宋 剛 勇,田 偉
(1.重慶市水利局 水文與水旱災害防御處,重慶 401147; 2.重慶市水旱災害防御中心,重慶 401147)
黨中央、國務院高度重視防汛救災工作。習近平總書記提出了“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”治水思路,以及“兩個堅持、三個轉變”防災減災救災新理念,為當前和今后一個時期防汛救災工作指明了方向。針對今年南方地區連續出現嚴重暴雨洪災,習近平總書記多次對防汛救災工作作出重要指示,要求堅持人民至上、生命至上,統籌做好疫情防控和防汛救災工作。在水利部、長江委的堅強領導和精心指導下,重慶市堅持人民至上、生命至上,強化監測預報預警,科學精細調度水工程,有力防御了重慶長江、嘉陵江“20·8”罕見洪水和綦江、涪江超標洪水,全市未亡一人、未潰一堤一壩,最大程度降低了災害風險,有力保障了人民生命財產安全,取得了防汛救災工作的重大勝利。水工程調度在重慶“20·8”洪水防御中發揮了極其重要的作用。
重慶市位于長江上游、三峽庫區,幅員面積8.24萬km2,轄38個區縣(自治縣)、3個開發區,常住人口3 124萬。境內地形崎嶇、地貌復雜、坡陡谷深、河流縱橫、水系發達。多年平均降雨量1 184 mm,大致呈東多西少分布,區域性暴雨頻繁。以長江及其重要支流嘉陵江、烏江為主干河流,長江兩岸次級河流發育,主要有大寧河、梅溪河、小江、磨刀溪等。長江自西南從永川區入境,往東北從巫山縣出境,境內河段長683.8 km。境內涉及長江流域岷沱江水系、嘉陵江水系、長江上游干流區、烏江水系、洞庭湖水系、漢江水系共6個水系。全市境內流域面積50 km2以上河流510條,100 km2以上河流274條,1 000 km2以上的河流有42條;跨省(市)界河流163條,其中長江、嘉陵江、烏江、渠江、涪江、瓊江、大寧河、御臨河等均為重要的入境河流,眾多城區處于上述入境河流下游,防汛壓力十分巨大。重慶市洪澇災害主要有以下特點:① 過境洪水頻發。重慶市處于長江上游段,嘉陵江、烏江、涪江、渠江等江河末端,受川西峨嵋山、川北鹿頭山和大巴山南麓三大暴雨中心影響,除渝北區外的38個區縣政府所在地均坐落在江河之濱,幾乎年年受江河洪水威脅,過境洪水頻發且防御難度大。② 山洪災害易發。由于局地強降雨頻繁發生,中小河流洪水頻發,全市山洪災害重點防治區總面積3.15萬km2,占整個防治區面積的38.1%,約200萬人常年受山洪威脅。眾多鄉鎮、村莊依山而建,突發山洪時容易進水淹沒。
2020年,重慶氣候特殊多變,呈現入汛偏早、氣溫偏高、雨水偏多、洪水量級偏大、洪澇災害偏重等“五偏”特點。
(1) 雨情。區域暴雨過程多,暴雨強度大。截至9月底,全市平均降雨1 097.1 mm,較去年同期偏多近3成,較常年同期偏多近2成,其中2020年7月降雨量為有氣象記錄以來同期最多。所有區縣遭受暴雨襲擊,先后發生12場區域暴雨天氣過程,是多年同期(6.3場)的近兩倍。最大日降雨量318.5 mm(酉陽縣龍潭鎮官償村),最大小時雨量101.5 mm(武隆區桐梓鎮繁榮村)。
(2) 汛情。① 大江大河洪水齊發,峰高量大。2020年長江、嘉陵江、烏江分別發生5次、2次、1次編號洪水,發生超警以上水位3條26站次,其中超保證水位2條12站次。長江、嘉陵江發生歷史罕見洪水,出現了復式漲水過程,特別是“20·8”過境洪水,長江5號洪水、嘉陵江2號洪水疊加,長江寸灘站出現洪峰水位191.62 m,超保證水位8.12 m,比“81·7”洪水洪峰水位高0.21 m,為1939年建站以來最高位洪水,是2020年上游最大的洪水過程,對重慶市嘉陵江流域全境及寸灘以上長江干流影響較大。② 中小河流漲水頻繁,超警超保數量多。212條1 987次出現不同程度漲水過程,比去年同期多7.5成,比常年同期多1.1倍。發生超警以上洪水64條167次,是去年同期的5.4倍,是常年同期的6倍;其中超保35條56次,是去年同期的4.3倍,是常年同期的5.1倍。6月22日綦江五岔站發生1940年建站以來最大洪水,為2020年重慶首發50 a一遇超標洪水;8月17日涪江小河壩站發生約30 a一遇超標洪水。
(3) 險情。2020年,全市重要江河堤防、重要水庫(水電站)未出現重大險情,洪澇災情較常年和去年偏重,防范應對及時到位,災險情總體平穩可控。暴雨洪災共造成39個區縣345.84萬人受災,緊急轉移安置近50萬人,農作物受災面積12.35萬hm2,水利設施損失40.62億元,分別為近5 a同期均值的2.06倍、1.75倍、1.47倍、3.87倍,分別為去年同期的2.03倍、3.01倍、1.6倍、8.34倍。主要是因為長江“20·8”過境洪水對重慶市影響較大,期間共轉移安置近31.2萬人,致使全市受災人口、轉移安置人數、農作物受災面積、水利設施損失較去年和近5 a同期偏高。
2020年,重慶市主要河流經歷多次洪峰過境,連續出現超警超保水位,防汛救災形勢十分嚴峻。8月中旬,受上游四川省持續強降雨及來水影響,長江形成2020年第5號洪水,嘉陵江形成2020年第2號洪水。上游水庫共攔蓄洪水超60億m3,降低寸灘水文站水位3 m左右。同時,還原計算表明在不開展洪水調度的情況下,寸灘站洪峰流量約為87 500 m3/s,大于1981年“81·7”洪水洪峰流量85 700 m3/s,重現期約為90 a;最大7 d洪量約為398億m3,重現期超過100 a。依據實測洪水資料以及還原計算后寸灘站洪峰流量、最大7 d洪量的重現期等綜合研判,長江上游發生了罕見特大洪水。主要有3個特點:
(1) 峰高量大。8月10~18日,長江上游岷江、沱江、涪江和嘉陵江干流出現暴雨到大暴雨,罕見的持續強降雨導致四川多地暴發洪水,岷江、沱江、嘉陵江發生超警戒水位洪水,涪江發生超保證水位洪水,長江上游來水迅速增加,導致此次洪水峰高量大。受上述來水影響,長江寸灘站出現洪峰水位191.62 m,超保證水位8.12 m,比“81·7”洪水洪峰水位高0.21 m,為1905年以來最高位洪水,洪峰流量74 600 m3/s,重現期接近20 a,為三峽水庫建庫以來最大入庫流量。
(2) 前后疊加。8月16日13:00,嘉陵江2號洪水正式形成;8月17日14:00,長江5號洪水形成。由于此前的長江4號洪水、嘉陵江1號洪水剛于8月14日通過重慶主城中心城區,重慶長江、嘉陵江河道底水較高,從上一輪洪水退至警戒線下至新一輪洪水超警,僅間隔約13 h。重慶遭遇十分罕見的長江、嘉陵江洪水前后疊加。寸灘、磁器口、菜園壩長時間保持高水位運行,分別超保證89,99,91 h,創最高記錄。
(3) 多流匯集。2020年8月中旬,四川連降暴雨,導致沱江、涪江、青衣江、大渡河、嘉陵江干支流等32條江河出現超警超保水位,岷江發生超歷史洪水。上游多條河流發生較大洪水,陸續向下游傳導,并在重慶匯聚,導致長江、嘉陵江江水猛漲,對主城都市區造成較大影響,沿江15個區受災嚴重,中心城區磁器口、菜園壩、南濱路等低洼地帶進水被淹。
防洪調度是運用防洪工程或防洪系統中的設施,有計劃地控制調節洪水,以避免下游防洪區的洪災損失,其主要目的是減免洪水危害[1-3]。水工程防洪調度在水旱災害防御中有著舉足輕重的作用,是水旱災害防御工作的核心。重慶市在“20·8”洪水防御調度中,有以下亮點和經驗。
(1) 早謀快動,打實防汛救災“預備戰”。汛前即按“81·7”洪水標準開展防御。為避免水利工程“帶病上崗”,全市水利部門提前布置,推進防汛安全“三個責任人”“三個重點環節”落實落地;會同應急、氣象、水文等部門開展趨勢預測會商,建立汛期月會商制度,臨汛加密會商;完善水庫汛期調度運用計劃、防洪應急預案和江河、城市超標洪水防御預案,組織開展長江、嘉陵江等超標準洪水防御調度演練;采取管護單位自查、鄉鎮檢查、區縣抽查、市級督查“四級聯動”方式,開展汛前安全檢查。
(2) 精確測報,打準防汛救災“情報戰”。運用大數據智能化手段,整合長江委、市、區縣三級水文信息平臺,實現水雨情信息互聯互通共享。本輪洪水過程中,嚴密監測長江、嘉陵江、涪江等水情發展變化,強化與長江委水文上游局聯合會商,持續滾動監測預報重點部位水情,先后發布43期重要水情專報,提前9 d預報出本輪洪水,提前15 h發出寸灘水文站超保預報,于2020年8月18日11:00升級發布長江、涪江洪水橙色預警和嘉陵江洪水黃色預警,同日14:00將洪水防御應急響應由Ⅱ級升級為Ⅰ級,為沿江區縣黨委政府部署工作和沿江單位、群眾轉移避險及時提供決策依據。
(3) 科學調度,打好防汛救災“主動戰”。通過與長江委、長江委水文上游局和四川省水利廳會商協調,啟動多輪次水庫群聯合調度。請示水利部、長江委向三峽水庫發出8道調度令,將三峽水庫出庫流量從34 000 m3/s增至49 400 m3/s,以減輕三峽庫區重慶境內淹沒影響范圍;請示水利部、長江委向長江上游向家壩、溪洛渡等8座水庫發出14道調度令,減少洪峰期間上游來水量;提前調度境內草街水庫加大下泄流量,為嘉陵江2號洪水過境騰庫;協調四川省向嘉陵江亭子口、武都等5座水庫發出11道調度令,調配嘉陵江匯入長江的流量和時間,降低多流域洪峰疊加效應。本次長江、嘉陵江上游水庫群攔蓄洪水超60億m3,削減長江寸灘站洪峰流量13 500 m3/s,削峰率超過15%,降低長江重慶河段洪峰水位約3 m,降低嘉陵江重慶河段洪峰水位約2.3 m,重慶沿江減少轉移約30萬人。
(4) 全力應對,打贏防汛救災“攻堅戰”。全市升級啟動洪水防御Ⅰ級應急響應后,市水利局“聞汛而動、聞令而行”, 派出8名局領導帶隊巡回督導、16個工作組蹲點指導,將市級調度決策和現場調度實情有機結合,指導潼南、銅梁、合川、沙坪壩、渝中、南岸、江津等區積極應對,開展工程加固、安全巡查、隱患排查,利用洪水風險圖成果提前有序轉移31.2萬受威脅區群眾,未死亡一人,取得防汛救災階段性勝利。
重慶雖建成各類水利工程22.68萬處,但境內綦江、涪江、渠江、瓊江等重要河流沒有防洪控制性工程,中小河流缺乏具有調峰能力的水利工程。部分防洪薄弱點治理成本高、難度大;38個區縣級城市中有8座城市防洪未達標,839個鄉鎮所在地中有345個防洪未達標,城市防洪問題日趨突出,主城中心城區臨江低洼地帶極易遭受洪澇災害。
信息采集系統還不完善,部分中小河流沒有水文(位)站、雨量站,部分水位站、雨量站的信息數據還依靠人工測報,自動化程度較低,影響信息采集準確性;水利工程監控系統不完善,目前還有部分水利工程沒有建成視頻監控系統,而且數據監控來源于多個單位,缺乏統一的監控和預警平臺;信息處理能力較弱,目前信息中心機房存放的數據較少,只有部分水文數據(實時水雨情、旱情)、公文數據和部分水利工程基礎數據,其余數據存放于各應用系統中,數據不完整且比較分散,沒有統一整合到一個平臺上,影響防洪調度決策效率。
水工程調度涉及防洪、供水和發電、航運、生態等方面,工程管理主體包括水利、電力和交通等多個部門。調度中首先要確保防洪安全,同時也要兼顧各方利益訴求,協調難度大,調度機制有待健全。雖然近幾年全市在探索研究多庫聯合調度機制,但由于受技術能力限制,加之調度的綜合性、復雜性,目前仍需進一步完善提高。調度方案預案體系還不完善,部分防洪薄弱環節、區域的預案還不夠精、不夠深,相關單位沒有及時針對新出現的病險、水雨情變化、防洪任務變化等情況制定針對性、操作性強的預案。
水工程防洪調度,不僅關系到水工程效益的發揮, 同時直接關系到廣大人民生命財產的安全和國民經濟的發展[4]。科學合理地調度,可以解決防洪與興利的矛盾,既保障人民生命財產安全,保護水庫工程安全,又對洪水起調蓄作用,削減洪峰,減小水庫下游的損失。筆者認為,在傳統防洪調度原則的基礎上,還應把握好以下關鍵環節。
完善的水工程體系是防洪調度的物質基礎。遵循“兩個堅持、三個轉變”的防災減災新理念,按照“消隱患、強弱項”的思路,工程措施和非工程措施相結合,加快完善防洪工程體系。續建渝西水資源配置工程、跳蹬水庫等工程,適時開工藻渡水庫、向陽水庫等一批重點水源工程;實施防洪護岸及其提升工程,提升洪災防御能力,續建重慶市長江干流防洪護岸綜合整治工程(二期),推進重慶市長江干流防洪護岸綜合整治工程(三期)前期論證,加快長江干流防洪治理;以保護城市和重要鄉鎮為重點,加快實施嘉陵江、烏江、涪江等3 000 km2及以上重要支流防洪治理,依托流域防洪工程體系,加快重點防洪城鎮達標建設,切實保障人民群眾生命財產安全。
水雨情監測預警是水工程調度必不可少的基礎支撐。結合防洪薄弱點區域和集鎮分布,查漏補缺,加快重慶主城區“兩江四岸”水文站網建設,完善長江、嘉陵江沿線防汛專用站網體系,加密中小河流水文監測網絡,足額落實水文監測站點人員編制,提高水文監測自動化、智能化水平,實現全過程、全維度實時監控,逐步完成預報調度一體化。加強水文監測、預警預報、洪水風險圖等非工程措施的投入力度,通過非工程措施提高主城區洪水應對能力;開展兩江相互頂托情況下預報方法研究,加大對重慶主城區防洪形勢與對策研究的力度;基于大數據挖掘的長江上游主要干支流河道傳播規律研究,分析長江上游流域主要干支流洪水傳播規律,得到上游河道分級傳播時間,為重慶市境內大江大河洪水預報提供支撐。
編制跨省河流聯合調度預案,完善水工程調度運用計劃,加強調度方案、預案演練。建立洪旱、水資源、水生態預警指標和評價體系。完善水庫、重要江河預警斷面洪水預報及調度方案。推進與四川、貴州、湖南、湖北和陜西的河流水庫水雨工情信息共享和聯合調度工作。
按照習近平總書記防災減災新思路、新理念,防洪調度要堅持生命至上、人民至上,首先保障人民生命安全;立足減輕災害損失,將保護重要城市、重要設施放在重要位置;要堅持防護區的洪災總損失最小,樹立全局意識、大局意識,統籌兼顧上下游、干支流、左右岸和不同地區之間的利益,找準調度平衡點;樹立執政為民的政治擔當,提早監測,及時會商,果斷決策,通過科學調度,將大洪水變為小洪水,將大損失變為小損失,盡最大努力減小洪水對人民群眾生產、生活的影響。
說 明
本文2020年水文要素的統計分析源自報汛數據。