新时期澧水流域防洪体系建设的思考

2023-03-11 13:20沈坤民刘世军吴德强曾兴颖
长江技术经济 2023年6期
关键词:水库

沈坤民 刘世军 吴德强 曾兴颖

摘 要:澧水是洞庭湖水系中洪旱渍涝灾害最多的河流之一。澧水的防洪与洞庭湖区紧密相关,且涉及长江中游的江湖关系,是长江整体防洪中不可或缺的一环。江垭、皂市水库等防洪控制工程建成后,流域防洪标准有所提高,但仍然存在干流没有控制性防洪工程、洞庭湖四口水系的综合整治滞后等问题。根据新时期防洪要求,在梳理流域防洪存在问题的基础上,提出了完善流域防洪体系的几点建议,为开展流域综合规划修编工作,推进防洪控制性枢纽工程建设提供支撑。

关键词:澧水流域;防洪体系;水库

中图分类号:TV87                                              文献标志码:A

1 澧水流域概况

1.1 流域自然环境

澧水为洞庭湖四大水系之一,位于湘西北、鄂西南的武陵山区,西、南以武陵山与沅水为界,北以湘鄂丛山与清江分流,东临洞庭湖。澧水河流密布,支流众多,干流有南、中、北三源,通常以北源为主干,发源于桑植县杉木界,在桑植县南岔会合,向东流经张家界、慈利、石门、澧县、津市六个县市。澧水沿途接纳溇水、渫水、道水和涔水等支流,至津市小渡口注入洞庭湖。小渡口以上干流长390 km,落差1 439 m,流域面积18 583 km2。其中,湖南境内流域面积15 505 km2,占83.4%,其余属湖北省。

澧水流域属中亚热带季风湿润气候,受季风影响较大,冬季多为西伯利亚干冷气团控制,气候寒冷干燥。流域内产生的暴雨,主要是由高空低涡或切变、地面锋系或气旋相伴出现形成。由于地貌的因素,流域内的气候有较大差异,上、中游属于湘西北气候,下游为湘北气候。流域多年平均降雨量约为1 436 mm,上、中游年均降雨量1 363~1 924 mm,下游1 165~1 270 mm。北部的五峰、鹤峰一带是长江中游有名的暴雨区。

1.2 流域社会经济

澧水流域包括桑植县、张家界市、慈利县、石门县、澧县、临澧县、津市等县市的全部或大部,以及永顺、龙山和湖北省鹤峰、五峰等县的一部分,共涉及12个市(县)级行政单位。各城区地势较为平坦,沿河两岸带状分布。沿河重要建制集镇包括干流的温塘镇、后坪镇、溪口镇、岩泊渡镇、新安镇、合口镇,支流溇水和渫水上的江垭镇、象市镇、壶瓶山镇、皂市镇等。流域内湖南省总人口327.51万,其中农业人口233.22万;耕地面积337.35万亩。2022年,流域相关市县生产总值为:张家界永定区239.27亿元、桑植县112.46亿元、武陵源区45.83亿元、慈利县194.82亿元、石门县360.32亿元、澧縣448.1亿元、临澧县235.53亿元、津市208.9亿元。

2 澧水防洪规划总体布局

《澧水流域规划报告》提出,石门以上防洪标准为50 a一遇。石门以下松澧地区洪水来源有澧水和松滋河水系,其中长江松滋河水系来水更具有控制作用,三峡建库和松滋建闸可将松澧地区防洪标准提高到50 a一遇。

根据澧水洪水特性和澧水与长江松滋河洪水遭遇致灾的情况,水利部审查同意在整治疏浚河道、维持行洪能力的基础上,采取堤防、水库和分蓄洪区相结合的防洪体系。石门县以下澧水沿岸主要城镇及松澧地区,近期按20 a一遇防洪标准进行治理;远景主要解决松澧地区50 a一遇的洪水及沿河的城市防洪校核标准的洪水威胁,在近期规划的基础上,配合三峡建库和松滋口建闸控制,从根本上解决澧水沿河及松澧地区的防洪问题。

3 澧水流域防洪体系现状

澧水流域防护的主要对象为沿河城市及尾闾松澧地区。从保护对象的防洪要求考虑,防洪水库的主要任务是提高松澧地区的抗洪能力,同时提高澧水中、下游抗洪能力,以此确定分别在干流修建宜冲桥水库、凉水口水库,溇水支流修建江垭水库,渫水支流修建皂市水库,以较好地控制洪水。然而宜冲桥水库、凉水口水库还在规划设计阶段,中上游区域的张家界、桑植均无控制性的防洪水库。澧水干流及主要支流的其他中小水库对沿河城镇及农田的防洪作用更小。

根据澧水洪水特性、防洪对象的自然地理特点,以及沿江广大乡镇和农村人口及耕地分散的特点,澧水流域采用了工程措施和非工程措施相结合的综合防洪方案,以沿江城区堤防和护岸为基础,结合兴利建设干支流水库,拦蓄洪水,加强河道整治,基本形成了中上游防洪措施为水库和堤防,中下游防洪措施靠江垭、皂市水库及堤垸堤防,下游蓄滞洪区相配套,具有一定抗洪能力的防洪体系。

澧水流域已建防洪骨干水库主要有鱼潭、江坪河、江垭、皂市等,各水库主要情况如下。

(1)鱼潭水库。位于澧水干流中游,工程以发电为主,兼顾防洪等综合效益,控制流域面积3 473 km2,占流域总面积的19%,正常蓄水位250 m,相应库容0.7亿m3,总库容1.16亿m3,防洪库容0.467亿m3,为不完全季调节水库。

(2)江坪河水库。位于澧水支流溇水鹤峰县境内,控制流域面积2 140 km?,占溇水流域面积的42%,正常蓄水位470 m,相应库容12.56亿m3,总库容13.66亿m3,防洪库容2.0亿m3,为多年调节水库,工程以发电为主,兼顾防洪等综合效益。

(3)江垭水库。位于澧水支流溇水中游,是澧水流域第一座关键性防洪控制工程。工程以防洪为主,兼有发电、灌溉、航运、供水和旅游等多种综合效益,控制流域面积3 711 km?,占溇水流域面积的74%,正常蓄水位236 m,相应库容15.75亿m3,总库容18.34亿m3,防洪库容7.4亿m3,为年调节水库。

(4)皂市水库。位于澧水支流渫水上,工程以防洪为主,兼有发电、灌溉、航运等综合利用效益,控制流域面积3 000 km?,占渫水总面积的94%,正常蓄水位140 m,相应库容12亿m3,总库容14.4亿m3,防洪库容7.83亿m3,为年调节水库。

随着这些防洪骨干水库的建成,使下游沿河两岸及淞澧平原的防洪标准由原来的4~7 a一遇提高到17~20 a一遇。在2003年7月、2010年7月、2011年6月、2014年10月等区域性大洪水和1998年、2020年全流域大洪水中,已建水库发挥了关键作用。据统计,20多年来,江垭、皂市水利枢纽成功拦蓄超过1 000 m3/s的洪水百余次,有效减轻了澧水流域、松澧地区及洞庭湖的防洪压力,直接减灾效益达100多亿元。

4 澧水流域防洪存在的主要问题

在江垭、皂市、江坪河等水库建成的同时,流域内经济迅猛发展,沿河城镇规模不断扩大,经济体量已今非昔比,但仍比较脆弱,经不起大灾冲击,尤其是沿河广大农村地区设防标准普遍偏低,若发生流域性大洪水,损失可能大幅上升。当前,澧水流域防洪存在以下方面的问题。

4.1 流域顶层规划问题

三峡水库建成运行,洞庭湖区防洪形势向着有利的方面变化;随着流域城市化进程的加快,张家界等澧水流域主要城市规模迅速沿河流两岸扩展,工业发展,人口增加,沿河两岸很多原来为农村的区域目前成为城市规划区,其防洪标准相应提高,然而由于干流各县市的城市防洪规划没有相应调整,致使很多城市扩展区缺乏相应的防洪保护,现有防洪能力严重偏低。现有的《澧水流域综合规划》亟待修编。

4.2 防洪体系不完善问题

(1)澧水干流无防洪控制性工程。目前已建成的江垭、皂市和江坪河水库均位于澧水的支流,配合张家界、慈利等城市堤防工程和下游松澧地区堤垸加固工程,使得流域的防洪能力显著提高,支流溇水、渫水本身防洪问题以及干流一般性常遇洪水问题基本得到了解决,但澧水干流缺少防洪控制性工程,无法有效防御类似1998年和1935年以干流为主的大洪水,亟待建设规划中的宜冲桥水库,以完善澧水流域防洪体系。宜冲桥水库建成后,通过江垭、皂市、宜冲桥三座防洪控制性水库联调,可将流域下游防洪标准从不足20 a一遇提高至40 a一遇及以上标准,对一般实测大洪水年,三江口洪峰流量均可控制在12 000 m3/s以内,对于50 a一遇洪水,可基本满足流域下游的防洪要求,避免发生毁灭性洪灾。

(2)松澧洪水遭遇频繁、松澧地区防洪能力不足等问题仍未彻底解决。20世纪50年代以来,在江湖自然演变和人类活动影响下,长江与洞庭湖的江湖关系发生了显著变化,四口河道淤积,泄流不畅以及松澧洪水遭遇,加大了长江干流防洪压力,松澧地区防洪问题仍未彻底解决。因此,要顺应江湖关系变化,进一步深化四口水系综合整治工程项目论证,加快松滋口建闸、四口水系河道疏浚扩挖、河湖连通、堤防加固及护岸等项目的开工建设,实现松澧洪水错峰调度,综合解决区域的水資源及水生态环境等突出问题。

4.3 流域智慧水利管理水平不高

对照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”的要求,澧水流域全覆盖水监控能力和信息化手段明显不足,流域综合管理的数字化、信息化、智能化和智慧化不高,设备逐年老化,洪水预见期不长,“智慧澧水”正在建设中,流域水治理体系、治理能力与现代化流域综合管理水平存在较大差距。

5 思考和建议

党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央从战略全局高度擘画治水工作。习近平总书记明确提出“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路,为水利工作提供了科学指南和根本遵循。党的二十大报告指出,统筹水资源、水环境、水生态治理,推动重要江河湖库生态保护治理。

为此,水利部提出要继续推进大江大河大湖防洪治理,加快大江大河堤防达标建设和河道整治,推动控制性枢纽建设和蓄滞洪区建设与调整,完善流域防洪体系。水利部长江水利委员会提出要加强长江大保护和推进系统治理,贯彻《长江保护法》,全面提升流域防洪减灾能力,全面提升供水安全保障能力,全面提升水生态环境保护修复水平,全面提升流域综合管理水平。湖南省提出以筑牢水安全网为核心,重点建设洞庭湖及“四水”干支流堤防工程、防洪控制性枢纽,完善城市防洪排涝系统,提升水旱灾害防御能力,优化水资源配置,推进城乡供水一体化,形成防洪、饮水、用水和河湖生态安全格局。

5.1 开展新时期流域顶层规划

根据新时期治水思路,在系统梳理澧水流域防洪问题的基础上,开展《澧水流域综合规划》修编工作,强化水生态空间管控的基础支撑作用,寻求利用自然生态系统的功能增加流域的防洪能力,进一步优化调整防洪工程布局。

5.2 补齐防洪工程短板

根据综合规划,按照确有需要、生态安全、可以持续的原则,继续推进骨干防洪工程建设,完善澧水流域防洪减灾体系,更好地服务于长江经济带建设。

5.2.1 补齐澧水干流缺乏防洪控制工程短板

目前,澧水支流溇水、渫水已建成江垭、江坪河、皂市水库,并发挥防洪作用,但由于干流缺少控制性工程,对整个澧水流域防洪而言,工程措施存在短板,尤其是应对类似1935年特大洪水,必须建立江垭、江坪河、皂市、宜冲桥水库等防洪体系,才有可能将洪灾损失降低至较低水平。宜冲桥水库建成将对澧水流域干流洪水控制具有关键作用,尤其对干流洪水的防洪作用显著,可使石门洪峰流量得到有效控制,同时还具备灌溉、发电和航运效益;宜冲桥水库建设目前的主要限制因素:一是工程防洪库容受枝柳铁路路基高程的制约,防洪库容难以达到规划的2.5亿m3;二是澧水干流张家界河段为湖南张家界大鲵国家级自然保护区实验区,宜冲桥水库坝址位于实验区内,受到国家级自然保护区的制约。为加快推进宜冲桥项目建设,需要多措并举破解宜冲桥项目推进难题,深入科学论证宜冲桥项目的规模和工程方案,既要确保工程安全,又要最大限度节约投资,同时也要妥善解决自然保护区等相关制约性因素。

5.2.2 松滋建闸实现长江与澧水洪水错峰

松澧洪水遭遇频繁,在澧水流域水库和三峡等上游干支流水库发挥防洪作用后仍不能解决松澧地区防洪问题、不能使其达到50 a一遇设计标准(如澧水典型的1935年、1998年、2003年,以及50 a一遇的1998年型洪水)。在澧水发生洪水时,对松滋口分流进行调控,实现松滋口分流洪水与澧水洪水的错峰,可提高松澧地区防洪能力;此外,松澧地区共有澧南垸、西官垸、九垸和安澧垸4处蓄滞洪区,共计容积19.43亿m3,运用蓄滞洪区分洪,会造成较大的分洪损失,对蓄滞洪区经济社会、生态环境等会产生较大影响,不宜作为优选方案。三峡工程建成投运后,荆江河段防洪能力得到了根本性的改善,为洞庭湖松滋口建闸提供了条件。松滋口建闸错峰调度对降低松澧地区洪水位、缓解防洪压力有明显作用,且对长江干流防洪影响有限,是解决松澧地区防洪问题的优选可行方案。因此,通过深入研究蓄滞洪区分洪运用与建闸错峰运用的关系,分析建闸前后松澧地区不同典型洪水超额洪量变化情况及其替代或减少蓄滞洪区分洪的作用,研究松滋口闸错峰调度方案,是提高松澧地区的防洪能力,达到设计防洪标准的先行措施。

5.3 提升工程管理水平

5.3.1 严格落实河长制和各级防汛责任

大力宣传贯彻执行《水法》《防洪法》和《河道管理条例》,严格落实河长制,全面落实落细各级防汛责任,杜绝侵占洪道行为,保障行洪河道畅通。

5.3.2 开展调度技术基础研究

推进江垭、江坪河和皂市等澧水流域已建防洪骨干水库联合调度基础研究,在澧水流域水库群优化调度以及水文、气象预报技术提高的基础上,优化水库群综合调度。同时考虑松澧地区防洪需求,通过三峡水库错峰调度分流松滋口洪量,融入长江流域水工程联合调度体系,在不改变三峡水库既有防洪调度任务的前提下,提出兼顾松澧地区的防洪需求的调度措施。利用三峡水库对城陵矶地区进行防洪补偿调度的库容,深入研究对松澧地区防洪的错峰联合调度机制,提升调度水平。

5.3.3 加快数字孪生流域建设,提升流域综合管理水平

充分发挥数字孪生流域及新一代信息技术支撑作用,坚持科技引领和数字赋能,率先建设现代流域综合管理示范系统,实现对流域综合管理的数字化、信息化、智能化和智慧化,流域水旱灾害防治、水资源管理、水土保持、水生态治理与修复、河湖水岸監管、水利工程运行调度等综合管理业务真正具备“四预”能力,大幅提高流域综合管理的科技水平和效能,实现“安澜澧水”发展战略。

6 结束语

针对澧水流域防洪存在的主要问题,应根据新时代、新形势的要求,开展澧水流域综合规划修编工作。统筹推进防洪控制性枢纽建设,加快开展宜冲桥水库的可研等前期论证工作。按照“加固、扩容、疏浚、拦蓄”的系统治理思路,推进四口水系综合整治。充分运用数字映射、数字孪生、仿真模拟等信息技术,建设智慧澧水,全面提升流域防洪减灾能力。

参考文献:

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Reflections on Construction of Flood Control System of Lishui River Basin in the New Period

SHEN Kunmin,LIU Shijun,WU Deqiang,ZENG Xingying

(Hunan Lishui Hydro & Power Co.,Ltd.,Changsha 410004,China)

Abstract:Lishui River is one of facing the highest frequency of floods,droughts and waterlogging in the Dongting Lake system. It is an indispensable part of the overall flood control of the Yangtze River because the flood control of Lishui River is closely related to the Dongting Lake area and is involved in the river-lake relationship in middle Yangtze River. Although significant progress has been made in enhancing basin flood control standards through the completion of Jiangya and Zaoshi Reservoir and other flood control projects,critical challenges persist. These challenges include the absence of flood control projects in the main stream,and the unresolved issues concerning the integrated governance of four inlets of the Dongting water system. In line with the requirements for flood control in the new era,we analyzed the problems in basin flood control and offered suggestions to improve the basin flood control system. It is expected to provide support for revising the comprehensive watershed plan and advancing the flood control hub project.

Key words:Lishui River Basin;flood control system;reservoir

收稿日期:2023-08-07

基金项目:湖南省水利科技项目(XSKJ2021000-11)

作者简介:沈坤民,男,高级工程师,硕士,主要从事水库调度、水利工程建设和运行管理工作。E-mail:skm20020218@126.com

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