基于東苕溪流域洪水調(diào)度新的思維

江 輝，汪建江

(杭州市余杭區(qū)人民政府防汛防旱指揮部辦公室，杭州311100)

1 基本概況

東苕溪干流南苕溪發(fā)源于天目山南麓，流經(jīng)臨安、余杭與中苕溪、北苕溪匯合，始稱東苕溪。東苕溪流經(jīng)瓶窯至德清與苕溪導(dǎo)流港連接，至湖州與西苕溪匯合，向北流入太湖。干流全長(zhǎng)143 km，流域面積2 267 km2。瓶窯以上總集雨面積1 420 km2，苕溪水系源短流急，每逢汛期，山洪直下，水位猛漲，常有險(xiǎn)情，嚴(yán)重威脅苕溪兩岸人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。故苕溪兩岸筑有較高堤塘保護(hù)，特別是右岸的西險(xiǎn)大塘，更是省會(huì)杭州及杭嘉湖地區(qū)廣大人民生命財(cái)產(chǎn)和萬(wàn)頃良田的防洪屏障。

流域內(nèi)南苕溪上游建有大型水庫(kù)1座(青山水庫(kù))中型水庫(kù)1座(里畈水庫(kù))，支流中、北苕溪上游各建有中型水庫(kù)1座(水濤莊水庫(kù)及四嶺水庫(kù))。經(jīng)過整修加固后的西險(xiǎn)大塘防洪能力也已達(dá)到100 a一遇，并且在中游改造完成了南湖、北湖滯洪區(qū)，同時(shí)建立了潘板、張堰、上南湖、長(zhǎng)樂、永建等非常滯洪區(qū)，改建了一大批沿塘涵閘，對(duì)下游的導(dǎo)流港進(jìn)行了開挖疏浚，初步形成了攔、滯、御、導(dǎo)、排一系列較為完整的防洪體系。

2 探索思路

東苕溪流域由于具有保護(hù)范圍廣、水系復(fù)雜、工程眾多、地形多變等特點(diǎn)，歷來(lái)是浙江省防洪調(diào)度的重點(diǎn)和難點(diǎn)。從近年來(lái)的防洪工作實(shí)踐來(lái)看，東苕溪流域的防汛防洪工作仍然不輕松，還存在一些深層次的問題，下面就此談幾點(diǎn)體會(huì)。

2.1 治水理念亟待更新

我們今天的治水理念與20 a之前并沒有根本性的轉(zhuǎn)變。“一場(chǎng)洪水——建設(shè)新防洪工程——更大的洪水——建更高的防洪工程”，人們一直在人與洪水競(jìng)爭(zhēng)的怪圈里循環(huán)。我們要盡快從這個(gè)怪圈里跳出來(lái)，要對(duì)洪水及治水理念有一個(gè)新的認(rèn)識(shí)。

首先，洪水是一種自然現(xiàn)象，正是因?yàn)槿祟惖幕顒?dòng)，壓縮了洪水的空間。其次，洪水對(duì)于人類的生存是必需的。地球生態(tài)系統(tǒng)得以維持，正是由于洪水、臺(tái)風(fēng)、地震、火山噴發(fā)等“自然災(zāi)害”的緣故，如果沒有這些自然現(xiàn)象，那么世界生態(tài)平衡也被破壞。再次，雖然目前人類社會(huì)的科技水平已經(jīng)到了非常發(fā)達(dá)的時(shí)代，但是在自然界面前，人類始終是渺小的，我們不可能完全戰(zhàn)勝或控制洪水，只能是通過一些積極的措施來(lái)盡量規(guī)避洪水給人類帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。由此可見，洪水并不是人類的敵人，而是人類的朋友，我們不能把洪水稱為“洪魔”。

正確認(rèn)識(shí)了洪水之后，接下來(lái)就是我們要采取怎樣的治水理念。當(dāng)前我們的治水理念是“兵來(lái)將擋，水來(lái)土掩”，這樣我們不斷地建設(shè)防洪工程，可以說，只要有洪水威脅就有防洪工程。但是建設(shè)了防洪工程之后，我們卻面臨了新的問題:

1)很多防洪工程建成后往往達(dá)不到預(yù)期的效果，因?yàn)樗枰渌こ膛c之配套才能發(fā)揮效益。例如杭州西險(xiǎn)大塘按照百年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，但是實(shí)際上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能發(fā)揮百年一遇的防洪作用。

2)工程與工程之間的作用相應(yīng)制約或抵消，從而整體防洪能力無(wú)法提高。比如水庫(kù)工程經(jīng)過大壩除險(xiǎn)加固可以進(jìn)行大流量調(diào)洪，但是下游河道就會(huì)吃不消;河道疏浚工程減輕了上游的防洪壓力，但同時(shí)卻給下游增加了壓力。

3)越來(lái)越龐大的工程體系給工程管理和運(yùn)行維護(hù)造成很大難度，管理和運(yùn)行成本高起，公共財(cái)政壓力很大。

4)大規(guī)模的防洪工程多少會(huì)對(duì)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成不良影響，這種影響往往是無(wú)法估量和不可逆轉(zhuǎn)的。

國(guó)內(nèi)外的防洪實(shí)踐證明，防洪工程建設(shè)到一定程度，就無(wú)法再發(fā)揮明顯的效益。從東苕溪流域的整體來(lái)看，防洪工程建設(shè)已接近這種程度，一味地以建設(shè)防洪工程來(lái)防洪已不是最好的辦法了。城市化、工業(yè)化快速發(fā)展的今天我們?cè)鯓臃篮?關(guān)鍵是要轉(zhuǎn)變治水理念，即從“抗御洪水”轉(zhuǎn)變?yōu)椤肮芾砗樗保瑥摹肮こ趟鞭D(zhuǎn)變?yōu)椤吧鷳B(tài)水利”。

2.2 實(shí)施可調(diào)控的洪水管理模式

既然洪水是人類的朋友，我們就要試著和洪水和諧相處，實(shí)施“洪水管理”，這個(gè)管理模式的基本思想就是:首先把洪水作為一種資源來(lái)管理。在現(xiàn)有的工程基礎(chǔ)上，減少大規(guī)模的防洪工程建設(shè)。其次，根據(jù)東苕溪洪水的特點(diǎn)，劃定不同等級(jí)的淹沒區(qū)。沒有洪水時(shí)，淹沒區(qū)照常生產(chǎn)和生活。洪水來(lái)臨時(shí)，根據(jù)洪水大小及時(shí)撤離相應(yīng)淹沒區(qū)內(nèi)的人員和重要設(shè)施。第三要建立完善的洪水補(bǔ)償機(jī)制。淹沒區(qū)使用后，對(duì)有關(guān)群眾或單位進(jìn)行足夠的補(bǔ)償。

這種防洪模式具有以下3個(gè)優(yōu)點(diǎn):

1)防洪工作得到簡(jiǎn)化，淹沒區(qū)以外的地區(qū)防洪壓力大為減輕。不必像現(xiàn)在這樣全民防洪、全線防洪，充分體現(xiàn)了“以人為本、人水和諧”的思想。

2)防洪成本大大節(jié)約。為了說明這一點(diǎn)，我們來(lái)做一下簡(jiǎn)單測(cè)算，以余杭區(qū)為例:①每年投入到防洪建設(shè)上的省市區(qū)鎮(zhèn)各級(jí)經(jīng)費(fèi)不會(huì)少于1億元，20 a為20億。如果采用新的防洪模式，建設(shè)資金至少可以減少一半。②如果20 a內(nèi)發(fā)生一次20 a一遇的洪水，直接經(jīng)濟(jì)損失約為5億元(1996年“6.30”洪水經(jīng)濟(jì)損失7.2億元，1999年“6.30”洪水經(jīng)濟(jì)損失7.86億元)。③如果用洪水管理的模式進(jìn)行防洪，20 a一遇淹沒區(qū)補(bǔ)償?shù)馁M(fèi)用約為2億元(按2萬(wàn)人每人1萬(wàn)元估算)，淹沒區(qū)外的其它損失約3億元。由此可見，20 a一遇洪水的防洪成本，按照常規(guī)模式為25億元，按照洪水管理的模式只需15億元。

3)由于我們把一些低洼或者防洪能力比較低的地方規(guī)劃為淹沒區(qū)，因此防洪搶險(xiǎn)的工作量大為減少，從而也節(jié)約了社會(huì)資金。

雖然目前劃定的滯洪區(qū)和非常滯洪區(qū)，已經(jīng)體現(xiàn)了洪水管理防洪模式的思想，但是由于沒有落實(shí)完善的淹沒補(bǔ)償機(jī)制，實(shí)際上是很難操作的。

2.3 進(jìn)一步發(fā)揮大中型水庫(kù)在洪水調(diào)度中的作用

在東苕溪流域的防洪工作中(可能也不僅僅在東苕溪流域)有兩個(gè)“不相稱現(xiàn)象”，一直令我們尷尬:①降雨量與河道水位不相稱，低標(biāo)準(zhǔn)降水造成高標(biāo)準(zhǔn)水位。例如在1999“6.30”洪水中，流域最大3 d降雨量為191.7 mm，不到10 a一遇標(biāo)準(zhǔn)，而瓶窯站水位達(dá)到7.34米(吳淞基面高程，下同)，為20 a一遇標(biāo)準(zhǔn)。②防洪能力與防洪工程不相稱。東苕溪流域的大中型水庫(kù)和西險(xiǎn)大塘的防洪標(biāo)準(zhǔn)都在100 a一遇以上，流域內(nèi)的其它防洪工程也基本上在20 a一遇標(biāo)準(zhǔn)以上，但是當(dāng)東苕溪流域遇到20 a一遇洪水時(shí)防洪壓力卻仍然很大，以至于不得不付出相當(dāng)大的代價(jià)來(lái)化解洪水的壓力，這與普遍達(dá)到50 a一遇甚至100 a一遇的防洪工程體系是不相稱的。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因，我們通常以“防洪工程發(fā)展的速度跟不上社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度，人類社會(huì)的發(fā)展壓縮了洪水的空間”來(lái)解釋，這個(gè)說法固然沒有錯(cuò)，但真正的問題并不在人類的經(jīng)濟(jì)發(fā)展上，也不在防洪工程本身，而在于非工程體系上。

水庫(kù)調(diào)度是防洪調(diào)度的第一步也是最關(guān)鍵的一步，直接關(guān)系到整個(gè)流域防洪調(diào)度的成功與否。水庫(kù)放不放水、放多少流量、什么時(shí)候放、放多長(zhǎng)時(shí)間，這些因素都會(huì)影響整個(gè)流域的防洪，而其它工程(如河道閘站、蓄滯洪區(qū)等)就相對(duì)單調(diào)。因此東苕溪流域的洪水調(diào)度實(shí)際上就是3座水庫(kù)的調(diào)度。但是，當(dāng)前我們?cè)谡{(diào)度東苕溪洪水特別是中小洪水時(shí)難度很大，調(diào)洪方式方法上存在著一些問題。

對(duì)于東苕溪中小洪水而言，目前常用的“三明治調(diào)度法”(洪水前水庫(kù)預(yù)泄打底，自然洪水為中間層，水庫(kù)再次預(yù)泄為蓋面)存在很大弊端，從某種意義上講它增加了防洪調(diào)度的風(fēng)險(xiǎn)。在防洪的前期階段對(duì)水庫(kù)及時(shí)預(yù)泄是十分必要的，但問題是現(xiàn)在的調(diào)度方法沒有把握好預(yù)泄的時(shí)機(jī)，造成中小洪水時(shí)的被動(dòng)局面。為避免預(yù)泄水與自然洪水重疊，應(yīng)該拉開預(yù)泄的時(shí)間，也就是說洪水前的預(yù)泄應(yīng)再提高，洪水開始之后的預(yù)泄應(yīng)再推遲。根據(jù)這個(gè)原理，可以得到一種新的調(diào)洪方法——分塊調(diào)洪法。其基本思路是:①在一次洪水調(diào)度中，把東苕溪流域的水庫(kù)控制的區(qū)域和沒有控制的區(qū)域分為上下兩個(gè)調(diào)洪區(qū)塊，上部為732.6 km2，下部為687.4 km2。②洪水前期，三大水庫(kù)攔蓄，等待下部區(qū)域的洪水洪峰通過瓶窯站(一般為暴雨中心出現(xiàn)后的3～6 h)。③測(cè)得第一次洪峰流量，摸清洪水底線。然后各大水庫(kù)根據(jù)瓶窯站的安全泄量進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)。④特使情況，如果下部洪水洪峰直接超過瓶窯站安全泄量，則按照大洪水的調(diào)度原則進(jìn)行調(diào)度，確保水庫(kù)安全。

一場(chǎng)流域性的洪水不可能一下子就是超過20 a一遇的大洪水，前期一般都是小洪水，然后隨著降雨過程的拉長(zhǎng)而逐漸演變?yōu)榇蠛樗Ｋ栽诤樗捌诎凑招『樗乃枷雭?lái)調(diào)洪是可行的。但是如果后期真的是大洪水，這樣的調(diào)度會(huì)對(duì)它有什么影響呢?我們可以說是不會(huì)有影響的，因?yàn)橐环矫妗叭髦巍钡牡谌龑宇A(yù)泄只是推遲了幾個(gè)小時(shí)而已，并不是死板地不放水。另一方面，等下游洪峰通過之后，水庫(kù)可以進(jìn)行更大流量的下泄，為后期洪水作準(zhǔn)備。

從歷次主要洪水的調(diào)洪過程來(lái)看，其實(shí)洪水前期預(yù)測(cè)的水量(“三明治”的第一層)對(duì)于水庫(kù)來(lái)說都是比較小的，它對(duì)水庫(kù)的調(diào)洪作用也是有限的。現(xiàn)在我們來(lái)做一下預(yù)泄估算:青山水庫(kù)以150 m3/s預(yù)泄8 h;水濤莊水庫(kù)和四嶺水庫(kù)均以40 m3/s預(yù)泄8 h，這樣青山水庫(kù)預(yù)泄432萬(wàn)m3，水濤莊水庫(kù)和四嶺水庫(kù)各為115萬(wàn)m3。不難計(jì)算出，這點(diǎn)水量在水庫(kù)高水位時(shí)的影響≤20 cm，但是這點(diǎn)水量對(duì)于下游河道的影響將是2～3 m。為什么在中小洪水時(shí)會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)意想不到的緊張局面，就是由于水庫(kù)預(yù)泄時(shí)機(jī)不佳，水量沒有與自然洪水錯(cuò)層而造成的。

“分塊調(diào)洪法”的最大特點(diǎn)是:在中小洪水中，有效地防止洪水“三明治“現(xiàn)象，使控制性水庫(kù)更充分地發(fā)揮了防洪效益，對(duì)調(diào)度20 a一遇以上的大洪水帶來(lái)一定的啟示。

3 結(jié)語(yǔ)

東苕溪流域范圍廣、水系特殊、工況復(fù)雜，流域洪水調(diào)度存在不少難點(diǎn)，只有注重防洪工程體系的優(yōu)化調(diào)度研究，認(rèn)真分析與協(xié)調(diào)好區(qū)域間基于洪水風(fēng)險(xiǎn)的利害關(guān)系與矛盾，加強(qiáng)水雨情信息采集、洪水預(yù)報(bào)、調(diào)度方案模擬、調(diào)度成果預(yù)測(cè)評(píng)估等綜合建設(shè)，充分發(fā)揮大中型水庫(kù)的洪水調(diào)度作用，使各工程緊密配合，協(xié)同作戰(zhàn)，才能更好地做好東苕溪流域防洪調(diào)度工作。

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