渠江流域“7.11”暴雨洪水特性分析及防洪對策研究

蔣大成，牟倫武

(四川省達(dá)州水文水資源勘測中心，四川 達(dá)州，635000)

1 引言

1.1 渠江流域概況

渠江流域位于四川、陜西和重慶三省(市)交界地帶，四川盆地東北部，是嘉陵江下游左岸最大一級支流。主源南江發(fā)源于大巴山南麓南江縣映水壩，經(jīng)南江、巴中，于平昌左納通江，至渠縣三匯鎮(zhèn)納州河，經(jīng)渠縣、廣安，至合川渠江咀匯入嘉陵江。渠江水系發(fā)育，呈向心扇形分布，流域面積39220km2(其中四川境內(nèi)流域面積34151km2)，約占嘉陵江全流域面積24.5%，河道全長671km，總落差1487m。

流域?qū)贊駶檨啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，多年平均降水量在1070.7mm～1243.4mm之間，在地區(qū)分布上，降水量具有隨高程增加而增大的特點(diǎn)，上游米倉山-大巴山形成局部降水高值區(qū)，流域單站最大24h降水通江河口雨量站為528.6mm(2010年7月16日)。流域洪水發(fā)生時(shí)間與暴雨季節(jié)一致，一般在5-10月出現(xiàn)，大洪水以7-9月多見，具有峰高量大、漲落率大、過程尖瘦、歷時(shí)不長(一般為3d～5d)、水位變幅大等特點(diǎn)。

1.2 渠江“7.11”洪水概述

2021年汛期受暴雨影響，渠江流域相繼發(fā)生了“7.11”、“8.08”、“8.29”、“9.05”、“9.19”等多場次洪水，其中最大洪水過程為渠江“7.11”洪水，洪水重現(xiàn)期達(dá)20年一遇，為渠江首個(gè)編號洪水，也是近10年來達(dá)州市人民政府首次啟動(dòng)I級防汛應(yīng)急響應(yīng)的洪水，依據(jù)水文部門提供的預(yù)警預(yù)報(bào)信息，開展提前緊急避險(xiǎn)轉(zhuǎn)移群眾，無人傷亡，最大程度地減少了洪水災(zāi)害損失。

“7.11”洪水呈現(xiàn)暴雨覆蓋面積廣、強(qiáng)度大、暴雨移動(dòng)方向與洪水演進(jìn)方向一致、洪水量級大、淹沒損失大等特點(diǎn)，研究該場次暴雨洪水成因和特征，梳理流域防洪存在的薄弱環(huán)節(jié)并提出對策建議，對今后加強(qiáng)渠江流域防洪工作具有重要的指導(dǎo)意義。

2 暴雨洪水成因、洪水特征及洪災(zāi)特點(diǎn)

2.1 暴雨洪水成因及特點(diǎn)

2.1.1 暴雨成因

2021年7月初，西太平洋副熱帶高壓西伸北抬，高壓邊緣水汽充沛，受高空低槽和低層暖濕氣流共同影響，7月9日至11日渠江流域自西北向東北相繼發(fā)生了大暴雨到特大暴雨天氣過程。

2.1.2 降雨過程

降雨過程大致分兩個(gè)階段：第一階段暴雨中心在渠江巴河流域，主要集中在7月9日8時(shí)至10日20時(shí)，巴中市發(fā)生暴雨到大暴雨過程。第二階段暴雨中心在渠江州河流域，主要集中在10日19時(shí)至11日6時(shí)，暴雨中心由巴中市移動(dòng)到達(dá)州市，達(dá)州市轄區(qū)為降大到暴雨、局部大暴雨過程。

暴雨中心隨時(shí)間推移呈現(xiàn)明顯的由西北向東南移動(dòng)，降水過程與洪水演進(jìn)過程基本一致。

圖1 降雨與洪水過程對應(yīng)

2.1.3 暴雨特征

(1)暴雨范圍廣：渠江流域三匯站以上集水面積31092km2，2021年7月9日至11日過程雨量200mm～300mm的暴雨籠罩面積1348km2；過程雨量100mm～200mm的暴雨籠罩面積達(dá)28651km2，占全流域92%。

(2)強(qiáng)度大：統(tǒng)計(jì)渠江流域514處雨量站，累計(jì)過程雨量在50mm～100mm有176站次，100mm～200mm的有174站次，200mm以上的有25站次。最大1h雨量為達(dá)川區(qū)木子鄉(xiāng)站78.5mm(11日4～5時(shí))；最大日雨量為10日達(dá)川區(qū)罐子鄉(xiāng)站257.0mm。

2.2 洪水成因及特征

2.2.1 洪水過程

受降雨影響，9日23時(shí)渠江支流巴河風(fēng)灘站洪水起漲，水位289.66m，相應(yīng)流量201m3/s，隨著降雨持續(xù)加大，巴河水位持續(xù)上漲；10日20時(shí)巴中轄區(qū)雨勢減弱，至11日4時(shí)50分，風(fēng)灘站出現(xiàn)洪峰水位301.12m(超警戒水位0.92m)，洪峰流量21800m3/s。

10日19時(shí)暴雨中心由巴中市進(jìn)入達(dá)州市轄區(qū)，州河干支流洪水普漲，11日9時(shí)30分，州河羅江站出現(xiàn)洪峰水位282.37m，洪峰流量4410m3/s。因巴河流域降水早、流程長，州河流域降水滯后、流程短，引起洪水遭遇，形成2021年渠江干流首個(gè)編號洪水，11日16時(shí)30分渠江三匯站出現(xiàn)洪峰水位263.65m，超保證水位2.51m，洪峰流量23700m3/s。

圖2 渠江三匯站“20210711”洪水過程線

2.2.2 洪水特征

(1)洪水峰高量大。本次洪水過程渠江流域有15站超警戒水位、11站超保證水位，其中碧溪站、通江站、元沱站發(fā)生建站以來最大洪水。渠江控制站三匯站11日16時(shí)30分出現(xiàn)洪峰流量23700m3/s，洪水重現(xiàn)期達(dá)20年一遇，也是渠江2011年“9.18”洪水以來近10年最大洪水。

(2)洪水變幅大。渠江支流大通江碧溪站10日18時(shí)29分洪峰流量7260m3/s，最高水位22.55m，洪水變幅達(dá)18.34m，重現(xiàn)期40年一遇，為1958年建站以來最大洪水；渠江三匯站洪水變幅達(dá)17.90m。

(3)洪水組成特征明顯。渠江洪水以巴河為主、州河為輔，本次洪水巴河來水占比達(dá)74%，州河來水及區(qū)間占比為26%，巴河為渠江干流洪水的主要來源，加之巴河與州河洪水在洪峰附近遭遇，洪水量級增大。

圖3 渠江干流洪水組成貢獻(xiàn)比例

2.3 洪災(zāi)情況及應(yīng)對措施

2.3.1 洪災(zāi)情況

“7.11”暴雨洪災(zāi)造成巴中市、達(dá)州市及廣安市多個(gè)縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)低洼地帶進(jìn)水，共造成1039020人受災(zāi)，緊急避險(xiǎn)轉(zhuǎn)移86769人，緊急轉(zhuǎn)移安置214440人，需緊急生活救助3163人；農(nóng)作物受災(zāi)面積66660hm2、絕收面積15159hm2；倒塌房屋337戶678間，嚴(yán)重?fù)p壞房屋654戶1595間，一般損壞房屋3329戶7151間，直接經(jīng)濟(jì)損失42.8375億元。

2.3.2 洪水預(yù)報(bào)情況

水文部門根據(jù)氣象暴雨藍(lán)色預(yù)警即開始洪水預(yù)測，并加強(qiáng)測報(bào)、滾動(dòng)預(yù)報(bào)，提前48h發(fā)布洪水趨勢預(yù)測，提前28h發(fā)布較為準(zhǔn)確的洪水預(yù)警，提前12h發(fā)布精準(zhǔn)預(yù)報(bào)。預(yù)報(bào)渠江三匯站洪峰到達(dá)時(shí)間為11日16時(shí)(實(shí)際16時(shí)30分)，預(yù)報(bào)流量25000m3/s，實(shí)際流量23700m3/s，預(yù)報(bào)結(jié)果相當(dāng)精準(zhǔn)。依據(jù)水文預(yù)警預(yù)報(bào)和防汛信息，渠江流域各防汛部門提前緊急轉(zhuǎn)移群眾避險(xiǎn)，無人傷亡。

2.3.3 洪水調(diào)度情況

防汛部門依據(jù)9日16時(shí)氣象暴雨黃色預(yù)警和水文預(yù)警信息，調(diào)度預(yù)泄巴河雙灘電站，至10日17時(shí)庫水位降低至312.40m，預(yù)留防洪庫容1.34億m3。11日5時(shí)最大入庫流量18000m3/s，最大出庫流量17000m3/s，調(diào)洪錯(cuò)峰1000m3/s，最大限度利用雙淮電站的攔蓄作用，減少巴河行洪流量。

11日9時(shí)，達(dá)州防汛部門采取水文部門提出的“上蓄下泄”調(diào)度建議，江口及羅江水庫控制下泄流量在3000m3/s以下，金盤子電站執(zhí)行最大下泄量。江口入庫流量5800m3/s，出庫持續(xù)在3000m3/s以下，有效攔蓄洪水量0.95億m3，通過實(shí)施江口、羅江、金盤子電站的梯級聯(lián)合調(diào)度，有效避免了州河洪水淹沒達(dá)州城區(qū)濱河路的隱患。

3 流域防洪存在的主要問題

通過洪水預(yù)報(bào)和科學(xué)調(diào)度，有效地減小了渠江“7.11”洪水帶來的損失。但流域防洪形勢依然不容樂觀，通過本次洪水，也梳理發(fā)現(xiàn)流域防洪存在的薄弱環(huán)節(jié)。

3.1 自然地理氣候因素

渠江流域地勢北高南低，河流自北向南匯流。上游地處大巴山西南麓的迎風(fēng)坡上，有利于暖濕氣流的抬升，西南低渦的移動(dòng)路徑又經(jīng)過此處，因而形成著名的大巴山暴雨區(qū)。大范圍暴雨在流域中上游從西北的米倉山向東南大巴山移動(dòng)。洪水由暴雨或連日大雨形成，水系呈扇形，洪水易于向干流匯集，加之中下游河道比降平緩，部分河段行洪斷面束窄，洪水宣泄不暢，極易成災(zāi)。

3.2 防洪控制性工程尚未建成投產(chǎn)

流域已建成江口、雙灘等4座大型水電工程，江口水庫(總庫容2.77億m3)對州河沿線宣漢、達(dá)州兩城區(qū)有一定防洪作用；雙灘電站總庫容3億m3，防洪庫容有限，僅對巴河洪水有一定的調(diào)節(jié)削峰作用。

《渠江流域防洪規(guī)劃》中規(guī)劃的紅魚洞、黃石盤、土溪口、固軍、鮮家灣等大型水電工程項(xiàng)目均未完全建成投產(chǎn)，現(xiàn)有電站、水庫群聯(lián)合調(diào)度能力有限，還無法從根本解決渠江流域防洪安全問題。

3.3 堤防建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，防洪能力有限

渠江干支流沿線分布有巴中、達(dá)州、廣安三個(gè)地級市，南江、渠縣等10余個(gè)縣城。渠江流域已建堤防及護(hù)岸153.36km，縣級以上城市已建堤防(護(hù)岸)69.66km，占流域堤防總長度的45.4%。流域現(xiàn)狀防洪體系尚不完善，主要防洪工程為重點(diǎn)城區(qū)及部分城鎮(zhèn)河段的堤防工程，現(xiàn)狀防洪能力低，主要干支流河段現(xiàn)狀防洪能力僅為2年～20年。如達(dá)州市主城區(qū)局部河段不足2年一遇，堤防建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，防洪能力有限。流域洪水暴漲暴落，部分江段洪水位變幅10m～20m，僅靠單一的堤防工程防洪無法抗御洪水災(zāi)害。

3.4 水情預(yù)測預(yù)報(bào)現(xiàn)代化程度低

渠江流域水情預(yù)測預(yù)報(bào)主要采用降雨徑流和河段洪水預(yù)報(bào)等技術(shù)，在近年防洪預(yù)報(bào)中發(fā)揮了一定的作用。但在實(shí)際應(yīng)用中，存在預(yù)報(bào)流程較繁雜，作業(yè)時(shí)間長，受干擾影響因素多，預(yù)報(bào)精度提升不夠，預(yù)報(bào)實(shí)效性差，預(yù)報(bào)無法實(shí)現(xiàn)全流程自動(dòng)化和智能化等諸多短板。

3.5 流域聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制還需進(jìn)一步夯實(shí)

2014年9月，經(jīng)省政府同意，成立由達(dá)州、廣安、巴中三市組成的渠江流域防汛指揮部，負(fù)責(zé)渠江流域統(tǒng)一指揮調(diào)度工作，全面開展渠江流域水旱災(zāi)害聯(lián)防聯(lián)控。經(jīng)多年運(yùn)行來看，指揮部組織有力、運(yùn)轉(zhuǎn)高效，聯(lián)防聯(lián)控成效突出。但在聯(lián)合會(huì)商調(diào)度和信息傳遞機(jī)制方面還有待健全、預(yù)報(bào)調(diào)度一體化應(yīng)用研究上還不夠、流域大中型水庫的工情信息匯集和監(jiān)控上有待加強(qiáng)。

4 主要對策及建議

4.1 提升工程防洪能力、開展水庫群聯(lián)合調(diào)度精細(xì)化分析研究

加快渠江流域內(nèi)紅魚洞、黃石盤、土溪口、固軍、鮮家灣等大型水利工程建設(shè)力度，盡快形成水庫群聯(lián)合調(diào)度調(diào)蓄能力，全面提升流域整體防洪能力。同時(shí)積極開展水庫群聯(lián)合調(diào)度精細(xì)化分析研究，充分發(fā)揮大型水庫防洪調(diào)度功能，逐步實(shí)現(xiàn)中小洪水調(diào)度免災(zāi)、中高洪水調(diào)度減災(zāi)、特大洪水調(diào)度保工程安全，由洪水防御轉(zhuǎn)變?yōu)楹樗芾怼?/p>

4.2 強(qiáng)化流域聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制

進(jìn)一步加強(qiáng)渠江流域聯(lián)合調(diào)度和聯(lián)防聯(lián)控，細(xì)化完善渠江流域防汛抗旱指揮部相關(guān)制度和運(yùn)行機(jī)制，補(bǔ)齊流域大中型水庫的工情信息匯集和監(jiān)控短板，成立流域水文中心，探索開展流域預(yù)報(bào)調(diào)度一體化研究應(yīng)用，強(qiáng)化聯(lián)防聯(lián)控遠(yuǎn)程會(huì)商和指揮決策運(yùn)行常態(tài)化，統(tǒng)籌巴中、達(dá)州、廣安三地市防汛力量，切實(shí)提升流域聯(lián)防聯(lián)控能力。

4.3 提升水情預(yù)測預(yù)報(bào)現(xiàn)代化水平

逐步建立覆蓋全面的“空天地”一體化水文監(jiān)測體系，實(shí)現(xiàn)水文全要素、全量程自動(dòng)監(jiān)測，水文信息采集傳輸接收處理、預(yù)測預(yù)報(bào)全流程自動(dòng)化和智能化。推進(jìn)降雨預(yù)報(bào)新模式，建立洪水自動(dòng)預(yù)報(bào)預(yù)警和信息發(fā)布體系，提高洪水預(yù)報(bào)精度；開發(fā)完善水文預(yù)警產(chǎn)品，拓寬信息發(fā)布渠道，擴(kuò)大覆蓋面，打通社會(huì)公眾服務(wù)“最后一公里”；推進(jìn)河湖水文映射，強(qiáng)化洪水預(yù)演支撐能力；完善防洪調(diào)度預(yù)報(bào)方案，推進(jìn)預(yù)報(bào)調(diào)度一體化，全面提升“四預(yù)”支撐能力。

4.4 開展洪水風(fēng)險(xiǎn)普查，推動(dòng)城市規(guī)劃和海綿城市建設(shè)

積極開展沿河城區(qū)洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)普查，摸清現(xiàn)狀防洪能力、存在的隱患及嚴(yán)重程度，完成洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估及區(qū)劃。利用洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)普查成果，建議開展城市洪水易災(zāi)區(qū)搬遷規(guī)劃，采取主動(dòng)避災(zāi)、搬遷避險(xiǎn)方式，逐步消減城市易災(zāi)區(qū)域。開展海綿城市規(guī)劃建設(shè)，基于雨水綜合利用，恢復(fù)城市生態(tài)水循環(huán)系統(tǒng)，提升城市吸水、蓄水、滲水、凈水、排水能力，完善河湖濕地連通，解決城市內(nèi)澇。

4.5 逐步探索建立防洪保險(xiǎn)制度

強(qiáng)化保險(xiǎn)在災(zāi)害防護(hù)體系中的作用，加快發(fā)展洪水巨災(zāi)保險(xiǎn)?！吨腥A人民共和國防洪法》第47條：國家鼓勵(lì)、扶持開展洪水保險(xiǎn)。對沿河重要工礦企業(yè)、企事業(yè)單位和居民戶，應(yīng)增強(qiáng)保險(xiǎn)意識和風(fēng)險(xiǎn)管理意識，逐步探索建立防洪保險(xiǎn)制度，充分利用防洪保險(xiǎn)防災(zāi)減損這一項(xiàng)非工程措施，通過在時(shí)間、空間上分?jǐn)傦L(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)社會(huì)整體的承載能力，在防御災(zāi)害、災(zāi)后救助、補(bǔ)償和減少災(zāi)害損失方面發(fā)揮重要作用。

4.6 加強(qiáng)河道管理和保護(hù)，提升基層防汛管理能力

嚴(yán)格按照河道管理、河湖岸線管理等規(guī)定，加強(qiáng)河道管理和保護(hù)，嚴(yán)禁非法開挖和亂搭亂建，加強(qiáng)涉河項(xiàng)目建設(shè)管理，完備行洪論證及涉河論證。進(jìn)一步夯實(shí)基層防汛和應(yīng)急管理基礎(chǔ)，常態(tài)化開展防汛搶險(xiǎn)應(yīng)急演練，健全信息傳遞機(jī)制，充分發(fā)揮基層防汛應(yīng)急部門的作用，堅(jiān)決筑牢水旱災(zāi)害防御底線。