2021年渭河下游秋汛洪水防御經(jīng)驗(yàn)與建議

白少智，李 朗，李 茜，包歲利，張 蓉，李 珂

（1.陜西省河流工程技術(shù)研究中心,陜西 西安 710018；2.陜西文化產(chǎn)業(yè)（韓城）投資有限公司,陜西 渭南715499；3.陜西黃河生態(tài)工程有限公司,陜西 西安 710018）

2021年汛期特別是8月中下旬以來,黃河發(fā)生新中國(guó)成立以來最嚴(yán)重秋汛,黃河中下游干支流接連發(fā)生多場(chǎng)洪水過程,來水嚴(yán)重偏多；渭河發(fā)生1935年有實(shí)測(cè)資料以來同期最大洪水,渭河來水分別為同期多年平均值的2 倍。秋汛洪水為渭河防洪減災(zāi)和干支流水庫調(diào)度帶來困擾,也取得了重大防御成效。

1 2021年秋汛降雨與氣象背景

1.1 渭河秋汛降雨過程

2021年9月16日～9月20日、9月23日～9月29日、10月3日～8日,渭河流域出現(xiàn)3 次明顯的秋汛連陰雨過程,降雨間隔時(shí)間短,雨區(qū)高度重合,降雨強(qiáng)度大。其中2021年9月16日～9月20日,日降雨量大于50 mm 的有106 站,最大日降雨達(dá)102.2 mm（輞川河玉川站）；2021年9月23日～9月29日,最大日降雨194.6 mm（河雞窩子站）；2021年10月3日～8日,最大日降雨130.4 mm（渭河范家河站）。按連續(xù)降雨5 d～7 d、8 d～15 d、15 d 以上的短期、中期、長(zhǎng)期連陰雨劃分標(biāo)準(zhǔn),這三次降雨均為短期強(qiáng)連陰雨；依據(jù)雨區(qū)的形狀和范圍,2021年9月16日～9月20日、9月23日～9月29日屬于緯向類連陰雨,10月3日～8日暴雨過程為斜向類連陰雨。2021年秋汛降水的特點(diǎn)是落區(qū)與時(shí)段較為集中,強(qiáng)度大,強(qiáng)連陰雨過程較往年偏多,累計(jì)降水量比往年異常偏多,累計(jì)降水量為1961年以來歷史最多。

1.2 渭河秋汛洪水氣象背景

從2021年各時(shí)段降雨氣象背景來看,9月16日～20日、9月23日～29、10月3日～8日降雨期間,850 hpa～200 hpa上一直存在著低渦、切變線。另外9月16日～10月8日期間,地面上不斷有冷高壓存在,渭河中下游地區(qū)處于地面冷鋒后部,地面上的高壓環(huán)流、倒槽等系統(tǒng)為降雨提供了冷空氣和動(dòng)力條件。各層降雨天氣系統(tǒng)的有利配置和持續(xù)存在是形成本次渭河秋季連陰雨過程的主要?dú)庀笤颉?/p>

從2021年渭河秋汛降雨主要天氣系統(tǒng)的配置來看,導(dǎo)致強(qiáng)降雨的天氣系統(tǒng)是低渦切變線,渭河中下游地區(qū)位于西風(fēng)帶槽前和西太平洋副高西北部的西南氣流里；同時(shí)渭河中下游處于切變線的強(qiáng)輻合區(qū)內(nèi),該地區(qū)受地面冷高壓控制,有良好的冷空氣條件,這種配置為降雨提供了有利的冷暖空氣輸送及有利的動(dòng)力、熱力條件,形成了三次秋汛連陰雨過程。

2 2021年秋汛洪水組成及特性

2.1 涇、渭河洪水

渭河2021年三次洪水過程在渭河下游持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)33 d。第一次洪水歷時(shí)短,后兩次洪水歷時(shí)長(zhǎng)、洪峰寬胖,三次洪水首尾相連,形成了歷史上少有的洪水過程。渭河中游林家村、魏家堡站最大洪峰流量分別為967 m3/s、3170 m3/s；下游咸陽、臨潼、華縣站最大洪峰流量分別為5600 m3/s、5860 m3/s、4860 m3/s,相應(yīng)三站33 d 洪量分別為33.39 億m3、53.44 億m3、54.88 億m3。其中,咸陽站出現(xiàn)1982年以來實(shí)測(cè)最大洪峰,在建國(guó)以來年最大洪峰流量系列中排第3 位,咸陽站最大5日洪量為10.62 億m3,大于1981年以來其它典型洪水的最大5日洪量；臨潼以下河段洪水漫灘滯蓄,傳播時(shí)間長(zhǎng)、洪水位高,具體為洪水演進(jìn)速度緩慢,洪峰變形劇烈、臨潼、華縣站洪水位歷史最高。

2.2 北洛河洪水

受三次降雨影響,北洛河下游出現(xiàn)一次較小、兩次較大流量洪水過程。其中北洛河狀頭站10月7日7 時(shí)45 分洪峰流量1580 m3/s,在建國(guó)以來年最大洪峰系列中排序第11 位,為2000年以來的最大洪水,南榮華站10月8日1 時(shí)12 分洪峰流量850 m3/s,相應(yīng)的最大含沙量14.5 kg/m3,是2000年改為水文站有實(shí)測(cè)洪峰流量資料以來最大洪峰流量,也是建站以來最高水位,這場(chǎng)洪水是今年北洛河入汛以來最大的洪水。朝邑站因渭河洪水頂托水位奇高,朝邑站比“94·9”洪水最高水位337.43 m 高0.72 m,比“01·8”洪水最高水位327.40 m（均為85 高程）高0.75 m,南榮華、朝邑站均為建站以來最高洪水位。

3 渭河秋汛洪水防御經(jīng)驗(yàn)

3.1 工程設(shè)施提升是基礎(chǔ)

2011年,陜西省開始渭河全線綜合整治。2014年年底,全線整治主體已基本完工,加寬堤防432.40 km,新建堤防43.20 km,淤背堤防127.50 km。其中渭河下游左岸咸陽城區(qū)段（老鐵橋至高陵界）、咸陽高陵界臨潼太西鐵路橋、渭南城區(qū)段（姜方郭至蒼渡）堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇洪水,其余為50年一遇洪水防御標(biāo)準(zhǔn)；右岸咸陽城區(qū)段咸陽鐵路橋到灃河口段為100年一遇洪水,灃河口至西安界、西安城區(qū)段（西安咸陽界至高陵耿鎮(zhèn)橋）堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)為300年一遇洪水,高陵耿鎮(zhèn)橋至臨渭交界、渭南城區(qū)段（臨渭交界至華縣赤水河口）堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇洪水,其余為50年一遇洪水防御標(biāo)準(zhǔn)。渭河移民防洪圍堤共計(jì)57.9 km,設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)為華縣站5年一遇洪水。渭河堤防工程體系進(jìn)一步完善,渭河的防洪能力有了明顯提高,防御能力穩(wěn)步增強(qiáng)。工程設(shè)施的提升是安全度汛的基礎(chǔ),雖然本次2021年秋汛洪水量級(jí)大,但造成的洪災(zāi)損失比以往同量級(jí)洪水明顯降低。

3.2 河道行洪條件改善是根本

渭河下游汛前臨潼、華縣站的主槽過洪能力分別為4300 m3/s、2000 m3/s,洪水后臨潼、華縣站的主槽過洪能力分別為4500 m3/s、2800 m3/s。本次秋汛洪水后渭河下游臨潼站、華縣站的主槽過洪能力比汛前分別提高了200 m3/s、800 m3/s?？傮w上看,近幾年,渭河下游各站的主槽過洪能力與汛前相比整體上是提高的,河道行洪條件的變化是有利于行洪的,河道行洪條件的改善是本次秋汛洪水比以往同量級(jí)洪水災(zāi)害損失小的根本原因。

3.3 強(qiáng)化“四預(yù)”、精細(xì)調(diào)度是關(guān)鍵

在2021年全國(guó)防汛抗旱工作視頻會(huì)議后,陜西省水利廳、陜西省三門峽庫區(qū)管理中心根據(jù)會(huì)議精神,積極部署防汛工作,全面安排,明確責(zé)任主體和進(jìn)度安排,防汛準(zhǔn)備工作有力有序開展,重點(diǎn)防汛任務(wù)按計(jì)劃逐項(xiàng)落實(shí)。在2021年秋汛洪水防御工作中,強(qiáng)化預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案“四預(yù)”措施,加強(qiáng)實(shí)時(shí)雨水情信息的監(jiān)測(cè)和分析研判,逐日開展降雨徑流預(yù)報(bào)和洪水預(yù)報(bào),建立洪水災(zāi)害預(yù)警發(fā)布機(jī)制,細(xì)化完善洪水防御預(yù)案,嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)防汛預(yù)案措施。在水庫調(diào)度關(guān)鍵時(shí)期,按照年度洪水調(diào)度方案確定的目標(biāo)和原則,在確保防洪安全的前提下,綜合考慮河道泄流能力、庫區(qū)移民返遷、防洪庫容等諸多因素,滾動(dòng)分析、精細(xì)調(diào)度,既確保了水庫及庫區(qū)、河道防洪安全,又最大限度地實(shí)現(xiàn)洪水資源化。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),在防御秋汛洪水調(diào)度中,統(tǒng)籌兼顧、綜合考慮確保重點(diǎn),對(duì)渭河寶雞峽樞紐、馮家山水庫、石頭河水庫、金盆水庫、三門峽水庫等干支流水庫實(shí)施精細(xì)調(diào)度,根據(jù)入庫洪水預(yù)報(bào),滾動(dòng)進(jìn)行調(diào)洪分析計(jì)算,實(shí)施攔洪、錯(cuò)峰、削峰運(yùn)用,實(shí)現(xiàn)了既定的調(diào)度目標(biāo)。通過實(shí)時(shí)調(diào)度渭河干支流骨干水庫,蓄洪、攔洪、錯(cuò)峰、削峰運(yùn)用,有效減輕了下游地區(qū)防洪壓力,又為后期可能發(fā)生的洪水預(yù)留足夠的防洪庫容。通過一系列有效措施,確保了防洪工作高效有序,最大限度地降低和避免了損失。

3.4 快速搶護(hù)是保障

在防御2021年秋汛洪水工作中,各級(jí)各部門快速反應(yīng),強(qiáng)化值守、搶護(hù)迅速,密切協(xié)作。防汛關(guān)鍵時(shí)刻,水利部督查組及時(shí)趕赴渭河指導(dǎo)和協(xié)助開展防汛抗洪工作；陜西省水利廳防辦及時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案,強(qiáng)化組織領(lǐng)導(dǎo),加強(qiáng)水庫調(diào)度,加強(qiáng)督導(dǎo)檢查,全力搶護(hù)險(xiǎn)情；渭河流域氣象中心重點(diǎn)強(qiáng)化流域和中小河流預(yù)報(bào)預(yù)警工作；沿渭各級(jí)防汛責(zé)任人迅速上崗到位,各級(jí)防汛部門加大工程防守力度,緊盯薄弱堤段,對(duì)重點(diǎn)區(qū)域、易出險(xiǎn)部位嚴(yán)防死守,備足物料、人員、設(shè)備,加密巡查頻次,強(qiáng)化重點(diǎn)部位和薄弱環(huán)節(jié)防御,全面做好防御秋汛各項(xiàng)工作。三門峽水利樞紐管理局進(jìn)一步壓實(shí)各級(jí)防汛責(zé)任,加強(qiáng)防汛應(yīng)急值守,確保嚴(yán)格執(zhí)行24 小時(shí)值班和領(lǐng)導(dǎo)帶班制度,保持戰(zhàn)時(shí)工作狀態(tài),加強(qiáng)防汛設(shè)施設(shè)備巡檢,發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情及時(shí)搶護(hù),全力確保水庫安全度汛。

4 秋汛洪水防御教訓(xùn)與建議

防御渭河洪澇災(zāi)害是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)。在應(yīng)對(duì)秋汛洪水,分析防汛抗洪經(jīng)驗(yàn)的同時(shí),也應(yīng)思考和總結(jié)應(yīng)對(duì)渭河下游秋汛洪水的教訓(xùn)與改進(jìn)建議。

4.1 洪水防御教訓(xùn)

（1）防洪工程有短板

雖然渭河綜合整治整體取得了巨大的成效,但渭河防洪治理工程體系建設(shè)不夠完善,陜西省三門峽水庫移民返遷區(qū)堤防標(biāo)準(zhǔn)低,北洛河下游堤防不完整,渭洛河河道整治不足,抗洪能力還有待進(jìn)一步提高?？梢钥吹?渭河下游工程體系還存在薄弱環(huán)節(jié),防洪問題突出,防洪形勢(shì)依然嚴(yán)峻。

（2）水資源利用有空間

在秋汛期,馮家山水庫及時(shí)啟閘向灌區(qū)灌溉供水、利用電站發(fā)電小流量預(yù)泄騰庫,三門峽水庫在5 次入庫洪水過程中,通過細(xì)化閘門運(yùn)行方案,合理降低水耗,適度攔蓄洪尾,實(shí)現(xiàn)了高效發(fā)電,增加了效益。由此可見,秋汛期水資源利用大有空間,目前并未充分發(fā)揮水資源的綜合效益。如何更加高效利用渭河秋汛洪水資源,進(jìn)一步發(fā)揮其在水力發(fā)電、生態(tài)水源配置等方面的作用,還有待進(jìn)一步挖掘潛力。

（3）河道條件改善有作為

渭河下游的河道條件有了很大的改善,但渭河下游河道淤積狀況并未得到徹底改善,潼關(guān)高程穩(wěn)定降低的自然條件還未形成,河道行洪能力有待進(jìn)一步提高。

4.2 改進(jìn)建議

（1）補(bǔ)工程短板

圍繞渭河洪水防御能力提升,切實(shí)提升防洪治理工程建設(shè),立足解決防洪安全存在的主要問題,加固提升陜西省三門峽水庫移民返遷區(qū)堤防標(biāo)準(zhǔn),完善北洛河堤防,加快渭洛河河道整治,確保渭河、北洛河堤防不決口,為陜西渭河流域幸福河建設(shè)提供防洪安全保障。

（2）注重洪水資源利用

在確保防洪安全的前提下,充分利用好洪水資源,挖掘洪水資源潛力,實(shí)現(xiàn)洪水資源的多元化利用,實(shí)現(xiàn)渭河生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展,提升水庫的綜合效益。

（3）改善河道條件

著力強(qiáng)化上攔下排中固、區(qū)域綜合治理、流域水沙調(diào)控等工程措施,強(qiáng)化重要支流控制性骨干水沙調(diào)控工程布點(diǎn)。同時(shí),建議調(diào)整優(yōu)化三門峽水庫運(yùn)用方式,降低黃河潼關(guān)高程,減少渭河河道泥沙淤積。在現(xiàn)狀水沙條件下,通過優(yōu)化調(diào)整三門峽水庫運(yùn)用方式,促使形成潼關(guān)高程穩(wěn)定降低的自然條件,確保渭河洪水泄流暢通。