基于東苕溪流域洪水調度新的思維

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流港連接，至湖州與西苕溪匯合，向北流入太湖。干流全長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，常有險情，嚴重威脅苕溪兩岸人民的生命財產(chǎn)安全。故苕溪兩岸筑有較高堤塘保護，特別是右岸的西險大塘，更是省會杭州及杭嘉湖地區(qū)廣大人民生命財產(chǎn)和萬頃良田的防洪屏障。

流域內南苕溪上游建有大型水庫1座(青山水庫)中型水庫1座(里畈水庫)，支流中、北苕溪上游各建有中型水庫1座(水濤莊水庫及四嶺水庫)。經(jīng)過整修加固后的西險大塘防洪能力也已達到100 a一遇，并且在中游改造完成了南湖、北湖滯洪區(qū)，同時建立了潘板、張堰、上南湖、長樂、永建等非常滯洪區(qū)，改建了一大批沿塘涵閘，對下游的導流港進行了開挖疏浚，初步形成了攔、滯、御、導、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范圍廣、水系復雜、工程眾多、地形多變等特點，歷來是浙江省防洪調度的重點和難點。從近年來的防洪工作實踐來看，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，下面就此談幾點體會。

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變。“一場洪水——建設新防洪工程——更大的洪水——建更高的防洪工程”，人們一直在人與洪水競爭的怪圈里循環(huán)。我們要盡快從這個怪圈里跳出來，要對洪水及治水理念有一個新的認識。

首先，洪水是一種自然現(xiàn)象，正是因為人類的活動，壓縮了洪水的空間。其次，洪水對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、臺風、地震、火山噴發(fā)等“自然災害”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，雖然目前人類社會的科技水平已經(jīng)到了非常發(fā)達的時代，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盡量規(guī)避洪水給人類帶來的風險。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”。

正確認識了洪水之后，接下來就是我們要采取怎樣的治水理念。當前我們的治水理念是“兵來將擋，水來土掩”，這樣我們不斷地建設防洪工程，可以說，只要有洪水威脅就有防洪工程。但是建設了防洪工程之后，我們卻面臨了新的問題:

1)很多防洪工程建成后往往達不到預期的效果，因為它需要其它工程與之配套才能發(fā)揮效益。例如杭州西險大塘按照百年一遇的防洪標準建設，但是實際上遠遠不能發(fā)揮百年一遇的防洪作用。

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

3)越來越龐大的工程體系給工程管理和運行維護造成很大難度，管理和運行成本高起，公共財政壓力很大。

4)大規(guī)模的防洪工程多少會對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成不良影響，這種影響往往是無法估量和不可逆轉的。

國內外的防洪實踐證明，防洪工程建設到一定程度，就無法再發(fā)揮明顯的效益。從東苕溪流域的整體來看，防洪工程建設已接近這種程度，一味地以建設防洪工程來防洪已不是最好的辦法了。城市化、工業(yè)化快速發(fā)展的今天我們怎樣防洪?關鍵是要轉變治水理念，即從“抗御洪水”轉變?yōu)椤肮芾砗樗保瑥摹肮こ趟鞭D變?yōu)椤吧鷳B(tài)水利”。

2.2 實施可調控的洪水管理模式

既然洪水是人類的朋友，我們就要試著和洪水和諧相處，實施“洪水管理”，這個管理模式的基本思想就是:首先把洪水作為一種資源來管理。在現(xiàn)有的工程基礎上，減少大規(guī)模的防洪工程建設。其次，根據(jù)東苕溪洪水的特點，劃定不同等級的淹沒區(qū)。沒有洪水時，淹沒區(qū)照常生產(chǎn)和生活。洪水來臨時，根據(jù)洪水大小及時撤離相應淹沒區(qū)內的人員和重要設施。第三要建立完善的洪水補償機制。淹沒區(qū)使用后，對有關群眾或單位進行足夠的補償。

這種防洪模式具有以下3個優(yōu)點:

1)防洪工作得到簡化，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，我們來做一下簡單測算，以余杭區(qū)為例:①每年投入到防洪建設上的省市區(qū)鎮(zhèn)各級經(jīng)費不會少于1億元，20 a為20億。如果采用新的防洪模式，建設資金至少可以減少一半。②如果20 a內發(fā)生一次20 a一遇的洪水，直接經(jīng)濟損失約為5億元(1996年“6.30”洪水經(jīng)濟損失7.2億元，1999年“6.30”洪水經(jīng)濟損失7.86億元)。③如果用洪水管理的模式進行防洪，20 a一遇淹沒區(qū)補償?shù)馁M用約為2億元(按2萬人每人1萬元估算)，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)，因此防洪搶險的工作量大為減少，從而也節(jié)約了社會資金。

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，但是由于沒有落實完善的淹沒補償機制，實際上是很難操作的。

2.3 進一步發(fā)揮大中型水庫在洪水調度中的作用

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“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，低標準降水造成高標準水位。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一遇標準，而瓶窯站水位達到7.34米(吳淞基面高程，下同)，為20 a一遇標準。②防洪能力與防洪工程不相稱。東苕溪流域的大中型水庫和西險大塘的防洪標準都在100 a一遇以上，流域內的其它防洪工程也基本上在20 a一遇標準以上，但是當東苕溪流域遇到20 a一遇洪水時防洪壓力卻仍然很大，以至于不得不付出相當大的代價來化解洪水的壓力，這與普遍達到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經(jīng)濟發(fā)展的速度，人類社會的發(fā)展壓縮了洪水的空間”來解釋，這個說法固然沒有錯，但真正的問題并不在人類的經(jīng)濟發(fā)展上，也不在防洪工程本身，而在于非工程體系上。

水庫調度是防洪調度的第一步也是最關鍵的一步，直接關系到整個流域防洪調度的成功與否。水庫放不放水、放多少流量、什么時候放、放多長時間，這些因素都會影響整個流域的防洪，而其它工程(如河道閘站、蓄滯洪區(qū)等)就相對單調。因此東苕溪流域的洪水調度實際上就是3座水庫的調度。但是，當前我們在調度東苕溪洪水特別是中小洪水時難度很大，調洪方式方法上存在著一些問題。

對于東苕溪中小洪水而言，目前常用的“三明治調度法”(洪水前水庫預泄打底，自然洪水為中間層，水庫再次預泄為蓋面)存在很大弊端，從某種意義上講它增加了防洪調度的風險。在防洪的前期階段對水庫及時預泄是十分必要的，但問題是現(xiàn)在的調度方法沒有把握好預泄的時機，造成中小洪水時的被動局面。為避免預泄水與自然洪水重疊，應該拉開預泄的時間，也就是說洪水前的預泄應再提高，洪水開始之后的預泄應再推遲。根據(jù)這個原理，可以得到一種新的調洪方法——分塊調洪法。其基本思路是:①在一次洪水調度中，把東苕溪流域的水庫控制的區(qū)域和沒有控制的區(qū)域分為上下兩個調洪區(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測得第一次洪峰流量，摸清洪水底線。然后各大水庫根據(jù)瓶窯站的安全泄量進行補償調節(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，則按照大洪水的調度原則進行調度，確保水庫安全。

一場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而逐漸演變?yōu)榇蠛樗Ｋ栽诤樗捌诎凑招『樗乃枷雭碚{洪是可行的。但是如果后期真的是大洪水，這樣的調度會對它有什么影響呢?我們可以說是不會有影響的，因為一方面“三明治”的第三層預泄只是推遲了幾個小時而已，并不是死板地不放水。另一方面，等下游洪峰通過之后，水庫可以進行更大流量的下泄，為后期洪水作準備。

從歷次主要洪水的調洪過程來看，其實洪水前期預測的水量(“三明治”的第一層)對于水庫來說都是比較小的，它對水庫的調洪作用也是有限的。現(xiàn)在我們來做一下預泄估算:青山水庫以150 m3/s預泄8 h;水濤莊水庫和四嶺水庫均以40 m3/s預泄8 h，這樣青山水庫預泄432萬m3，水濤莊水庫和四嶺水庫各為115萬m3。不難計算出，這點水量在水庫高水位時的影響≤20 cm，但是這點水量對于下游河道的影響將是2～3 m。為什么在中小洪水時會經(jīng)常出現(xiàn)意想不到的緊張局面，就是由于水庫預泄時機不佳，水量沒有與自然洪水錯層而造成的。

“分塊調洪法”的最大特點是:在中小洪水中，有效地防止洪水“三明治“現(xiàn)象，使控制性水庫更充分地發(fā)揮了防洪效益，對調度20 a一遇以上的大洪水帶來一定的啟示。

3 結語

東苕溪流域范圍廣、水系特殊、工況復雜，流域洪水調度存在不少難點，只有注重防洪工程體系的優(yōu)化調度研究，認真分析與協(xié)調好區(qū)域間基于洪水風險的利害關系與矛盾，加強水雨情信息采集、洪水預報、調度方案模擬、調度成果預測評估等綜合建設，充分發(fā)揮大中型水庫的洪水調度作用，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度工作。

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