清遠市濱江流域超標準洪水防御對策分析

蘇文杰,徐 培

(1.清遠市清新區(qū)機電排灌總站，廣東 清遠 511800；2.廣東省水利水電科學研究院，廣東 廣州 510635)

1 概述

防汛工作一直是水利部門的重中之重。近年來，隨著全球氣候厄爾尼諾現(xiàn)象不斷加重，我國極端天氣頻發(fā)。特別是2020年的新冠肺炎疫情“黑天鵝”事件，給防汛工作敲響了警鐘。水利部立足防范化解重大風險，部署了超標準洪水的防御，尤其是流域性超標洪水的防御，要求大江大河、重要支流以及縣級以上防洪城市必須要編制超標準洪水防御預案。濱江為北江一級支流，臨近廣東省三大暴雨中心之一，流域發(fā)生超標準洪水的可能性大，為及時、科學的調度洪水，盡可能減少超標準洪水帶來的災害損失，保證抗洪應急搶險工作高效有序進行，探析濱江流域超標準洪水防御對策十分必要。

2 流域概況

濱江地處北江中下游，屬珠江水系，是清遠市清新區(qū)的主要河流，全流域均在清新區(qū)境內，覆蓋全區(qū)總面積的73.4%。濱江發(fā)源于清新區(qū)西北部的石潭鎮(zhèn)大霧山，上游稱為大巖水，至石潭圩青龍寺水匯入后始稱為濱江，自西北向東南流經(jīng)浸潭、禾云、龍頸、筆架林場和太和等鎮(zhèn)后，在飛水口匯入北江。濱江干流全長為96.10 km，集雨面積為1 950 km2，平均坡降為1.1‰，多年平均徑流量為25.7億m3。濱江支流眾多，包括白灣水、黃洞河、石坎河、炳水、壩仔水、秦皇河、禾云河、浸潭河等(見圖1)。飛水口上游 7 km處有正江分水道，分洪流量約占濱江洪峰流量的40%。

圖1 濱江流域水系及防洪工程分布示意

3 洪水特性

濱江洪水過程與暴雨過程相應，汛期為4—10月，汛期降水量占全年的64%左右，大、特大暴雨多集中在5、6月，大或特大洪水多發(fā)生在5、6月份。暴雨天氣易形成山洪，洪水特征與暴雨特性和流域崎嶇的山區(qū)自然地理條件密切相關，且易出現(xiàn)復式洪峰，常常是陡漲陡落，洪量集中，且峰高量大。根據(jù)近年來濱江流域降水時空演變規(guī)律[1-2]的分析，其降水量呈北少南多分布，西北向東南遞增趨勢，南部珠坑站為流域暴雨中心。

4 洪澇風險分析

濱江已基本建成由水庫、堤防、水閘組成的防洪工程體系。在科學調度水庫和加強堤防防守情況下，濱江基本可防御10年一遇洪水，其支流基本可防御5年一遇洪水。濱江流域內設有珠坑水文站，及沙河、桃源等雨量站。珠坑水文站位于濱江飛水河口上游20 km，逕口水利樞紐上游約10.0 km處，控制流域集雨面積為1 607 km2，干流河長為77 km，為濱江流域的控制站。當濱江流域各堤段及庫壩工程洪水超過設防水位及警戒水位時，可認為超標水洪水發(fā)生[2]。

4.1 堤防工程

4.1.1濱江石潭段堤防工程

包括濱江石潭鎮(zhèn)區(qū)段及其區(qū)間支流雷坑水、大巖水，防洪堤以保護鄉(xiāng)鎮(zhèn)為主，防洪標準為20年一遇，涉及人口約3萬人。濱江石潭段不同頻率洪峰流量見表1。

表1 濱江石潭段不同頻率洪峰流量

4.1.2濱江浸潭段堤防工程

包括濱江浸潭鎮(zhèn)區(qū)段及其區(qū)間支流黃洞水(含田心水支流)、田心水、哈塘坑、暖水坑和六仔洞水的部分河段。防洪堤保護對象為浸潭中心區(qū)，防洪標準為20年一遇，涉及人口約1.11萬人，保護耕地面積366.11hm2。濱江浸潭段不同頻率洪峰流量見表2。

表2 濱江浸潭段不同頻率洪峰流量

4.1.3濱江禾云段堤防工程

包括濱江干流潭口水電站至合溪大橋段河段，較大支流主要有新洲河。防洪堤保護對象為鄉(xiāng)鎮(zhèn)，防洪標準為10年一遇，涉及人口約1.5萬人。濱江禾云段不同頻率洪峰流量見表3。

表3 濱江禾云段不同頻率洪峰流量

4.1.4濱江龍頸段堤防工程

包括濱江馬安頭水電站至三洲壩河段，較大支流主要有石坎河。防洪堤保護對象為鄉(xiāng)鎮(zhèn)，防洪標準為10年一遇，涉及的人口數(shù)共5 775人。濱江龍頸段不同頻率洪峰流量見表4。

表4 濱江龍頸段不同頻率洪峰流量

4.1.5濱江下游出口段

逕口水利樞紐至飛水北江河口段為濱江下游出口河段，包括正江和飛水兩條分支。防洪堤保護對象為清新區(qū)縣城，防洪標準為20年一遇，涉及的人口數(shù)共5 775人。濱江下游出口段不同頻率洪峰流量見表5。

表5 濱江下游出口段不同頻率洪峰流量

4.2 庫壩工程

對濱江流域防洪有影響的水庫主要有龍須帶水庫及大羅山水庫，攔河梯級電站[3-4]主要有大灘水電站、潭口水電站、馬安頭水電站，閘壩為逕口水利樞紐。濱江流域庫壩工程防洪基本情況見表6。

4.3 近幾年特大洪澇災害及防洪存在的問題

2013年8月15—18日，受臺風“尤特”影響，全區(qū)范圍出現(xiàn)強降水，其中濱江地區(qū)的龍頸、禾云、浸潭、石潭等鎮(zhèn)的累積降雨量均超200 mm，降雨重現(xiàn)期達到10年一遇。至18日16:00，全區(qū)受浸農(nóng)作物3 600.75 hm2，受浸村莊247個，受浸房屋2 355間(其中倒塌351間)，轉移人員5 030人，全區(qū)共造成直接經(jīng)濟損失9 165.7萬元。

2015年5月20日，清新區(qū)受持續(xù)暴雨襲擊，部分鎮(zhèn)、村出現(xiàn)短時受浸情況，其中浸潭和石潭受浸較嚴重，浸潭圩街道浸水高度接近1 m。全區(qū)受浸農(nóng)作物572 hm2，受影響人口1.96萬人，受浸村莊59個，受浸房屋1 042間，轉移4 125人。

隨著近些年水利部門對防洪工程的不斷投入，濱江已基本建成由水庫、堤防、水閘組成的防洪工程體系。在科學調度水庫[5]和加強堤防防守情況下，濱江基本可防御10年一遇洪水，其支流基本可防御5年一遇洪水。但是仍然存在以下問題：

1) 濱江堤線較長，部分堤基為土基，如：浸潭鎮(zhèn)附近的高華塘圍、保定河圍；龍頸鎮(zhèn)附近的連塘圍、曲灘圍；逕口水利樞紐出口下游段的周田圍、黃田圍等，堤身均為土堤，堤腳未做防護措施，抗沖能力差，威脅堤防安全；

2) 穿堤建筑物較多，防守任務較重；

3) 工程缺乏洪水預報系統(tǒng)，搶險隊伍缺乏必要的訓練。

5 防御目標

濱江每個堤段、每個環(huán)節(jié)都不能出問題，包括工程薄弱、易出險、橫河、斜河頂沖的堤段和重要防洪工程，險工、險段、險點，堤防高度不足段，堤身單薄段，堤防順堤河段，以及險工、控導、涵閘工程。在汛期小流量、高水位等于或超過設計洪水位時，要確保濱江堤圍不決口，確保漫灘無人員死亡，確保大堤安全完整。在汛期超標準洪水時，確保防洪堤圍的安全。

1) 石潭、浸潭中心鎮(zhèn)區(qū)及濱江下游出口段防洪堤能夠抵御20年一遇洪水；

2) 禾云、龍頸中心鎮(zhèn)區(qū)段及新洲圩、石坎圩防洪堤能夠抵御10年一遇洪水；

3) 其余支流防洪堤能夠抵御5年一遇洪水。

6 防御對策研究

6.1 建立預警預報制度[5]

6.1.1監(jiān)測預報

區(qū)三防指揮部應按照分級負責原則，對江河洪水監(jiān)測預報，確定洪水預警區(qū)域、級別和洪水信息發(fā)布范圍，按照權限向社會發(fā)布。

區(qū)應急管理局(區(qū)三防辦)、區(qū)氣象局和區(qū)水利局負責對珠坑水文站及沙河、桃源等雨量站水情進行監(jiān)測、預測，跟蹤分析江河洪水的發(fā)展趨勢并及時預報最新水情[6]，提供濱江中上游地區(qū)水文氣象分析、預測信息，適時發(fā)布洪水預警信號，并將分析預測結果及時上報區(qū)三防指揮部和相關部門。

區(qū)氣象局負責災害性天氣的監(jiān)測和預報預警工作，對重要天氣形勢和災害性天氣做出科學研判，及時向區(qū)三防指揮部及有關成員單位提供本地及北江中上游地區(qū)氣象分析、預測信息，為防災抗災救災決策提供服務。

6.1.2險情預警

濱江干流主要流經(jīng)清新區(qū)石潭、浸潭、禾云、龍頸和太和5個鎮(zhèn)，險情預警需根據(jù)實際情況確定5鎮(zhèn)汛期的防汛設計標準洪水，分區(qū)分段確定防御洪水標準[7]，選取流經(jīng)各鎮(zhèn)中心區(qū)域典型斷面作為超標準洪水位高程預警參考點(見表7)。

表7 濱江干流防洪預警參考點水位

當江河水位繼續(xù)上漲，且達到各鎮(zhèn)的超標準洪水預警水位時，區(qū)、鎮(zhèn)三防指揮部和承擔防汛任務的部門、單位，應根據(jù)江河水情和洪水預報，按照規(guī)定的權限和防御洪水方案、洪水調度方案，全面調度運用防洪工程；啟動泵站搶排；堤圍實施交通管制，嚴禁非防洪車輛在堤圍上行駛；堤圍實行24 h的巡查；搶險人員和防汛物資要部署到位。同時，大灘水電站、潭口水電站、馬安頭水電站以及逕口水利樞紐工程，根據(jù)各自的調度規(guī)程，開啟泄洪閘，進行泄洪。

當各鎮(zhèn)發(fā)生超標準洪水時，應加強濱江流域統(tǒng)一防洪指揮調度，局部服從全局，重點保護城市和公路；盡可能加大干流的泄洪流量，充分發(fā)揮排水能力，加大各閘泄流量，打開各排水通道，加強重點堤防保護。

6.2 加強庫壩聯(lián)合調度[8]

本系統(tǒng)包括2宗水庫、3宗水電站和逕口水利樞紐。聯(lián)合調度旨在流域遭遇大洪水時，充分發(fā)揮水庫群對濱江河流域的整體防洪作用；實施有序逐步蓄水，提高水庫群整體蓄滿率[9]，同時盡量減少集中蓄水對水庫下游河段或濱江河中下游帶來的不利影響。

3宗水電站和逕口水利樞紐這4宗梯級電站均為徑流式低水頭無調節(jié)電站，沒有調峰任務，對洪水調節(jié)很小。調度過程中避免不必要的泄洪，避免超正常高水位蓄水，充分利用水資源，增加發(fā)電效益。上級電站應盡量避免大流量泄洪，控制在下級電站設計洪水位最大泄流量內，減輕下游防洪壓力。大灘水電站泄洪流量控制在1 400 m3/s，潭口水電站泄洪流量控制在1 503 m3/s。

當濱江河流域內發(fā)生全流域性降雨過程，這種降雨過程形成的洪水一般不大，各大支流洪峰流量不會與干流洪水重疊[10]。這類降雨過程中，越接近庫區(qū)降雨量越大，這時以龍須帶水庫為核心，運用龍須帶水庫和大羅山水庫，在保證防洪安全的前提下，推遲下泄洪水的時間，為調節(jié)下游干流河段的洪水錯峰、滯峰[11]。當濱江河流域內中下游發(fā)生較強的降雨過程，降雨多屬于暴雨過程，漲水速度迅速，這時各梯級電站必須提前降低水位至死水位以下運行，盡可能降低區(qū)間回水。在汛期前，電站水庫要騰空庫容，水位控制在正常蓄水位以下；開汛后，電站根據(jù)進庫量，調整開機臺數(shù)，繼續(xù)騰空庫容吞洪，水庫水位控制在汛限水位以下，迎接強降雨的到來。進入主汛期遇到強降雨時，水位即將達過設計洪水位，機組全開滿發(fā)。根據(jù)降雨量及進庫量，預計水庫能蓄滿時，不考慮水庫水位進行提前預泄洪，強降雨結束時，要做好攔蓄洪尾工作，確保水庫水位在最高水位。

作為濱江河梯級開發(fā)的最后一級，逕口水利樞紐除閘門全開外，其他情況都必須保持閘前水位19.30 m。當閘前水位超過19.30 m，即按要求開閘泄洪；當閘前水位低于19.30 m或受上級指示條件下，即按要求關閘。

6.3 及時進行信息報送、處理和發(fā)布

由指定的專門人員將收集到的水情、雨情、災情形成文字材料，用電子版報送至區(qū)應急管理局(區(qū)三防辦)工作郵箱。如遇較急的情況時先用電話報送，再用文字材料報。相關報送數(shù)據(jù)各部門需溝通保持一致。

洪水預警信號由區(qū)水利局負責發(fā)布，區(qū)三防指揮部根據(jù)堤圍河段重要水位站水情監(jiān)測、預測結果，及時向各地各有關單位和新聞媒體發(fā)布預警信息，并適時啟動相應的應急響應。

6.4 制定應急轉移方案

由區(qū)三防指揮部負責制定相應的防洪搶險應急轉移方案。受威脅區(qū)域的鎮(zhèn)、村成立應急轉移工作小組，具體負責石潭、浸潭、禾云、龍頸、太和5鎮(zhèn)群眾的安全轉移、生活保障、住宿安置等事宜。實施“先期轉移、后期轉移”方案，在人力不可抗拒而潰破后，指定各疏散點，再分散轉移。如突發(fā)潰口，按先人后物的順序轉移，人員中先老弱病殘、小孩和群眾，后黨員干部；物資先糧食、食品、貴重財物、燃料以及耕畜，后其他物資。

6.5提供應急供應保障

除提供搶險人員、搶險物資、救災物資保障外，還需提供通信、交通運輸、醫(yī)療衛(wèi)生、治安管理、供電及充足的經(jīng)費保障，并進行廣大的社會動員，區(qū)三防指揮部向社會發(fā)布汛情、工情、災情及防洪工作等方面的公眾信息，進行防汛排澇宣傳，居民防洪減災教育，動員廣大社會力量支持并投入到防汛、抗災、救災和災后重點工作中。

7 結語

超標準洪水防御預案的編制，涉及眾多復雜、變化和不確定的因素，需要認清變化環(huán)境下洪水風險的演變特征，了解流域防洪排澇體系的現(xiàn)狀標準與能力，完善暴雨洪水監(jiān)測預報體系與洪水預警發(fā)布機制，理解防洪工程體系應急調度的風險[12]，是一項長期的、需要不斷修編完善的任務。

根據(jù)濱江流域防洪存在的主要問題，從洪水監(jiān)測預警預報、防洪工程調度、防洪搶險信息管理、應急轉移和應急保障5方面探討了濱江流域超標準洪水防御對策。通過對現(xiàn)有防御對策的分析，提出如下建議：

1) 完善濱江流域內的自動測報系統(tǒng)，建立一個能夠集成雨水情監(jiān)測、洪水預報預警、調度措施分析等多種功能為一體的綜合調度平臺[13]。

2) 現(xiàn)有濱江沿線各鎮(zhèn)水位觀測設施較少，建議各鎮(zhèn)增加超標準洪水預警點水位觀測設施。

3) 盡快開展濱江流域防洪風險研究，編制洪水風險圖，得出各頻率洪水的淹沒范圍，為洪水調度和人員避險轉移提供更為科學的技術支撐。