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2018-09-22 22:58 来源:北京视窗

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天灾还是人祸?专家模拟寿光水灾揭开成因

本文来源于《财经》杂志 2018-09-22 17:51:28 我要评论(0
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《财经》记者俞琴   编辑:朱弢

8月13至19日,“摩羯”、“温比亚”台风接连肆虐山东,多地发生暴雨。截至29日11时,已造成山东全省526.48万人受灾,因灾死亡26人、失踪1人。潍坊寿光、青州、临朐等地受灾最重。

寿光大水是天灾还是人祸?各方说法不一。灾民认为水淹寿光是由上游三个水库同时泄洪所致;而国家防汛抗旱总指挥部办公室专家组认为,一周内两个台风叠加,连续的超强降雨是造成本次洪涝灾害的主要原因,水库调度符合调度方案规定。

一个独立的专家团队根据公开数据模拟了寿光水灾,其结果部分证实了上述专家组的判断,特大暴雨是寿光水灾的主要成因;冶源水库调度得当,略有优化调度的潜力;弥河下游河道排洪能力衰退,从而造成了更大区域的洪涝损失。

水库调度有优化空间

8月18日到19日,寿光市政府防汛抗旱指挥部办公室连发四次通知,加大上游水库泄洪量。19日晚7点29分,寿光市广播电视台官方微博发出了寿光市委、市政府办公室“关于做好防雨防灾紧急工作的通知”,称上游冶源水库、黑虎山水库、嵩山水库同时泄洪,加上区间来水,弥河泄洪流量预计超过800立方米/秒。

泄洪维持了两天两夜,直到8月21日下午6点15分,三座水库才全部关闭溢洪闸,停止泄洪。8月19日8:00至8月22日0:00,冶源、黑虎山二座水库下泄洪水1.54亿立方米。

据中国水利水电科学研究院原副总工程师程晓陶介绍,防汛部门在汛期要根据汛情、工情、险情和天气预报做好水库调度工作,适时拦蓄洪水,调峰错峰,尽可能减轻下游抗洪抢险压力。如果一个水库既能在洪水来临之前把水位控制在汛限水位以下,又能在洪水发生时合理调度,在保证大坝安全的前提下将泄洪量控制在下游河道的行洪能力之内,那么基本就可以判断这个过程中不存在人为失误。

那么,是什么原因造成寿光水灾?上游三座水库是否调度不当?宜水环境科技(上海)有限公司总经理章卫军表示,可利用计算机模拟来回答上述问题。近日,他的团队借助多种途径搜集了气象、地形、水库特征、河道水位特征等资料,建立了弥河流域的水文水动力学数值模型,对水库调度与洪水演进进行了模拟分析。

该团队绘制了三日雨量等值线图(8月17日8:00至21日8:00),以及最大24小时雨量等值线图(19日8:00至20日8:00)。结果显示,降雨中心均位于寿光市上口镇附近,三日最大累计雨量达到401毫米,而冶源水库上游面平均三日雨量为240毫米。根据寿光市防汛预警等级,当时的降雨量已达到I级红色预警,形势异常紧急。

章卫军说,峰值雨量发生在降雨过程后期,前期土壤在小降雨下达到饱和状态,后期大暴雨来临后,下渗量少,径流量大,属于极不利情形。即寿光当地发生特大暴雨,已经启动了“看海”模式,而上游三座水库同时泄洪也令寿光雪上加霜。

冶源水库位于弥河上游干流,黑虎山水库与嵩山水库位于支流上。章卫军团队对三座水库入库流量的模拟显示,8月18至20日,冶源水库、黑虎山水库和嵩山水库的入库最大流量分别约为1700、650和425立方米/秒,峰值流量出现时间大约在8月19日21:00-22:00。

据章卫军介绍,对照泄洪情况来看,冶源水库实现了下泄错峰并拦截了近1000立方米/秒的入库洪峰,防洪效果显著。在降雨和水库入流峰值段,黑虎山水库大约下泄 900立方米/秒,而冶源水库控制了下泄,实现了错峰。嵩山水库因缺少水位和出库流量资料而无法判断。

据媒体公开报道的冶源水库库容和水位资料,章卫军团队通过调洪演算模拟结果显示,在暴雨到来前,冶源水库水位实现预降至136.2m,相应库容8200万立方米;冶源水库汛中最高水位达到138.5米。

章卫军说,假定冶源水库当时将下泄流量控制在300立方米/秒,理论上可继续利用调洪库容2000多万立方米左右,但水位将达到140.2m,加重水库上游的淹没损失。也就是说,冶源水库略有优化调度的潜力,但前提是必须有至少未来 6-12小时气象预报和先进的水库流域洪水预警预报系统,否则决策风险极大。在无法预测降雨何时停止的情况下,预留2000多万立方米调洪库容,仍可认为调度得当。

河道被占用扩大损失

根据《2018弥河防汛应急预案》,弥河的防洪标准为20年一遇,下游河道在分流口断面“一般洪水”流量小于2722立方米/秒;“现状标准洪水”为2722~3943立方米/秒。

但本次泄洪进入弥河中下游的最大洪峰流量约为2250立方米/秒,低于预案中的防洪标准流量,那为何弥河下游仍发生溃坝?

模拟显示,上游洪水来到寿光市区附近时洪水进行了分流,其中约40%向西漫流,约20%向东漫流,剩余约40%向下游排去。模型分析表明,弥河寿光下游排洪能力仅为1500m立方米/秒左右,未达到寿光市防洪预案II级橙色预警要求。章卫军估计,导致洪水分流的原因主要是下游河道萎缩,局部河段的束窄和碍洪建筑物,导致河道行洪不畅,水位抬高,引起洪水漫溢与堤防溃口,从而造成更大区域的洪涝损失。

弥河寿光段严重受到养殖场、违章建筑、采砂场的蚕食。一位寿光市民告诉《财经》记者,过去一年来,他曾多次沿弥河进行观察,发现有多家采沙场在宽阔的河床上搭建障碍物和围堰,之后他曾通过微博进行曝光,但并没有引起当地注意。

两个月前,寿光市水利局官网也曾发布信息称,寿光市地处弥河下游,河道滩地较宽,加之寿光市农业产业结构特点,河道内蔬菜大棚种植较为普遍。该部门计划对河道内的蔬菜大棚和种植拱棚进行集中清理,目前已对弥河沿河8个镇(街)河道内的蔬菜大棚和种植拱棚进行了评估丈量,共计丈量河道两岸滩地长度80公里,涉及747个蔬菜大棚和种植拱棚。

程晓陶认为,本次水库调度是根据防汛应急预案与调度规则来操作的,无可指责。可吸取的教训在于,防汛应急预案应考虑到河道萎缩的影响,进行必要的修编。如果当地能根据实际情况判断河道的行洪能力,那么在洪水当日,可以在嵩山水库和黑虎山水库两座中型水库被迫泄洪的情况下,要求冶源水库适时适当减少下泄流量,使该库高水位时间持续得稍长一些,甚至两害相权取其轻,继续动用2000多万立方米的调洪库容,充分发挥大型水库调峰错峰的作用,这样更有助于减轻下游的灾情。

需要系统化地降低洪灾风险

水库是现代防洪工程体系的重要组成部分,章卫军指出,中国多数大型水库兴建于上世纪五六十年代,许多水库设施老化、防洪标准不高、坝身薄弱,加之下游河道受人类经济活动的影响,河湖、滩地及重要设施的布局被改变,使洪水风险越来越大。

据统计,2017年全国共出现43次大范围强降雨过程,共造成全国6951.2万人次受灾,674人死亡,直接经济损失1909.9亿元。

“这盆水浇到谁头上,谁的毛病就暴露出来了。”程晓陶称,北方地区河道行洪能力萎缩的现象非常普遍,寿光并非个例。通过寿光洪水各地要总结经验教训。对于防汛部门而言,应及时根据河道、水库等各个要素的变化情况调整防洪应急预案。对于民众而言,利用河道滩涂时应考虑两个问题:如何在不抬高洪水位的情况下进行利用;即使发生洪水损失也在可承受限度之内。

为了降低洪水发生时的风险,美国自上世纪50年代率先开始编制洪水风险图。至今为止,美国联邦政府和各州县陆续完成了不同频率(最高到500年一遇)洪水危险图、100年一遇洪泛区的洪水保险费率图和洪水区划图的编制,用于洪泛区土地管理、洪水保险、建筑物建设管控、行洪通道保持、避洪转移和公众洪水风险意识普及等方面。

美国联邦法律规定的洪水风险图用途主要包括两个方面:支撑洪水保险政策的实施和洪泛区土地开发及建设行为的管理。美国相关的联邦法律要求,凡是在洪泛区内的房地产主,应当根据洪水保险费率图购买洪水保险,分担洪水风险。若不购买,一是得不到购房所需的贷款,二是一旦被淹将得不到政府的灾害救助。

2005年,日本修改《水防法》,要求各级政府以指导避洪转移为重点,编制洪水风险图,并发送到每一住户。

据程晓陶介绍,目前中国重点防洪区大部分已经编制了洪水风险图,花费几十亿元。现在的问题是立法滞后,洪水风险图不具备法律地位,没有约束性,其使用者还局限于防汛指挥机构,应用范围和领域都十分有限。

“国外洪水风险图是向社会公布的,从而能够在城市布局、空间规划上做好避险措施。而我们的图还只能限于内部使用,连规划部门都看不到。”程晓陶因此建议修改《防洪法》,确认洪水风险图的法律地位,并要求向社会公布,作为规划与建设部门参照的依据,提高公众的风险意识。

“以流域为单元的综合管理规划势在必行,”章卫军说,城市发展中,水资源利用、洪水安全、土地资源开发、河流生态等目标相互矛盾,同时又随着经济发展和水文条件交织而变化,只有在流域层面才能综合性系统性地协调空间矛盾和目标矛盾,才能优化和平衡多方面因素,明确管理框架和手段。现实情况中,尤其城市管理部门制作某专项规划时,对其他水利相关专业内容往往考虑不足,缺乏有机协调的手段,从而导致规划缺乏系统性的约束,其科学性、权威性和可操作性就不够了。

章卫军建议,相关业务管理部门应科学编制洪水风险图,制定特大洪水风险评估和应急预案,包括水库优化调度预案、水库溃坝风险识别、工程及非工程措施的应急预案管理、人员避险转移办法等,这是城市发展无法逾越的工作。同时,应利用充分现代信息技术和模型手段,提高决策的智能化、可信度水平。

(编辑:倪萍)
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