水庫及其下游河道洪水管理控制問題與應(yīng)用分析

【摘要】人類為了做到對洪水的有效防控，采取了在河道上游區(qū)域建造水壩的方式，通過此方式在上游地區(qū)蓄水，可以有效調(diào)節(jié)進入下游的水流量，從而實現(xiàn)防洪的目的。水壩建造后會在水壩的上游不遠處形成一座水庫，依靠這座水庫可以做到汛期儲水、旱期放水，不僅防止洪水肆虐，還能預(yù)防連續(xù)干旱對流域造成損失。廣東省的防洪形勢雖然越來越好，但依然不夠樂觀。為了更加有效地做好防汛工作，可以采取定期定量泄水、補償調(diào)節(jié)泄水和錯峰調(diào)洪的方式，而為了充分利用水壩在防洪中的作用，則可以采取確定防洪限制水位和高水位的方法。

【關(guān)鍵詞】水庫；下游河道；洪水；控制；應(yīng)用

人類文明幾乎都發(fā)源于河流或湖泊這樣的淡水體系附近，說明人類的生存和發(fā)展都離不開淡水。雖然定居河流附近在取水和交通上都能獲得巨大便利，但風(fēng)險也隨之相伴，而居住在河流附近所面臨的最大風(fēng)險就是洪水。古埃及文明發(fā)源于尼羅河流域，但因尼羅河每年兩次的汛情導(dǎo)致埃及人必須定期撤離到距河岸很遠的地方，等待洪水退去后才能重返家園，這無疑給當?shù)氐纳a(chǎn)生活帶來了極大的負面影響。洪水的成因很簡單，無非就是由于暴雨、冰川消融、風(fēng)暴潮等自然因素引發(fā)。洪水通常來勢兇猛，如果沒有提前預(yù)警，受到直接沖擊的人群基本難以生還；而即使能夠提前做好準備，也會在洪水的襲擊中損失大量財產(chǎn)，因此，防洪工作就顯得特別重要。

一、洪水災(zāi)害的影響

隨著人口的不斷增長，對環(huán)境的破壞也日益嚴重，由此帶來的一系列極端現(xiàn)象也越來越頻繁的上演。近年來，廣東省江門市境內(nèi)，大量的土地和人口受到過洪水的嚴重影響，而由于洪水造成的損失則超過億元，具體的數(shù)據(jù)參見下表：

根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可以看出來，從1997年至1999年的三年時間里，江門市洪災(zāi)直接影響的人數(shù)、臨時疏散的人數(shù)以及造成的財產(chǎn)損失是比較痛心的。

洪災(zāi)在我國也是比較泛濫的，我國也因此成為世界上受洪災(zāi)影響最為嚴重的國家之一，防洪是我國要面對的艱巨任務(wù)，尤其是對于江門市來說。據(jù)統(tǒng)計，在1949年之前，江門市得到考證的洪災(zāi)就達70多次，1949年后因開始修建大量的水利設(shè)施，江門市洪災(zāi)的數(shù)量和規(guī)模都在顯著下降，但這樣的成果離高枕無憂還差的遠。

二、我國防洪工作的現(xiàn)狀

（一） 流域防洪標準低

我國的大型河流例如黃河、長江、漢江等對于抵御小規(guī)模的洪水基本沒有什么問題，可一旦遇到大規(guī)模的洪水就會顯得力不從心甚至迅速崩潰，比如1998年的那場特大洪水，其規(guī)模超過百年一遇，造成了建國以來最嚴重的人員傷亡和財產(chǎn)損失。大型河流尚且如此，小型河流就幾乎沒有辦法抵御洪水的沖擊，照此看來，江門市河流的防洪標準也應(yīng)是比較低的。另外，江門市位于西江與支流蓬江的交匯處，一旦發(fā)生特大規(guī)模的洪災(zāi)，后果不堪設(shè)想。

（二） 城市防洪標準低

江門市面積已達9000多平方公里，人口已超過400萬，其中56%的人口一旦遇到洪災(zāi)必然立即受到?jīng)_擊，而能夠達到防洪最高要求的岸堤只有幾公里，大約占比37%。目前，我國的30個重點防洪城市當中并沒有把江門市包含在內(nèi)，如遇五十年一遇的洪災(zāi)，江門市的防洪體系會瞬間崩潰，即使只是十年一遇的洪水，也會對江門市的防洪體系造成嚴重破壞。

（三） 河道行洪能力弱

在經(jīng)濟飛速增長的大環(huán)境下，人們開始變得只重視城市本身的光鮮亮麗，而忽視了防洪措施。盲目地填湖阻河和大規(guī)模地砍伐森林對河道的行洪能力會造成極大的削弱，失去了湖泊的輔助，河流本身的行洪能力會大打折扣，而大面積的水土流失則會造成河床抬高，變相的增長了水位，更加削弱了河流抵御洪水的能力。

（四） 蓄洪區(qū)發(fā)展過快

當前，我國主要依靠岸堤和水壩防洪，但它們對于洪水的抵御能力依然較弱，所以能否有效運用分蓄洪區(qū)仍然是防洪避災(zāi)的重要組成部分。廣東省為了降低洪災(zāi)對江門市的破壞，在潭江的水壩下游設(shè)立了很多分蓄洪區(qū)，這些地區(qū)本不應(yīng)快速發(fā)展經(jīng)濟，但如今這些分蓄洪區(qū)的人口和基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)逐漸形成規(guī)模，如果還按照當初的設(shè)計往這一區(qū)域泄洪可能也會造成巨大的損失，這樣一來就為分洪工作帶來了不小的困難。

（五） 防洪工作不到位

防洪除了加強基礎(chǔ)建設(shè)以外，對洪峰的預(yù)測也是非常重要的，因此，做好氣象預(yù)報工作對于預(yù)防洪災(zāi)能起到一定的幫助。另外，合理的防洪、分洪規(guī)劃也亟待加強，加快新分蓄洪區(qū)的選定以及加大建造水壩和岸堤的力度刻不容緩。雖然經(jīng)歷了1998年的特大洪災(zāi)，但隨著大量水利工程的建成以及自然氣候恢復(fù)正常，廣東省又放松了對洪水的警惕性，為了盡可能地保障人民的生命財產(chǎn)安全，防洪意識絲毫也不能放松。

三、水庫及其下游河道對于防洪的貢獻

水庫是以攔截洪蓄水和調(diào)節(jié)水流為目的的水利工程，它是人類改造自然的杰作，對河道下游的防洪工作起到至關(guān)重要的作用，依靠它在防洪過程中的決定性作用，水庫成為了應(yīng)用最為廣泛的水利工程。水庫根據(jù)其在防洪時起到的作用可以分為兩種類型——蓄洪水庫和滯洪水庫。廣東省比較著名的蓄洪水庫有新豐江水庫、溪流河水庫等，通過開關(guān)閘門，這種水庫能夠任意控制進入下游的水流量；而滯洪水庫的原理是使得汛期的洪水不能順利的通過水壩到達下游，而是會從泄水口流失一部分水量。就兩種水庫的實用性來說，蓄洪水庫的作用會更大，因為它能大量、長時間的攔截大規(guī)模的洪水，然后以正常的水流量向下游傾瀉。

四、水庫及其下游河道控制洪水的應(yīng)用分析

（一） 固定泄量泄水

這種方式適用于下游有防洪任務(wù)的水庫，當水壩距離需要防洪的河段較近并且水壩上游河段內(nèi)洪水規(guī)模較小時可以采用此方法。固定泄量指的是水庫按照下游的防洪標準水位進行泄洪調(diào)控，使下泄后河面不超過下游的防洪標準。這種泄洪方法比較簡單，比較適用于水壩距離下游防洪河段較近的情況，所以對于在小型河流上建設(shè)的小型水壩來說，運用這種方法會比較高效。但是現(xiàn)在國內(nèi)有很多大型的水壩，它們基本上要控制整條江河的下游區(qū)域，影響范圍巨大，對于這種水壩來說，采用固定泄量的方式泄水就顯得不能滿足防洪要求，因此這種水壩就不能采取固定泄量泄水的方法。

（二） 補償調(diào)節(jié)泄水

針對那些控制著廣泛流域的水壩來說，不僅要重視整體的防洪情況，對于小范圍內(nèi)的洪水也應(yīng)該予以足夠的重視，因此，補償調(diào)節(jié)泄水的方法就是這種水壩最好的選擇。如果洪水不足以超過下游的防洪刻度線時，水庫可以根據(jù)上游區(qū)域的洪水流量來控制泄水的流量，目的是使泄至下游的水流量加上上游洪水流量的總和不會超過防洪控制區(qū)域的安全泄量。值得注意的是，只有在保證水壩泄下的水流在泄水集流形成之前到達防洪控制區(qū)域這一條件的前提下，才能進行補償調(diào)節(jié)式的防洪泄水，否則就不能獲得相關(guān)信息以確定從水壩泄下的水流量的不同大小相對應(yīng)的流向信息。

（三） 錯峰調(diào)洪

雖然固定泄量和補償調(diào)節(jié)泄水的方法有著很多的優(yōu)勢，但畢竟還是在一種比較理想化的情況下才能實施的，這兩種方法受到的限制條件較多，如果在防洪泄水時對精度的要求很高，就不能采用以上兩種泄洪方式，因為必須考慮下游河段的洪水峰值和洪峰出現(xiàn)時間點的誤差。采用錯峰調(diào)洪的方式可以精確控制下游洪峰的時間和水位，它的基本方法是水庫在泄水時，根據(jù)河段洪峰的流量可能出現(xiàn)的時間點，按更小的流量泄水，這樣可以有效避免下游河道的總水量超過防洪規(guī)定的安全水位。如果采用錯峰調(diào)洪的方式，就必須準確計算下游現(xiàn)有水量和防洪標準水量的差距，根據(jù)不斷變化的情況調(diào)整泄洪的水量。一般情況下，泄洪時可以依據(jù)下游河段的防洪規(guī)定，根據(jù)現(xiàn)有水量來確定水庫最高可以放出的水量。當汛期狀況不具備補償調(diào)節(jié)條件時，就必須采用錯峰調(diào)洪的方法實施防洪措施。錯峰調(diào)洪對操作人員的經(jīng)驗要求很高，但是本身是比較安全可靠的。

（四） 防洪限制水位和高水位的確定

防洪限制水位是水庫正常儲水的最高水位，在調(diào)洪時作為水庫的初始水位計算，在確定防洪限制水位時要注意的是，如果未到汛期或汛期已過，應(yīng)該嚴格控制水庫的水位絕對不可以超過防洪限制水位，否則就難以應(yīng)付汛期到來時巨大的水流量。

五、結(jié)語

水乃生命之源，水利工程是民生大計，當我們?yōu)榱烁憷厝∷瓦\輸選擇在河流邊建立聚居地的同時，就好對洪水的侵襲做好充分的思想準備。如今，處于流域上的城市很多都發(fā)展迅速，人口密集，一旦受到洪水攻擊將造成難以想象的恐怖后果，因此，加強防洪安全的建設(shè)和預(yù)警工作是水利部門必須優(yōu)先重視的目標。

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