每秒。但是目前黄河下游的防洪形势仍然存在诸多问题,如:游荡性河势尚未得到有效控制,堤防尚存在隐患,特别是由于二级悬河的存在,中小洪水漫滩后出现横河、斜河、顺堤行洪、顶冲大堤等险情以及滩区群众在中小洪水情况下生命财产的安全等问题。

根据国家防汛抗旱总指挥部2005年《关于黄河中下游洪水调度方案的批复》中所确定的干支流水库调度原则推算的《2007年黄河中下游洪水调度方案》,当发生三门峡以下来水为主的洪水时,20年一遇洪水经三门峡、小浪底、陆浑、故县四库联合运用后,花园口洪峰流量为13500立方米每秒。这是由于小浪底、陆浑、故县以下至花园口区间尚有2.7万平方公里的无工程控制区,包括伊洛河中下游、沁河全流域及小浪底—花园口干流区间,还有相当数量的洪水加入。如1958年,这个区间产生洪峰流量达7580立方米每秒;1954年为6500立方米每秒;1982年为6600立方米每秒;1931年和1935年在这个区间也产生了较大洪水;历史上的1761年,三门峡—花园口区间发生特大洪水,本区间产生的洪水更大。换句话说就是,若小浪底水库、陆浑水库和故县水库闸门全部关闭,1958年将产生7500立方米每秒的洪峰流量,远远大于目前黄河下游主槽的过洪能力。

按照《2007年黄河中下游调度方案》,当发生以三门峡以上来水为主的上大洪水时,此时小浪底水库以下来水很小,三门峡水库为敞泄运用。当潼关含沙量超过200千克每立方米时,为减少小浪底水库泥沙淤积,延长其使用寿命,遇到一般中等洪水,小浪底水库按来多少走多少、进出库平衡方式运用,10年一遇花园口洪峰流量为9200立方米每秒,超出下游主槽过洪能力很多。

由以上可知,无论遇到以1933年为典型的三门峡以上来水为主的洪水还是以1958年、1954年和1982年为典型的三门峡以下来水为主的不同频率洪水,经四库联合运用后花园口都有不同量级的洪峰与洪量。

目前黄河下游若遇大洪水将直接威胁大堤,但其出现几率较小。自2000年小浪底水库投入运用以来,经过蓄水拦沙和调水调沙,黄河下游主槽过洪能力现为3800立方米每秒,超过这一流量的中小洪水出现几率将很频繁。由于黄河下游为二级悬河,横比降过大,一般洪水漫滩后也将出现横河、斜河,威胁大堤。如2003年秋汛期间兰考滩区蔡集控导工程以上生产堤在大河流量为2400立方米每秒时发生决口,大堤偎水40公里,时间长达1个月,堤前水深最大达6米,堤后出现管涌,堤坡渗水段7处。

通过以上对黄河暴雨洪水演变及干支流水库对洪水调蓄作用的分析,笔者提出以下几点建议:

一是20世纪90年代以来的枯水系列主要是气候波动影响,今后较大和大的暴雨洪水还会发生,突发性灾害天气形成的大洪水也有可能出现。

二是小浪底水库的投入运用大大提高了黄河下游的防洪标准,但经小浪底等水库运用后,都还存在不同量级洪水,大洪水和较大洪水将直接威胁大堤,中小洪水一旦漫滩对大堤、控导工程及滩区群众生命财产都将造成一定威胁。

三是鉴于花园口断面十余年来未发生较大洪水,同时小浪底水库投入运用后,有些年份发挥了调控作用,在这种情况下,部分干部和群众有可能产生麻痹思想,而地方各级行政首长是黄河防汛第一责任人,作为防汛业务部门,首先应该将上面提到的黄河可能发生的各级洪水的情况向他们通报,通过他们再向广大群众进行宣传,从思想上提高防洪意识,作好迎战各级洪水的准备,以最大限度地减少各级洪水带来的损失。

(作者为黄委科技委委员)

稿件来源:黄河报·黄河网

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