李文杰 戴麗納 樊孔明 馮 峰 夏 冬
淮河流域地處我國南北氣候過渡帶,冷暖氣團活動頻繁,降水量變化大;流域內地勢低平,平原面積廣闊,蓄水條件差,干流比降平緩,廣大平原地區地面大多低于干支流洪水位,受洪水頂托影響嚴重,加之特定的社會人文因素和黃河奪淮的深遠影響,洪澇旱災頻繁發生。隨著流域經濟的快速發展,人類活動影響加劇,近年來淮河水系河道行洪的不確定因素逐漸增多,社會對水文工作發展的需求明顯增加,洪水預警預報工作的重要性日益顯著,對水文測報能力的要求也越來越高。
2020年,淮河發生了流域性較大洪水,其中正陽關以上發生區域性大洪水,洪水防御中暴露出大江大河水文測報工作仍存在薄弱環節,造成預報王家壩站水文預報超保證水位出現時間和洪峰水位出現時間上存在一定誤差。通過復盤分析,除了極端的罕見雨型給洪水預報帶來難度以外,流域重要防洪區域水文監測仍有短板,在正陽關以上淮河一級支流河口處水文控制站點不足,淮河重點防洪區域關鍵節點無水文監測設施,影響了汛期關鍵時間點王家壩洪水預報。
2021年3月,李國英部長針對《2020年淮河王家壩水文站洪水預報復盤分析報告》批示:“此項工作很有必要。與實際洪水過程對比,找出洪水預報的不足與差距。樹立問題導向,并舉一反三,修訂洪水預報方案,完善水文監測站網,建設智慧流域防洪體系,實現預報、預警、預演、預案功能,為打贏流域防洪攻堅戰提供科學精準決策支持”。因此,在淮河水系重點防洪區域補充完善水文監測站點十分必要。
1.防洪現狀
2020年,淮河發生了流域性較大洪水,其中正陽關以上發生區域性大洪水;淮河干流潢川縣踅子集至江蘇盱眙河段全線超警戒水位,超警戒幅度0.96~2.89m,超警戒水位歷時2~28 天;王家壩至魯臺子河段超保證水位,超保證水位幅度0.18~0.6m,超保證水位歷時8~50 小時,潤河集至汪集河段、小柳巷河段水位創歷時新高;淮南支流潢河、白露河、史灌河發生超保證水位洪水,淮北支流洪汝河、沙潁河、懷洪新河、新濉河和入江水道發生超警戒水位洪水;淮河蚌埠以上啟用了蒙洼、姜唐湖等8 個行蓄洪區。流域洪水防御工作取得了良好的效果,但是在流域洪水預報工作復盤分析中仍然存在重點防洪區域監測空白,亟需補齊水文監測短板問題。
2.上游支流監測現狀
水位觀測設施:淮干上游支流河口處已建設水位觀測設施設備的有清水河、潤河、谷河、史灌河4 處,尚有浉河、竹竿河、寨河、潢河、白露河、閭河、洪河、沙潁河等8 處未建設。
自動測流系統:正陽關以上支流河口處均未布設自動測流系統。
支流河口上游水文站距離入河口較遠,對支流入河口實時水位流量監測存在空白,支流上游水文監測設施現狀見表1。

表1 正陽關以上支流上游水文監測設施現狀表
圍繞“完善水文監測站網”,為充分利用正陽關以上主要支流實時洪水信息,掌握河流水情、水勢,及時對預報進行實時修正,提高水情預測預報預警的及時性和準確性,淮委水文局在對主要支流現狀站點分布情況和測驗設施情況調研和現場查勘的基礎上,擬在沙潁河等淮河干流一級支流河口新建水位觀測設施、配置水文應急監測設備、安裝自動測流系統,對進一步提升正陽關以上區域水文監測工作效率,為淮河洪水預報與防御提供基礎支撐是非常必要的。
1.支撐洪水預報工作的需要
淮河流域極端的罕見雨型洪水預報本身存在難度,但此次洪水預報復盤分析仍暴露出水文監測存在短板,淮河正陽關以上一級支流河口處水文控制站點不足,難以獲取關鍵節點支流河口實時水情,導致了王家壩洪水預報關鍵期預報精度不足。2020年7月19日,已將上游支流白露河破堤、洪家灣圩可能破圩等情況進行分析研判,但由于缺乏白露河堤防、圩區水情實時監測信息,無法了解圩區進水實際情況,影響了洪水預報精度。因此,淮河上游重點防洪區域水文監測設施補充建設對流域水文預報工作是重要的基礎支撐。
2.流域下游防洪的基礎支撐
淮河是一條中部下沉式河流,易形成“關門淹”,上游山區洪水來勢兇猛,洪水易于在中下游聚集,且下游排洪較慢。汛期暴雨洪水頻繁,流量較大、持續時間較長,每年均會發生不同程度的洪澇災害。水文作為水利耳目,是防汛抗旱的重要信息,只有通過現代化的水文設施設備,準確、及時收集水文信息,全面監控河道水情、水勢,全面掌握未來雨水情實時變化趨勢,為防汛抗旱指揮部門提供重要的決策信息,才能為淮河流域中下游地區防汛抗旱、保安全提供基礎支撐,最大限度減少洪澇災害造成的損失。
3.淮河流域水文監測現代化的標志
隨著經濟社會的快速發展,基礎建設及防汛保障工作對水文監測數據的即時性要求越來越高,對水文預報、預警總體精度的要求不斷提高,當前的監測手段、監測頻次難以滿足現代化建設階段水文監測的時效性需求。淮河正陽關以上重點防洪區域水文監測預警設施,是完善淮河流域防汛測報基礎設施設備,提升水文監測工作效率的需要;同時,也是提升水文監測科技水平,實現水文現代化建設目標的需要。
通過梳理現狀情況,重點針對2020年洪水防御中暴露出的水文監測短板問題,選擇重點防洪區域正陽關以上淮河干流一級支流,補充河口處水文監測預警設施,包括建設水位觀測設施、配置水文巡測設備以及建設自動測流系統,以實時獲取水位、水勢、流量等信息,及時預警。本次對其中有建設需求的9 條支流(沙潁河、洪河、史灌河、閭河、白露河、潢河、寨河、竹竿河、浉河)進行建設。
水位觀測設施建設:建設沙潁河、洪河、閭河、白露河、潢河、寨河、竹竿河、浉河等8 條河流河口巡測斷面水位觀測設施,主要建設測驗河段基礎設施、建設水位觀測設施,根據測區劃分,配置走航式ADCP、無人船、電波流速儀、GNSS、全站儀等必備的水文測驗設備。8 處站點流量應急監測采用巡測的方式進行。
自動測流系統建設:目前河口處均未建設自動測流系統,史灌河河口站陳村(橋溝)站對淮河王家壩站水文預報影響較大,經過實地查勘,現場具備安裝自動測流系統的條件,為實時掌握水情,史灌河河口建設1 處自動測流系統,于陳村站上游60處跨河大橋上安裝10 個雷達波測流探頭,其中主槽6 個探頭,灘地4 個探頭,保障流量測驗高效經濟。
重點防洪區域水文監測設施建設已被納入《全國水文基礎設施建設“十四五”規劃》,主要內容是新建淮河干流正陽關以上沙潁河等9 條一級支流入河口建設水文監測預警設施,建設內容包括建設水位觀測設施、配置水文巡測設備、安裝雷達波自動測流系統。
淮河正陽關以上流域是重點防洪區域,規劃項目的實施一是完善了正陽關以上一級支流河口斷面水位觀測設施;二是提升了重點河流河口處自動測流能力,可以實時掌握正陽關以上主要支流水位和河道水勢情況,提高水文監測工作時效性,進一步提升重點防洪區域淮河正陽關以上水文監測預警能力,為洪水防御決策提供支撐■