淺談西干渠二所沿線洪水資源化

趙全槐/寧夏西干渠管理處

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淺談西干渠二所沿線洪水資源化

趙全槐/寧夏西干渠管理處

【摘 要】洪水資源化是我國新時期治水理念更新的產物，需要我們改變過去洪水“入海為安”的思想，需要統籌安排防洪減災和調洪興利，綜合利用系統論，風險管理，科學調度等現狀理論，管理方法，科技手段和工程措施，實施有效的洪水管理，適度承擔風險，規范人類行為，給洪水以出路和蓄滯空間，在保障防洪的同時，留住洪水資源，造福人類。

【關鍵詞】洪水資源；可持續利用

一、洪水資源利用的必要性

寧夏地處西北干旱地區，降水稀少，水資源嚴重短缺是基本區情，當地人均占有水資源量僅為黃河流域的1/3，加上國務院“87”分水方案分配給寧夏的40億立方米黃河可利用水資源量，人均水資源可利用量670立方米，也僅為全國平均值的1/3，全區資源型，工程型和水質型缺水并存。洪水的資源化利用便是擺在全體水利工作者一個新問題，若把洪水當做一種最具潛力的開源手段，采取完善的工程措施，提高監測預報能力，充分加以利用，使洪水的資源化利用不僅成為可能，而且必將成為現實。

二、西干渠二所防洪工程及沿線雨情洪情基本情況

（一）西干二所防洪工程概述

西干渠是青銅峽建壩后的產物，也是青銅峽河西灌區自流灌溉最高的一條干渠，1959年冬修建，1960年春通水，由河西總干渠引水。沿賀蘭山東麓洪積扇邊緣北行，經青銅峽、永寧、銀川、賀蘭4縣（市），止于平羅下廟鄉暖泉村，尾水入第二農場渠，全長112.7km，設計灌溉面積70萬畝，設計引水流量70 m3/s，實際引水能力63m3/s。

西干渠二所防洪工程體系在西干渠全線發揮其紐帶和總體平衡作用，必須加強干渠防洪工程建設，提高行洪能力和調蓄能力。為了保證干渠安全運行，原則上不考慮山洪入渠,采取以攔為主，攔泄結合的防洪方案，以減輕洪水對干渠的危害。近年來，賀蘭山沿渠共發生較大山洪約40多次，干渠12次被沖斷，東堤決口累計236處，其中2001年，二所三其溝洪水直接入渠10 m3/s；2015年，橫溝爆發山洪29 m3/s，洪水沖毀北五溝滯洪區泄洪閘，洪水直接入渠5 m3/s。

（二）西干渠二所沿線分布的防洪工程有：

渠西（一次）攔洪庫、渠東 （二次）攔洪庫、退水閘、節制閘調控工程等。由南向北的依次是：二旗溝攔洪庫、三旗溝攔洪庫、橫溝攔洪庫；新橋攔洪庫；新橋退水閘；寧化節制閘。

（三）西干渠二所沿線雨情洪情

1.暴雨洪水特性

西干渠沿線位于賀蘭山銀西段，具有干旱、半干旱區暴雨洪水的一般特性：

① 年際變化：各年發生暴雨次數不等，最多一年4次（1977年），最少0次（1957年、1960年、1963年、1965年、1972年），多年平均≥50mm暴雨每年發生1次，≥100暴雨每年0.4次。

② 季節特點：暴雨一般集中在每年的6～9月，但主要集中在7、8兩月，H24≥50mm暴雨7、8兩月發生次數占全年的80.5%，H24≥100mm暴雨7、8兩月發生次數占全年的82.3%。

③ 暴雨分布：暴雨中心分布情況，賀蘭山各山洪溝道出山口處（海拔1300～1500m），占60%，距山脊線不遠，高程在2000m以上可占40%。

④ 次暴雨時空特征：

a：暴雨歷時不長，大強度暴雨持續時間短。

1975年8月5日賀蘭山降水量212.5mm，歷時9h，其中7h 降211.5mm。

1998年5月20日蘇峪口降水量168.7mm，歷時7h，其中4h降雨161.8mm。b： 籠罩面積不大，點面折減快。

賀蘭山銀西段大面積暴雨少，據實測資料分析，大于等于50mm的暴雨籠罩面積為0.07～0.7萬km2，大于等于100mm的暴雨籠罩面積最大為0.14萬km2。

(2) 洪水特性

① 產流

洪水特性與暴雨特性相應，即年際變化大，有明顯的季節性、地區性。產流方式以超滲產流為主。由于地處干旱區，土壤經常處于干旱狀態，一次降水使流域達到飽和的機率極少，當雨強超過損失率，超過部分即可變為地面徑流匯成洪水。大水溝以北溝道為石山區，土層淺薄，巖石裸露70%左右，植被差，流域最大持水量85mm，7、8月暴雨多時土中水分可飽和，土壤濕度增大后入滲明顯減少，地面徑流增加，設計洪量大于黃土丘陵區。大水溝以南的溝道，屬中高土石山，有部分次生林，年平均雨量僅有250～400mm，降水除去徑流，不夠樹林蒸騰，林地含水量反比曠地小，降雨入滲損失率大，產流型式同黃土丘陵區。

② 匯流

賀蘭山區匯流近似黃土丘陵區，但較黃土丘陵區略快，面積、雨量相同時，產生的洪峰流量為全區之冠。本區基流少，設計洪水可不考慮。

③ 洪峰

一般洪峰為單峰，復式峰較少。與產流面積小、暴雨集中、歷時短有關，峰型較尖瘦，漲張陡落，一般從開始起漲到峰落約6小時左右。流域面積較大的溝道洪水歷時可達10小時左右。洪峰流量隨流域面積增大而緩慢增加，反映出干旱地區暴雨洪水不均勻的特性。

三、西干渠二所洪水資源化的分析

目前洪水資源化的方法主要是堅持點（攔洪庫或滯洪區）、線（渠道）、面（田間）兼顧，采取工程措施和管理措施并重，蓄、泄、滯、引有機結合，要求汛期要做到防洪調度和水量調度兼顧，充分利用現代先進技術、預報手段和雨洪監測，在保證防洪安全的前提下，充分利用新橋攔洪庫，三其溝攔洪庫，存蓄盡可能多的洪水量，達到防洪減災和增加干渠水資源，在用水高峰期是開啟泄洪閘利用洪水，消減供用水矛盾，建設和諧穩定的用水環境，改善生態環境的目的。

四、對洪水資源化利用的建議

在河道中，徑流在時間上和地區上變化很大，往往因不能滿足國名經濟各用水部門在時間上和數量上對用水的要求而產生矛盾，當河流中的水量不能滿足農田灌溉用水的需要，我們必須修建一些專門的水利工程，解決供和需的矛盾，達到興利除害。西干渠具有防汛和灌溉雙重作用的渠道，如何有效的利用洪水將變得非常重要，如果能把洪水通過滯洪區蓄積起來，用于農田灌溉，這樣不僅緩解了供需矛盾，還為我們取得了經濟效益。洪水的暴發時間大多在每年7-9月份，恰好是農作物灌溉用水高峰期，堅持生態優先，科學配置的原則，通過發揮渠西一次滯洪區的攔蓄作用，最大限度地將洪水蓄存起來，延長洪水在陸地的時間，用于緩解灌溉高峰期的灌溉壓力。對于直接入渠的洪水，如果未能全部利用，可以讓干渠中的洪水，通過節制閘的調蓄作用，讓洪水進入鎮北堡攔洪庫，保證下游的農田適時灌溉。這樣：不僅緩解灌溉矛盾緊張的局面，而且有效的利用了洪水，達到興利除害的目的。水庫中蓄存起來的洪水不僅能用于灌溉和發電，而且還能夠帶動一方經濟產業鏈。通過工藝處理1）將水用于工廠生產用水；（2）用于人工飲用；（3）發展旅游業；（4）發展水產養殖；（5）改良鹽堿化土壤；（6）濕地利用；（7）地下水補灌。建立完善蓄滯洪區進退洪設施，通過調整產業機構，加快城市防洪工程與市區河湖等排水系統整治，可以提高城市防洪，雨洪調蓄和防內澇的能力，增建渠系間橫向串聯工程，實現渠系間洪水的聯合調度，做到渠湖相通，調洪蓄水自如，共同組成防洪與興利有機結合的工程體系，提高干渠流域的整體防洪和蓄水能力。

五、洪水資源的水文預報

防洪工程有一定標準，而超過標準洪水發生，無限制地提高防洪標準，不僅在經濟上不合算，而且會在生態環境方面帶來負面影響，因此，在流域防洪工程體系初步完善以后，強化防洪非工程措施就成為防洪體系建設的重點，非工程體系建立應包括蓄滯洪區運用與洪水風險管理系統，暴雨洪水自動測報與預報系統，防汛通訊網絡與預警系統，防汛決策支持系統，防汛搶險組織，搶險隊伍與物資管理系統，防洪保險與災后救助系統，防洪政策與法律法規系統等等。在工程措施達到一定標準以后，要靠非工程措施提高防御洪水能力，由工程措施專項非工程措施，因此加快防汛抗旱信息化建設尤為重要，利用實測的水文氣象資料，探索水文現象的演變規律，編制預報方案，預測未來的水文要素。在防洪斗爭中，水文預報能事先提供洪水的發生和發展變化的信息，特別是在特大洪水到來之前，若能根據預報準確地掌握暴雨和洪水的動向，就可以事前做好防汛搶險的準備，必要時有計劃地采取蓄洪、分洪措施，使洪水災害減到最低程度。

六、工程管理

在水利工程的管理運用中，根據水文預報，合理安排調度運用方式，較好地處理防洪和興利的矛盾，可以大大提高工程的綜合效益。同時做到認真巡護，落實好巡護制度，在汛期來臨之前，全面貫徹落實好防汛預案，認真籌備防汛物資，防汛車輛和與協防單位的溝通。每逢刮風下雨，都要到派專人到延山公路邊察看有無山洪，強化值班制度，一旦有山洪暴發，必須逐級匯報降雨起止時間、雨量大小、洪水發生時間、洪水流量、發生洪水的溝道名稱等。

（一）修建水庫

天然河道，徑流在時間上和地區上變化很大，往往因不能滿足國民經濟各用水部門在時間上和數量上等于水的要求而產生矛盾，必須修建一些專門的水利工程，如蓄水、攔水等措施，來解決供需矛盾。其中水庫是最常見的蓄水工程之一。在河流上筑壩形成了水庫，一般壩筑得越高，水庫容積就越大，起到調蓄作用，合理的利用水庫，讓其正常工作，就必須對其水位做一要求。

1.死水位：在正常運行情況下，允許水庫消落的最低水位。

2.正常蓄水位：水庫在正常運行的情況下，為滿足興利部門枯水期的正常用水，在供水起開始時應蓄到的水位。在正常蓄水位與死水位之間的庫容，是水庫實際可用于調節徑流的庫容。

3.防洪限制水位：水庫在汛期洪水未到前允許蓄水的上限水位。

6—1　永久性水工建筑物正常運用的洪水標準

由流量資料推求設計洪峰流量及設計洪量，用水利統計方法，涉及水庫的防洪標準，此種方法也可用于渠道中去，渠堤加固設計標準也必須對其進行設計特大洪水重現期，以便于對渠道防洪工程預算的優化。

七、防洪工程經濟評價

防洪工程的效益，與灌溉或發電工程的效益不同，它不是直接創造財富，而是把因修建防洪工程而減少的洪災損失作為效益。因此，防洪工程效益只有當遇到原來不能防御的洪水時才能體現出來。防洪工程從防御常遇洪水提高到防御稀遇洪水所需工程規模和投資幾年運行費等，均要相應大幅度地增加，雖然遇上稀遇洪水時一次防洪效益很大，但因其出現機會稀少，因此，若按多年平均值計算，比起防御常遇洪水所增加的效益可能并不很大。工程修建后，若很快遇上一次稀遇大洪水，其防洪效益可能比工程本身的投資大若干倍，若在很長時間內，甚至在工程有效使用期內遇不到這種稀遇洪水，則長期得不到較大的防洪效益。

八、結論

隨著人類控制洪水能力的提高，對水資源需求量的增加和對生態環境問題的關注，較大規模安全合理地利用洪水不僅可能，而且急需，從控制洪水向管理洪水轉變，將洪水資源化作為洪水管理的一項重要內容納入到防汛抗旱工作之中。