潮白河（北京段）洪水資源化調度思考

張 輝，李 琳

（1.北京市水資源調度管理事務中心，北京 100038；2.北京市潮白河管理處，北京 101300）

中共中央、國務院于2023 年5 月25 日印發了《國家水網建設規劃綱要》，《綱要》中提出要以流域為單元構建由水庫、河道、堤防、閘壩、調水工程、蓄滯洪區以及預警系統組成的現代化防洪工程體系，進一步增強洪澇災害防御能力，最大程度減少災害損失，實現洪水資源最大化利用[1]；同時，要求在北方缺水地區依托跨流域調水工程，建設完善省級水網，提高水資源調配能力和供水保障程度，推進洪水資源化利用[2]。北京水利基礎設施較為完善，但是水資源極度匱乏，全面提升水網系統性、協同性和水資源調配能力意義重大。如何促進洪水資源化利用，實現洪水資源的精細化管理，是北京面臨的一個重要課題。

1 潮白河流域現狀

1.1 流域基本情況

潮白河是海河流域的重要河流，發源于燕山山脈，流域面積19 345 km2，山區面積占16 810 km2，平原面積占2 544 km2。潮白河是北京的第二大河，干流在北京市內長83 km[3]。潮白河上游有潮、白2 大支流，2 河交匯于密云區河槽村，后稱潮白河。潮白河經密云、懷柔、順義、通州4個區，然后從市界牛牧屯引水出境，成為潮白新河，最終于天津北塘入海，總長超過200 km[4]。20世紀中葉，密云、懷柔等大中型水庫的建成，為保障沿河兩岸人民群眾的生命財產安全和城區供水安全作出了巨大貢獻。潮白河在北京范圍內堤防總長221 km，干流堤防131 km，在北京境內主河道上共計11座攔河閘壩。

1.2 流域洪水資源可利用調度分析

潮白河流域屬大陸季風性氣候，降水量主要集中在6—9 月，7—8 月降雨尤其集中，暴雨主要集中在“七下八上”（7 月下旬至8 月上旬）。汛期多年平均降水量為380 mm（密云水庫建成以后1960—2023年期間）。洪水是一種特殊的資源，具有水能資源量大、破壞性強、時效短的特點，如果能夠合理利用，必然會帶來巨大的社會效益和經濟效益。新中國成立以來，北京在洪水治理上取得顯著成績，在潮白河流域建有大（1）型水庫密云水庫和大（2）型水庫懷柔水庫，總庫容超過45 億m3，2015 年南水北調來水調入密云水庫調蓄工程建成通水后，潮白河流域水資源在北京主城區、懷柔水庫、密云水庫間實現了雙向水資源聯合調度。洪水實現資源化利用的重要基礎，就是要通過修建水利工程來攔蓄洪水、調度洪水[5]，增加蓄水量、供水量，使洪水從災害轉化為可利用的資源，顯然潮白河流域具備將洪水災害變為洪水資源的有利條件。

1.3 流域主要水利工程概況

1.3.1 密云水庫簡介

密云水庫1960年建成，控制流域面積15 788 km2，總庫容43.75 億m3，設計水位157.5 m，校核水位158.5 m，正常蓄水位157.5 m，汛期限制水位152.0 m，死水位126.0 m；防洪庫容9.27億m3，調洪庫容11.08億m3，興利庫容35.45億m3，死庫容4.19億m3[2]。

1.3.2 懷柔水庫及京密引水渠簡介

懷柔水庫始建于1958年，控制流域面積525 km2，總庫容1.44 億m3，設計洪水位64.16 m，校核洪水位67.73 m，正常蓄水位62.0 m，汛期限制水位58.0 m，死水位126.0 m；防洪庫容1.05 億m3，興利庫容0.65 億m3，死庫容0.085 億m3[6]。京密引水渠全長110 km，途經密云、懷柔、順義、昌平、海淀5 區，懷柔水庫以上到密云水庫輸水能力為70 m3/s，以下到城區為40 m3/s。

1.3.3 南水北調來水調入密云水庫調蓄工程簡介

該工程2015 年建成通水，從團成湖調節池取水，通過京密引水渠反向輸水至懷柔水庫、密云水庫，并為密云、懷柔、順義等水源地補水，每年最大可調水5億m3。該工程的建成不但增加了首都水資源的戰略儲備，同時也完善了潮白河流域水網建設，實現了潮白河流域蓄泄結合、系統完備、安全可靠、集約高效、多水聯調的功能。

2 潮白河流域洪水資源化調度存在的問題

洪水資源化是把洪水作為一種資源進行管理、調配、開發、利用的過程。在傳統上，大家將洪水視為災害，它給人們帶來生命和財產的威脅和損失。洪水資源化就是通過合理的技術手段、工程措施、管理方式，將洪水所蘊含的水資源進行充分開發利用、變害為利的過程。2023 年7 月31 日，海河全流域持續降雨過程超過3 d，平均降雨量達155.3 mm，其中北京地區持續83 h 面降雨量達到331 mm，這是近50 a以來海河流域最大的洪水。這次洪水主要發生在永定河流域，雖然有關部門進行了有效應對，但還是造成了北京和河北多地嚴重內澇，財產損失巨大，這也反映出海河流域在防洪減災體系中存在的問題。

（1）洪水預報、預警、預演和預案四方面的能力不足。其中，預測預報還存在短板，通過常用的預報手段例如氣象衛星、雷達、水文站、雨量站難以第一時間準確預判洪水情況，不利于對洪水資源化提前做好準備；超標準洪水氣象預警、地質災害預警以及洪水預警等方面的能力相對不足，準確性也有待提高。這些因素對及時應對緊急情況和進行洪水資源精確調度產生了一定的影響。

（2）永定河、潮白河山區段源短流急、洪量集中，流量大、流速快，洪水攔蓄能力不足，洪水資源化調度的基礎建設還有欠缺。

（3）河道流通不暢。河道淤積導致河道斷面變小，加之河道中的水草、莊稼、樹木造成河道狹窄，加劇了洪水的泛濫程度，不利于洪水資源的有效管理。

（4）蓄滯洪區功能不夠完善，導致洪水期間無法有效削減進入下游河道的洪峰流量，增加了下游地區的洪澇風險，也不利于洪水變害為利。

3 洪水災害轉化為洪水資源的對策和措施

海河流域的防洪原則是“上蓄、中疏、下排、適當地滯”，北京根據自己的特點確定了“上蓄、中疏、下排、有效蓄滯雨洪”的防洪標準[7]，按照流域為單位進行整體規劃，統籌考慮上下游、左右岸、干支流的關系，充分發揮水庫、堤防、閘壩等防洪工程的綜合作用，進行有序的洪水資源管理和調度[8]。從海河“23·7”流域性特大洪水看潮白河流域，要實現洪水最大化資源利用應深入做好以下幾個方面工作。

3.1 增強水庫調蓄洪水能力的科學性、前瞻性

密云水庫和懷柔水庫都屬于潮白河水系，其中密云水庫規模遠大于懷柔水庫，因此在該水系中占據主導地位[9]。2 座水庫在防洪和水利方面有密切聯系，因為它們上游的流域相鄰、洪水到來的時間也相近。然而，盡管有這樣的聯系，2 座水庫的洪水預案卻相對獨立，在洪水防御策略方面還沒有做到統籌規劃。由此可見，要提升洪水資源化調度能力，首先，要提升水庫功能，優化調度機制[10]。密云水庫和懷柔水庫均已建成運行超過60 a，需要對水庫進行安全鑒定和除險加固，提升完善2 座水庫功能。通過除險加固工程，可以提升水庫的安全性、穩定性和持久性，增強水庫、河道攔蓄總量，提高調蓄和科學利用洪水資源能力。其次，要完善潮白河流域水資源調度方案。針對地域的季節降雨特性和分布規律，合理確定水庫不同時期的防洪庫容，在確保防洪安全的基礎上，綜合風險分析和效益評價，科學提高密云水庫、懷柔水庫汛限水位，優化水庫防洪與興利庫容。再次，要密切關注預測預報信息，進一步研究合理的水庫防洪蓄水實時調度方式，可通過新建水庫及河道攔河閘等工程措施對現有水庫進行增容，增加水利工程的蓄調能力，實現安全有效的汛期蓄水。最后，要建立蓄滯洪區洪水資源實際利用率的評價指標。例如，建立洪水管理模型、水生態環境評價模型等，為蓄滯洪區水資源利用的規劃和設計提供精準的數據支持，增強水利工程調蓄洪水能力的科學性、前瞻性，為優化蓄滯洪區的管理和發展提供科學依據。同時，建立合理的評價指標也有助于不斷改進蓄滯洪區的管理和運行，提高洪水資源的利用效率和綜合效益。

3.2 建設流域洪水轉資源的工程體系

潮白河流域要實現洪水資源化，在運用調度好現有水利工程調蓄洪水外，還必須建立制定洪水轉資源策略，建設高效轉化利用洪水資源的工程體系，這個體系包括：①建立完善的洪水預警系統。暴雨在短時間內降雨強度大，水位迅速上漲，常常具有突發性，這對防洪信息及時收集造成了嚴重影響，這可能導致密云水庫和懷柔水庫的水情信息不對稱。要通過氣象、水文監測等手段，提前預警可能發生的洪水情況，包括洪水的發生時間、范圍和強度等信息，為后續的洪水轉資源工作提供準確的數據支持。②完善洪水調度管理系統。結合洪水的實時監測和預警信息，采取合理的水庫蓄水調度、河道排澇調度等措施，降低洪水對下游地區的影響，減輕洪災風險。③編制洪水資源化利用規劃。制定洪水資源化利用的規劃方案，包括確定潛在的洪水資源化利用項目，例如建設洪水調蓄湖、洪水生態濕地等，以及制定洪水資源化利用的技術和管理標準。④加大洪水資源化利用設施建設。利用建設的洪水資源化利用項目進行灌溉、供水、生態保護等，實現洪水資源的可持續利用。⑤加強洪水資源化管理和運營。建立洪水資源化利用的管理體系，包括洪水資源化利用的監測、調度和運營管理，確保洪水資源的合理利用和保障下游地區的安全。

3.3 建設流域水網工程體系

目前，潮白河流域計劃開展全流域的綜合治理與生態修復工程，以此為契機可以通過完善工程體系建設實現洪水資源的統一管理。通過完善的水網提升各項水利工程的協同作用，提高防洪效率，減少洪災損失，保障洪水資源的合理利用。潮白河流域水網工程體系建設可以采取以下措施：①統一規劃設計。在水網工程體系中，統一規劃設計各水利工程，包括水庫、堤防、河道等，合理布局和興建各項工程，以便更好地調控和管理洪水資源。②聯合調度運行。水網工程體系中的各水利工程可以進行聯合調度運行，根據洪水情況進行協調運行，實現洪水資源的統一管理和調控，最大限度地減輕洪災損失。③水情信息共享。水網工程體系中各水利工程之間可以實現水情信息的共享，及時準確地交換水情數據，為統一管理洪水資源提供科學依據。④跨區域協作。水網工程體系涉及多個地區，可建立跨區域的協作機制，共同制定洪水資源統一管理的方針政策，加強協作配合，形成統一管理體系。⑤建立統一管理機構。在水網工程體系中可以建立統一的管理機構，負責統一管理和調度各項水利工程，制定統一的洪水資源管理方案，提高資源利用效率。綜合性“水網”體系的建設，可實現洪水資源的科學統一調度，讓洪水資源“為我所用”。

3.4 健全洪水資源化調度的法規體系

北京應在一些大河，例如永定河、潮白河等流域建立流域洪水資源化的法規和制度體系：①制定流域內洪水資源調度相關法律法規和標準，明確洪水預警與應急管理、洪水損害評估與賠償、洪水治理與調控等方面的內容。建立洪水資源化法規和制度體系能夠在洪水發生時有效管理洪水災害，并將洪水轉化為可利用的資源。通過完善法律法規和制度，可以逐步實現潮白河流域洪水資源化調度的規范化和法制化，并不斷優化和改進洪水調度工作，為提高潮白河流域洪水資源的有效利用提供法治保障。②制定運行和管理規范。確立洪水轉資源工程的建設、管理和運營要求，加強對工程體系的監督和檢查，確保工程安全和有效運行；建立完善的監測系統，實時監測蓄滯洪區和河道的水位和降雨情況；定期對水庫、堤壩、泵站等設施進行維護和檢查；建立健全的應急預案，明確各部門的職責和行動方案。③加強蓄滯洪區以及河道的水行政執法力度。提高執法效能和水資源保護意識，嚴懲阻礙行洪、影響水資源調度的違法行為，確保防洪安全和水資源調度安全。

4 結語

潮白河是北京的第二大河流，在北京的防汛安全、供水保障中發揮著重要作用，如何開發利用好潮白河流域洪水資源，不僅有利于防御洪澇災害，還可以有效提高北京水資源利用率，緩解北京這個特大城市水資源極度緊缺的現狀。潮白河流域水利基礎設施完備、功能齊全，通過開展洪水轉資源工程相關的科學研究和技術創新，推動工程體系的不斷完善和優化；通過加強洪水資源化領域人才培養，提升工程體系的管理和運行水平；通過統籌防洪和供水，綜合運用系統理論、信息化手段以及工程措施，實現洪水有效管理，最終實現洪水資源合理配置。北京這個極度缺水的特大城市理應在洪水資源化利用方面走在全國的前列。