不能治水的壹讀君 丨 彤 雲
作為此次受災最嚴重的城市之一,涿州的排澇搶險工作仍在進行中。
據報道,7月29日到8月1日,北拒馬河、大石河流域普降特大暴雨,均遠遠超過2012年的「7·21」暴雨。8月2日涿州市區積水區域最深處已達「6米」,汛情形勢嚴峻。
8月4日,涿州市主城區積水已經基本退去,居民生活秩序正在恢復。目前,除搜救任務外,醫療服務、道路清淤、排澇等工作也在同步開展。
涿州為何會有如此大的洪水?都受了什麼影響?
涿州與洪水的纏鬥史
其實涿州自古就與洪水有豐富的「抗爭經驗」。
涿州因「涿水」而得名,《水經·聖水注》中記載:「涿之為名,當受涿水通稱矣,故郡縣氏之。」而「涿」字在《說文解字》中,解釋為「流下滴也」,是「水滴」的意思,從中就能看出其與水的不解之緣。
從地理位置看,涿州位於河北省中部、北京以南、太行山東麓北拒馬河「沖積扇」的東緣,特徵為西北高、東南低,地面坡度相對平坦。因此,涿州在地勢上處在一個較低的高度。
「沖積扇」是河流出山口處常年衝擊,堆積形成的扇形地貌。
「沖積扇」是河流出山口處常年衝擊,堆積形成的扇形地貌。
水往低處流。地勢低導致涿州除了自身降水外,還承接附近山體吸收不了的降水(山洪),以及位於「沖積扇」上坡或周邊地勢較高地區的多餘降水。
較低的地勢,也使得涿州有著豐富的「市內河流」,包括永定河、白溝河、小清河、琉璃河、北拒馬河、胡良河等。其中「永定河」位於涿州市轄區東部,「北拒馬河」由西向東貫穿整個市區的同時,與其他河流縱橫交錯。
由於北拒馬河由西部流入涿州,而西部河道早年間沒有堤防設施,曾常年處於大水大淹、小水小淹的局面。
永定河也途徑涿州東側,如果北京此次不「蓄洪」,將導致涿州遭受更嚴重的水患
不僅如此,與涿州密切相關的「拒馬河」,還是「大清河」水系北支的主要「行洪」河流。
「大清河」水系流域面積4.3萬平方公里,流經京、津、冀、晉4省(市),發源於太行山脈,水系受地勢影響十分龐雜,一般以「南拒馬河」與「(北支)白溝河」的匯合點作為「大清河」幹流的起點,與其他河流合併後注入渤海。
「大清河」水系流域面積4.3萬平方公里,流經京、津、冀、晉4省(市),發源於太行山脈,水系受地勢影響十分龐雜,一般以「南拒馬河」與「(北支)白溝河」的匯合點作為「大清河」幹流的起點,與其他河流合併後注入渤海。
因此涿州也常受到周邊地區水患的影響,例如2012年拒馬河流域發生的「7.21」 特大暴雨中,涿州就是11個嚴重受災縣(市)之一。
「7.21」 特大暴雨使北京房山及河北保定市的淶源、淶水、易縣、涿州、高碑店、唐縣、定州、安新、阜平、徐水、定興共11個縣(市)、84個鄉鎮、593個村遭受特大洪澇災害,受災人口達85.3萬。
「7.21」 特大暴雨使北京房山及河北保定市的淶源、淶水、易縣、涿州、高碑店、唐縣、定州、安新、阜平、徐水、定興共11個縣(市)、84個鄉鎮、593個村遭受特大洪澇災害,受災人口達85.3萬。
除了地理環境,涿州汛情還受氣候影響。
由於涿州處於溫帶大陸型季風性氣候區,長期處於「旱澇交替」狀態,其中「澇」主要集中在6~9月,幾乎完成全年的全部降水任務。降水形式主要包括「地形雨」「鋒面雨」和「颱風雨」:
涿州北臨燕山山脈,西靠太行山山脈,西北部的山區地形有利於抬高氣流,形成「地形雨」;
而太平洋副熱帶高壓勢力挾帶大量暖濕氣流北上,與極地大陸氣團交匯時會形成「鋒面雨」;
颱風登陸後則受副熱帶高壓及太行山、燕山山脈阻擋,也會形成不同規模的「颱風雨」。
涿州北臨燕山山脈,西靠太行山山脈,西北部的山區地形有利於抬高氣流,形成「地形雨」;
而太平洋副熱帶高壓勢力挾帶大量暖濕氣流北上,與極地大陸氣團交匯時會形成「鋒面雨」;
颱風登陸後則受副熱帶高壓及太行山、燕山山脈阻擋,也會形成不同規模的「颱風雨」。
但此次的涿州洪水如此嚴重,是否受到其他「過境洪水」的牽連?
討論此問題前,或許先要釐清「分洪」「泄洪」和「行洪」的概念。
「分洪」「泄洪」和「行洪」
關於涿州洪水的成因,新華社曾使用「行洪」一詞描述。
「行洪」「分洪」和「泄洪」雖都帶個「洪」字,但含義卻相距甚遠:
「分洪」指汛期河流、湖泊水位持續上漲,且將超過「保證水位」,嚴重威脅堤防安全時,對洪水進行有計劃地分泄,以減低洪水對河道兩岸堤壩的壓力。
「保證水位」指堤壩曾防禦過的最高洪水位,或根據「防洪標準」設計的堤壩洪水位上限,通常高於「警戒水位」。例如南京長江下關站警戒水位是8.70米,保證水位為10.22米;秦淮河東山站警戒水位是8.80米,保證水位為11.44米。
分洪又分為向「行洪區分洪」和向「蓄洪區分洪」兩種。
「行洪區」主要包括「河槽」和堤壩之間的「灘地」兩個部分,汛期讓洪水從「行洪區」通過則稱為「行洪」;
「蓄洪區」則是指利用「低洼地區」滯蓄超過河道安全泄量的洪水,這種方法也叫「蓄洪」。
在此次杜蘇芮造成的洪水災害中,北京市第一次動用了1998年建成的滯洪水庫「蓄洪」,使永定河流域洪峰時高達3750立方米/秒的流量迅速下降,永定河下游的流量降低至700立方米/秒。
據《海河水系平原區大型水閘設計研究》介紹,此次北京市啟用的滯洪水庫,位於盧溝橋以下永定河稻田及馬廠河段內,距盧溝橋攔河閘約4.5km,主要作用是提高北京市境內永定河河道的防洪標準,使永定河遭遇100年一遇洪水時,不對下游實施分洪,減免長辛店地區及小清河(涿州北拒馬河的上游)分洪區的淹沒損失,包括稻田水庫(庫容3008萬立方米)和馬廠水庫(1381萬立方米)。
河北省也在此次洪水中陸續啟用了永定河、大清河和子牙河三個河系的七個蓄滯洪區,以減輕下游的防洪壓力。
「泄洪」指汛期在洪水超出「警戒水位」時,於7月30日人為開閘向下游泄洪區排水。但北京的「泄洪」是在7月31日洪峰形成之前實施的,目的在於「錯開洪峰」「消減洪峰」,而非嫁「洪」於「下游」。
除了「錯開洪峰」「消減洪峰」,「泄洪」還有一個重要的作用——保證水庫大壩安全。
水庫、堤壩的蓄水能力有限,長期處於水量超載的狀態,容易造成庫壩、堤堰因水流衝擊形成決口而垮塌,此外還可能出現「管涌」。
管涌是業內公認的「水壩殺手」,因汛期中水壩水位長時間處於較高狀態,高水位的滲透壓力使水沿地下透水層湧入水壩背面,並形成口徑大小不同、狀如噴泉的涌水口,能由小變大,掏空大壩地基,最終造成決堤、垮壩、倒塌、坍塌等事故。
管涌原理效果圖
杜蘇芮雖然走了,但水患並沒有結束。
劇中央氣象台8月4日發布的暴雨預警,預計北京、河北中部、東北等地將在8月4日至5日迎來新一輪降雨,且處於降水量最大的「中心地區」。為了避免現有汛情進一步惡化,北京及河北省的不少水庫陸續發出了「泄洪通知」。
降水預報圖裡的「X」,一般表示降水量最大的地方,以及周圍受影響的地區,此次北京、河北部分地區又是「X」
據央廣網和北京市水務局官網發布的消息:由於近期持續強降雨及上遊河道來水的持續增多,北京地區水庫水位已超汛限水位。為儘可能降低對下游地區的影響,北京昌平十三陵水庫、北京懷柔水庫、北京延慶白河堡水庫等於近期陸續開閘泄洪。
「泄洪」工作也是洪水調度方案的重要一環,能調整水庫下泄流量,為新一輪降水或山洪做好應對準備。
8、9月份是淮北一代的降水高發期,也是沿海颱風的活躍期,在接下來的日子裡,或許還有硬仗在等著我們。
參考資料:
[1] 水利部水文局,水利部淮河水利委員會.2003年淮河暴雨洪水[M].北京:中國水利水電出版社,2006.
[2]吳順成,劉思清.北拒馬河廢棄沙坑洪水威脅及治理對策探討[J].海河水利, 2015(4):3.DOI:CNKI:SUN:HHSL.0.2015-04-014.
[3]馮亞輝,李書友,陳林.關於拒馬河"7.21"洪水的思考[J].水利建設與管理, 2013(11):3.DOI:CNKI:SUN:SLJS.0.2013-11-018.
[4]李俊通,韓穎,景晶晶.涿州市防洪體系與抗洪經驗探析[J].河北水利, 2011, 000(006):42-43.DOI:CNKI:SUN:HBLS.0.2011-06-033.
[5]劉莎莎,豐成君,譚成軒,等.太行山東麓北拒馬河沖積扇結構探測及地震砂土液化判別[J].地球學報, 2022, 43(1):11.
[6]杜雷功,王浩,劉萬新.海河水系平原區大型水閘設計研究[M].中國水利水電出版社,2014.
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