不能治水的壹读君 丨 彤 云

作为此次受灾最严重的城市之一,涿州的排涝抢险工作仍在进行中。

据报道,7月29日到8月1日,北拒马河、大石河流域普降特大暴雨,均远远超过2012年的“7·21”暴雨。8月2日涿州市区积水区域最深处已达“6米”,汛情形势严峻。

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8月4日,涿州市主城区积水已经基本退去,居民生活秩序正在恢复。目前,除搜救任务外,医疗服务、道路清淤、排涝等工作也在同步开展。

涿州为何会有如此大的洪水?都受了什么影响?

涿州与洪水的缠斗史

其实涿州自古就与洪水有丰富的“抗争经验”。

涿州因“涿水”而得名,《水经·圣水注》中记载:“涿之为名,当受涿水通称矣,故郡县氏之。”而“涿”字在《说文解字》中,解释为“流下滴也”,是“水滴”的意思,从中就能看出其与水的不解之缘。

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从地理位置看,涿州位于河北省中部、北京以南、太行山东麓北拒马河“冲积扇”的东缘,特征为西北高、东南低,地面坡度相对平坦。因此,涿州在地势上处在一个较低的高度。

“冲积扇”是河流出山口处常年冲击,堆积形成的扇形地貌。

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水往低处流。地势低导致涿州除了自身降水外,还承接附近山体吸收不了的降水(山洪),以及位于“冲积扇”上坡或周边地势较高地区的多余降水。

较低的地势,也使得涿州有着丰富的“市内河流”,包括永定河、白沟河、小清河、琉璃河、北拒马河、胡良河等。其中“永定河”位于涿州市辖区东部,“北拒马河”由西向东贯穿整个市区的同时,与其他河流纵横交错。

由于北拒马河由西部流入涿州,而西部河道早年间没有堤防设施,曾常年处于大水大淹、小水小淹的局面。

永定河也途径涿州东侧,如果北京此次不“蓄洪”,将导致涿州遭受更严重的水患
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永定河也途径涿州东侧,如果北京此次不“蓄洪”,将导致涿州遭受更严重的水患

不仅如此,与涿州密切相关的“拒马河”,还是“大清河”水系北支的主要“行洪”河流。

大清河”水系流域面积4.3万平方公里,流经京、津、冀、晋4省(市),发源于太行山脉,水系受地势影响十分庞杂,一般以“南拒马河”与“(北支)白沟河”的汇合点作为“大清河”干流的起点,与其他河流合并后注入渤海。

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因此涿州也常受到周边地区水患的影响,例如2012年拒马河流域发生的“7.21” 特大暴雨中,涿州就是11个严重受灾县(市)之一。

“7.21” 特大暴雨使北京房山及河北保定市的涞源、涞水、易县、涿州、高碑店、唐县、定州、安新、阜平、徐水、定兴共11个县(市)、84个乡镇、593个村遭受特大洪涝灾害,受灾人口达85.3万。

除了地理环境,涿州汛情还受气候影响。

由于涿州处于温带大陆型季风性气候区,长期处于“旱涝交替”状态,其中“涝”主要集中在6~9月,几乎完成全年的全部降水任务。降水形式主要包括“地形雨”“锋面雨”和“台风雨”:

涿州北临燕山山脉,西靠太行山山脉,西北部的山区地形有利于抬高气流,形成“地形雨”; 而太平洋副热带高压势力挟带大量暖湿气流北上,与极地大陆气团交汇时会形成“锋面雨”; 台风登陆后则受副热带高压及太行山、燕山山脉阻挡,也会形成不同规模的“台风雨”。

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但此次的涿州洪水如此严重,是否受到其他“过境洪水”的牵连?

讨论此问题前,或许先要厘清“分洪”“泄洪”和“行洪”的概念。

“分洪”“泄洪”和“行洪”

关于涿州洪水的成因,新华社曾使用“行洪”一词描述。

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“行洪”“分洪”和“泄洪”虽都带个“洪”字,但含义却相距甚远:

“分洪”指汛期河流、湖泊水位持续上涨,且将超过“保证水位”,严重威胁堤防安全时,对洪水进行有计划地分泄,以减低洪水对河道两岸堤坝的压力。

“保证水位”指堤坝曾防御过的最高洪水位,或根据“防洪标准”设计的堤坝洪水位上限,通常高于“警戒水位”。例如南京长江下关站警戒水位是8.70米,保证水位为10.22米;秦淮河东山站警戒水位是8.80米,保证水位为11.44米。

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分洪又分为向“行洪区分洪”和向“蓄洪区分洪”两种。

“行洪区”主要包括“河槽”和堤坝之间的“滩地”两个部分,汛期让洪水从“行洪区”通过则称为“行洪”;

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“蓄洪区”则是指利用“低洼地区”滞蓄超过河道安全泄量的洪水,这种方法也叫“蓄洪”。

在此次杜苏芮造成的洪水灾害中,北京市第一次动用了1998年建成的滞洪水库“蓄洪”,使永定河流域洪峰时高达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。

据《海河水系平原区大型水闸设计研究》介绍,此次北京市启用的滞洪水库,位于卢沟桥以下永定河稻田及马厂河段内,距卢沟桥拦河闸约4.5km,主要作用是提高北京市境内永定河河道的防洪标准,使永定河遭遇100年一遇洪水时,不对下游实施分洪,减免长辛店地区及小清河(涿州北拒马河的上游)分洪区的淹没损失,包括稻田水库(库容3008万立方米)和马厂水库(1381万立方米)。

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河北省也在此次洪水中陆续启用了永定河、大清河和子牙河三个河系的七个蓄滞洪区,以减轻下游的防洪压力。

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“泄洪”指汛期在洪水超出“警戒水位”时,于7月30日人为开闸向下游泄洪区排水。但北京的“泄洪”是在7月31日洪峰形成之前实施的,目的在于“错开洪峰”“消减洪峰”,而非嫁“洪”于“下游”。

除了“错开洪峰”“消减洪峰”,“泄洪”还有一个重要的作用——保证水库大坝安全。

水库、堤坝的蓄水能力有限,长期处于水量超载的状态,容易造成库坝、堤堰因水流冲击形成决口而垮塌,此外还可能出现“管涌”。

管涌是业内公认的“水坝杀手”,因汛期中水坝水位长时间处于较高状态,高水位的渗透压力使水沿地下透水层涌入水坝背面,并形成口径大小不同、状如喷泉的涌水口,能由小变大,掏空大坝地基,最终造成决堤、垮坝、倒塌、坍塌等事故。

管涌原理效果图
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管涌原理效果图

杜苏芮虽然走了,但水患并没有结束。

剧中央气象台8月4日发布的暴雨预警,预计北京、河北中部、东北等地将在8月4日至5日迎来新一轮降雨,且处于降水量最大的“中心地区”。为了避免现有汛情进一步恶化,北京及河北省的不少水库陆续发出了“泄洪通知”。

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降水预报图里的“X”,一般表示降水量最大的地方,以及周围受影响的地区,此次北京、河北部分地区又是“X”

据央广网和北京市水务局官网发布的消息:由于近期持续强降雨及上游河道来水的持续增多,北京地区水库水位已超汛限水位。为尽可能降低对下游地区的影响,北京昌平十三陵水库、北京怀柔水库、北京延庆白河堡水库等于近期陆续开闸泄洪。

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“泄洪”工作也是洪水调度方案的重要一环,能调整水库下泄流量,为新一轮降水或山洪做好应对准备。

8、9月份是淮北一代的降水高发期,也是沿海台风的活跃期,在接下来的日子里,或许还有硬仗在等着我们。

参考资料:

[1] 水利部水文局,水利部淮河水利委员会.2003年淮河暴雨洪水[M].北京:中国水利水电出版社,2006.

[2]吴顺成,刘思清.北拒马河废弃沙坑洪水威胁及治理对策探讨[J].海河水利, 2015(4):3.DOI:CNKI:SUN:HHSL.0.2015-04-014.

[3]冯亚辉,李书友,陈林.关于拒马河"7.21"洪水的思考[J].水利建设与管理, 2013(11):3.DOI:CNKI:SUN:SLJS.0.2013-11-018.

[4]李俊通,韩颖,景晶晶.涿州市防洪体系与抗洪经验探析[J].河北水利, 2011, 000(006):42-43.DOI:CNKI:SUN:HBLS.0.2011-06-033.

[5]刘莎莎,丰成君,谭成轩,等.太行山东麓北拒马河冲积扇结构探测及地震砂土液化判别[J].地球学报, 2022, 43(1):11.

[6]杜雷功,王浩,刘万新.海河水系平原区大型水闸设计研究[M].中国水利水电出版社,2014.

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