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专家模拟寿光水灾揭开成因(寿光水灾)

寿光洪水(专家模拟寿光洪水揭开原因)

8月13日至19日,“摩羯”和“温比亚”台风接连肆虐山东,多地普降暴雨。截至29日11时,山东省526.48万人受灾,死亡26人,失踪1人。潍坊寿光、青州、临朐是重灾区。

寿光大水是天灾还是人祸?不同的有不同的说法。认为灾民所说的寿光洪水是上游三座水库同时泄洪造成的。但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、持续超强降雨是造成本次洪涝灾害的主要原因,水库运行符合运行方案的规定。

一个独立的专家团队根据公开数据模拟了寿光洪水,结果部分印证了上述专家组的判断,暴雨是寿光洪水的主要原因。原野水库的适当运行具有略微优化运行的潜力;弥河下游泄洪能力下降,造成更大面积的洪水损失。

水库调度存在优化空区间。

8月18日至19日,寿光市政府防汛抗旱指挥部办公室连续发出四次通知,加大上游水库泄洪量。19日晚7时29分,寿光广播电视台官方微博发布《寿光市委市政府办公室关于做好防雨防灾工作的通知》称,上游冶源水库、黑虎山水库、松山水库同步泄洪,随着区间来水,预计弥河泄洪量超过800 m3/s。

泄洪持续了两天两夜,直到8月21日下午6点15分,三座水库才全部关闭闸门,停止泄洪。8月19日8时至8月22日零时,冶源、黑虎山水库泄洪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小涛介绍,防汛部门要根据汛期的水情、工情、险情和天气预报,做好水库调度工作,及时拦蓄洪水、削峰错峰,最大限度减轻下游抗洪抢险压力。如果一个水库既能在洪水到来之前将水位控制在汛限以下,又能在洪水发生时进行合理调度,在保证大坝安全的前提下,将泄洪量控制在下游河道的泄洪能力之内,那么基本可以判断这个过程不存在人为失误。

那么,寿光水灾是什么原因造成的呢?上游三座水库是否调度不当?易水环境科技(上海)有限公司总经理张说,可以用计算机模拟来回答上述问题。最近,他的团队收集了气象、地形、水库特征、河流水位特征等数据。通过多种手段,建立了弥河流域水文水动力数值模型,模拟分析了水库调度和洪水演进。

团队绘制了三天降雨等值线图(8月17日8时至8月21日8时)和最大24小时降雨等值线图(8月19日8时至10月20日8时)。结果表明,降雨中心均位于寿光市上口镇附近,三天最大累积降雨量为401 mm,而冶源水库上游面三天平均降雨量为240 mm。根据寿光市的防汛预警级别,当时的降雨量已经达到I级红色预警,情况极其紧急。

张说,降雨峰值出现在降雨过程的后期,前期土壤在小雨下达到饱和。后期暴雨过后,入渗量少,径流量大,极为不利。也就是说,寿光当地的暴雨已经开启了“看海”模式,上游三座水库同时泄洪也让寿光雪上加霜。

冶源水库位于弥河上游干流,黑虎山水库和松山水库位于支流。张团队对三座水库入库流量的模拟显示,8月18日至20日,冶源水库、黑虎山水库、松山水库最大入库流量分别约为1700、650、425 m3/s,入库流量峰值出现在8月19日21: 00-22: 00左右。

张介绍,根据泄洪情况,冶源水库实现了洪峰下泄,拦蓄洪峰近1000 m3/s,防洪效果显著。降雨和入库流量高峰期,黑虎山水库下泄约900 m3/s,而冶源水库控制下泄,实现错峰。松山水库因为没有水位和出流量数据,无法判断。

张团队根据媒体公开报道的冶源水库库容和水位数据显示,暴雨前冶源水库水位已降至136.2m,对应库容为8200万立方米。原野水库汛期最高水位达到138.5米。

张说,假设当时冶源水库将下泄流量控制在300 m3/s,理论上可以继续使用2000多万m3的调洪能力,但水位会达到140.2m,加剧水库上游的洪水损失。也就是说,冶源水库优化调度的潜力微乎其微,但前提是至少要有未来6-12小时的天气预报和水库流域先进的洪水预警预报系统,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多万立方米的洪水调节库容,仍然可以认为是适当的调节。

占用河道的扩大损失

根据《2018年弥河防洪应急预案》,弥河防洪标准为20年一遇,导流断面下游河道“一般洪水”流量小于2722 m3/s;“现行标准洪水”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 m3/s,低于规划中的防洪标准流量。那为什么弥河下游还会发生溃坝呢?

模拟显示,当上游洪水到达寿光市附近时,洪水发生分流,其中约40%向西流动,约20%向东流动,其余40%向下游流动。模型分析表明,弥河寿光下游泄洪能力仅为1500m/s左右,不满足寿光市ⅱ级防洪预案橙色预警要求。张估计,导致分洪的主要原因是下游河道萎缩,局部河段束窄,拦洪建筑物多,导致河道泄洪不畅,水位上涨,导致洪水漫溢,决堤,造成较大的区域性洪水损失。

河流的米寿光段受到农场、违章建筑和采石场的严重侵蚀。一位寿光市民告诉《财经》记者,在过去的一年里,他在弥河沿岸进行了多次观察,发现有许多采石场在宽阔的河床上修建障碍物和围堰。后来他通过微博做了曝光,但并没有引起当地的重视。

两个月前,官网,寿光市水利局也发布信息,寿光市位于弥河下游,河滩宽阔。此外,由于寿光农业产业结构的特点,河中蔬菜大棚种植较为普遍。该部门计划集中清理河道内的蔬菜大棚和种植拱门。目前,已对弥河沿岸8个镇(街道)的蔬菜大棚和种植拱门进行了评估测量,河道两岸滩涂长度80公里,涉及蔬菜大棚和种植拱门747个。

程晓涛认为,这次水库调度是依据防洪应急预案和调度规则进行的,无可非议。吸取的教训是,防汛应急前置信息资源的网络案例要考虑河道萎缩的影响,进行必要的修正。如果当地能够根据实际情况判断河道的泄洪能力,那么在洪水日,松山水库和黑虎山水库两座中型水库强制泄洪时,可以要求冶源水库适时适当降低下泄流量,使水库的高水位时间可以持续得稍长一些,甚至两害相权取其轻, 并可持续利用2000多万立方米的调洪库容,充分发挥大型水库的调峰错峰作用,更有助于减轻下游灾情。

需要系统地降低洪水风险。

水库是现代防洪工程体系的重要组成部分。张指出,我国大部分大型水库都建于上世纪五六十年代。许多水库设施老化,防洪标准低,坝体薄弱。此外,由于下游河流人类经济活动的影响,河流、湖泊、滩涂和重要设施的布局发生了变化,使得洪水风险加大。

据统计,2017年,我国共发生43次大范围强降雨事件,造成6951.2万人受灾,674人死亡,直接经济损失1909.9亿元。

"这盆水泼在谁身上,谁就要暴露."程晓涛说,北方地区河流泄洪能力萎缩的现象非常普遍,寿光并不是个例。通过寿光洪灾,各地应总结经验教训。对于防汛部门来说,防汛应急预案要根据河流、水库等各种因素的变化及时调整。对于公众来说,使用河滩要考虑两个问题:如何在不提高洪水位的情况下使用;即使洪水发生,损失也在可承受范围内。

为了降低洪水风险,美国从20世纪50年代开始率先编制洪水风险图。截至目前,美国联邦政府及各州县已陆续完成不同频率(最高可达500年一遇)的洪水危险图、洪水保险率图和百年一遇洪水淹没区洪水区划图的编制,用于土地管理、洪水保险、建筑施工控制、洪水通道维护、洪水规避和公众洪水风险意识普及等。

美国联邦法律规定的洪水风险地图的使用主要包括两个方面:支持洪水保险政策的实施和洪水地区土地开发建设活动的管理。美国联邦相关法律要求,洪水地区的所有不动产所有者都要按照洪水保险费率表购买洪水保险,以分担洪水风险。不买,一是拿不到买房需要的贷款;第二,一旦被淹,就得不到政府的救灾。

2005年,日本修改了《水法》,要求各级政府重点指导洪水避险和转移,编制洪水风险图,并发到每家每户。

程晓涛介绍,目前我国大部分重点防洪区都编制了洪水风险图,耗资数十亿元。现在的问题是立法滞后,洪水风险图没有法律地位,没有约束力,用户还仅限于防汛指挥部,应用范围和领域非常有限。

“国外的洪水风险图都是向公众公布的,以便我们在城市布局和空规划中采取措施规避风险。我们的地图只能内部使用,连规划部门都看不到。”程晓涛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,作为规划建设部门提高公众风险意识的参考。

“以流域为基础的综合治理规划势在必行,”张说。在城市发展中,水资源利用、防洪安全、土地资源开发、河流生态等目标是相互矛盾的,同时又随着经济发展和水文条件的交织而变化。只有在流域层面,才能全面系统地协调空之间的矛盾和目标之间的矛盾,优化平衡各种因素,明确管理框架和手段。现实中,尤其是城管部门在制定专项规划时,往往没有考虑其他水利相关专业的内容,缺乏有机协调的手段,导致规划缺乏系统性约束,科学性、权威性和可操作性不够。

张建议,相关业务管理部门应科学编制洪水风险图,制定灾害性洪水风险评估和应急预案,包括水库优化调度方案、水库溃坝风险识别、工程和非工程措施应急预案管理、人员风险规避和转移方法等。这是城市发展不可逾越的任务。同时,要充分利用现代信息技术和模型手段,提高决策的智能性和可信度。

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