干支流交匯區(qū)平原地帶洪水資源利用方式分析

中躍東源集團有限公司 李想

一、引言

洪水自古以來被人們稱為五害之一，五害之首水為最大。洪水被人們看成猛獸，防洪減災是人們興修水利的口號。近些年來，隨著社會經濟的發(fā)展，用水緊張與經濟發(fā)展的矛盾日益突出，人們對于洪水的態(tài)度發(fā)生了從“入海為安”到“洪水資源化”、從控制洪水向洪水管理的轉變。緩解水資源的供求緊張關系，如何能最大限度地利用過境的洪水成為研究的重點。洪水是具有挖掘潛力的水資源，而干支流交匯區(qū)段的洪水之間存在一定的水文補償關系，常分布于平原地帶，其儲水措施豐富，一般分布有大中型泡沼、濕地、平原水庫、蓄滯洪區(qū)等，針對這一特殊區(qū)域，如何最大限度地利用洪水資源，使白白流失的洪水成為流域內的可用水資源，成為解決干旱、促進地區(qū)良好可持續(xù)發(fā)展的關鍵。

目前，對于平原河流洪水資源的利用方式主要有以下幾種：（1）修建平原水庫及蓄滯洪區(qū)，將汛期洪水攔蓄下來，以豐補歉；（2）利用河道、閘壩配合，將水引入灌區(qū)、泡沼及濕地；（3）利用地下水回灌工程，將洪水轉換為可利用的地下水；（4）利用境內引水分洪工程，跨流域調水。總的來說，就是利用區(qū)域內點線面相互關聯(lián)的水系系統(tǒng)，將汛期洪水更多地攔蓄，以求區(qū)域內效益最大，風險及損失最小。

二、區(qū)域背景分析

白城市位于吉林省西北部，地處大興安嶺山脈東麓平原區(qū)，氣候屬溫帶大陸性季風氣候，特殊的地理環(huán)境形成了本地光照充足、降水變率大、旱多澇少的氣候特點，全市多年平均降雨量397.7mm，多年平均蒸發(fā)量1839.1mm，干旱造成生態(tài)環(huán)境惡化和缺水現(xiàn)象嚴重，白城市地處洮兒河的中下游平原地帶，上游的用水導致中下游的來水量嚴重不足，缺水十分嚴重，多年以來白城市對過境江河水量利用率很低[1]。因此，利用干支流交匯區(qū)段嫩江洪水是解決白城市水資源短缺的有效措施，并且具有可行性。通過科學合理調控洪水，既可以補充地下和地表水資源，改善河流和水庫天然淤積或沖刷狀況，延長堤防和水庫的使用壽命，還可以為濕地、灘地等輸送水沙，改善水生態(tài)環(huán)境，稀釋污水，提高受污水體的自凈能力，同時，對地區(qū)的農業(yè)灌溉、經濟發(fā)展具有重要作用。

三、洪水資源利用可行性分析

（一）徑流補償條件

據統(tǒng)計資料分析，洮兒河徑流量較小，嫩江水量充沛，有豐富的水量從月亮泡水庫旁通過，在地理位置上，月亮泡連接著嫩江與洮兒河，嫩江大水時能夠回灌月亮泡水庫。嫩江與洮兒河年徑流總量豐枯年份相似較多，但是33%以上的年份嫩江處于豐水而洮兒河水量平水或較枯。月徑流對比中，有超過46.7%的年份嫩江平水或豐水，而洮兒河較枯，對應月數(shù)也超過了37%。洮兒河的洪水歷時較短，嫩江的洪水歷時較長，而且嫩江洪峰一般在洮兒河洪峰過后到達月亮泡斷面，具有安全引蓄嫩江退水水量的可能。每年嫩江在洮兒河最后一次洪水后仍有豐沛水量通過，而此時洮兒河的流量較小。在充分了解汛期洪水規(guī)律的基礎上，通過洪水預報等手段及時掌握洪水情況，建立洪水資源利用規(guī)劃設計方案——預案制定——實時管理體系，衡量好取水與用水之間的平衡關系，充分利用汛期過境洪水資源。

（二）可利用蓄水體系

白城市所處平原地區(qū)有水庫、濕地、泡沼、蓄滯洪區(qū)和可儲存地下水的沖積扇地帶，為洪水資源的利用提供了條件。同時修建了很多分洪工程，適時進行引水和跨流域調水，可以充分利用洪水資源[1]。主要利用方式如圖1所示。

圖1 白城市洪水資源利用方式簡圖

白城市洪水資源利用潛力大，適時適量地調蓄洪水資源，將汛期的洪水資源分期考慮，利用水量平衡的原理，將來水和用水的量確定出來，利用動態(tài)規(guī)劃的原理建立洪水資源利用時間空間二維蓄量模型，達到效益最大、風險最小。

（三）利用方法分析

洪水資源利用是通過增加洪水蓄量與蓄滯時間，使其發(fā)揮水資源效益的洪水管理模式。對白城市洪水資源利用的可行性主要基于區(qū)域水量平衡與干支流水文補償特性進行分析。

區(qū)域水量供需平衡公式如下：

公式中∑Dw為區(qū)域總需水量；∑Pwg、∑Pws、∑Po分別為地下、地表與其他供水量；PT、PN、PP分別為洮兒河過境、嫩江引蓄供水量與白城市降水轉化供水量；S為白城市可蓄水總量。

由以上可知，增加洮兒河與嫩江的供水量有利于滿足區(qū)域內水資源需求，而充分利用區(qū)域蓄水空間增大S，有利于增加嫩江可引水量?；诤樗Y源利用思想，白城市洪水資源利用主要方式如下：

1.抓住時機引蓄嫩江客水資源

嫩江沿岸分布有一部分泡沼和濕地，在干支流交匯區(qū)區(qū)間，常常是靠洮兒河和嫩江兩方面來水調節(jié)互濟，如月亮泡水庫可以承接洮兒河和嫩江兩方面的來水，洮兒河豐水時，可以將多余的洪水排出，枯水時，可以在有利時機引蓄嫩江洪水資源，彌補洮兒河水資源的不足，尤其是洮兒河的洪峰一般超前于嫩江，可以在洮兒河洪峰過后，通過科學預測，安全有效地截蓄嫩江洪水資源，成本低、風險小、效益明顯[2]。

2.充分利用現(xiàn)有水利工程及其他蓄水空間

1993年至2010年的18年中，月亮泡汛末蓄到正常蓄水位的只有3年，而其他年份都沒有蓄到該水位，其他水庫的情況大多如此。應通過現(xiàn)有工程進行合理攔蓄，通過科學的防洪對策最大限度地攔蓄洪水[3]，改變防洪思路，將“控制洪水”向“洪水管理”轉變，由“單一抗旱”向“全面抗旱”轉變，對西部地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展極為重要。區(qū)域泡沼和濕地是許多珍稀野生動物的棲息場所，加強對濕地和泡沼的供水，不僅有利于農業(yè)高產和回補工業(yè)、生活所需地下水，而且對維護生態(tài)環(huán)境和維持生態(tài)平衡意義非凡。

四、洪水資源利用的實踐

2003年，白城市引嫩江洪水7億m3入月亮泡水庫、莫莫格濕地，實施了“引察濟向”，從察爾森水庫放水6600萬m3，為向海濕地補水。2004年，白城市抓住嫩江的春汛，為嫩江沿岸水庫、泡塘、濕地引蓄洪水3億m3。6月下旬從察爾森水庫向海濕地調水近1億m3，極大地緩解了保護區(qū)生態(tài)不斷惡化的狀況。2005年汛期，嫩江發(fā)生了較大的洪水，白城市在確保防洪安全的情況下，充分利用現(xiàn)有工程條件，科學調度，適時引蓄洪水近10億m3，使全市多年干涸及缺水的水庫、濕地和泡塘蓄上了水，同時也補充了地下水。從2003年至2008年，白城市共引蓄嫩江洮兒河洪水資源18.6億m3，相當于14個大型水庫的蓄水量。2013年汛期，白城市境內嫩江發(fā)生了二十年一遇的洪水，洮兒河發(fā)生了自1998年以來最大的洪水，白城市利用引洮分洪河道向向海水庫、泉眼泡、四海泡等水庫泡塘供水，共分流洮兒河洪水2.60億m3，在增加區(qū)域水資源量的同時，有效地減輕了月亮泡水庫的防洪壓力。通過計算，分洪蓄水使水庫水位下降0.93m。

五、風險效益分析

洪水不同于一般的水資源是因為洪水資源具有突發(fā)性、不確定性和風險性。利用這一非常規(guī)水資源，需要我們掌握很多地區(qū)性資料，對歷史洪水進行分析，了解洪水的形成過程。利用洪水這一非常規(guī)水資源，存在的最大的問題就是風險問題。洪水的發(fā)生具有不確定性，但是特定區(qū)域內洪水發(fā)生也具有特定的時間規(guī)律性，洪水集中并有規(guī)律地分布在夏季幾個月內，對洪水時間分布的分析有利于洪水資源利用的決策與風險分析。對洪水資源的利用，采用的措施不同或措施相同而力度不同都帶來不同的附加風險。因此，進行洪水帶來的風險與效益之間的分析，是今后洪水資源利用過程中需要平衡的問題[4]。

六、結論

（一）結論

平原地區(qū)的洪水資源利用在國內的研究尚處于理論分析階段，主要把握可利用的洪水資源量與利用的途徑，處理好蓄水與風險效益的關系。洪水資源利用應因地、因時制宜，豐平枯水年的調度原則應有所不同，干支流調度合理協(xié)調，且根據當年的洪水預報和事先制定的預案，結合監(jiān)測實情進行合理決策。因此，在河流的干支流交匯區(qū)，利用區(qū)域蓄水設施蓄滯支流過境洪水，并適時引蓄利用旁側干流洪水是洪水資源利用的有效方式。

（二）建議

洪水資源的利用應充分重視洪水預報和風險分析，也要重視水利工程的蓄水空間工程建設，提高洪水資源利用率。(1)充分利用現(xiàn)有水利工程及其他蓄水空間，并完善河庫連通系統(tǒng)；(2)提高水庫預報、調度水平，開展風險分析；(3)加強洪水資源化法規(guī)建設和管理