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《全面完善永定河防洪体系, 建立新概念“河谷滞洪区”》

2024-8-2 20:02| 发布者: weiwei |原作者: 徐林|来自: 古城历史地理

摘要: 此文发表于《永定河》杂志纪念官厅水库建成七十周年特刊。今天是北京市的永定河流域在2023年7月31日发生特大洪灾一周年,特地转发此文以示纪念。插图一文字说明:永定河谷中现有的河谷水库——珍珠湖【摘要】此文提 ...
此文发表于《永定河》杂志纪念官厅水库建成七十周年特刊。今天是北京市的永定河流域在2023年7月31日发生特大洪灾一周年,特地转发此文以示纪念。

插图一文字说明:永定河谷中现有的河谷水库——珍珠湖

【摘要】此文提出了一个防治永定河水患的新概念,就是把历朝历代对永定河水患的消极防守,转变为积极进攻。改变以前只是依靠建筑永定河堤防被动抵御洪灾的做法,通过全面建设“河谷滞洪区”,把洪水泥沙尽量滞留在上游山区,变害为宝造福桑梓。历史事实证明,水土保持是根治山区洪灾的关键措施,建设“河谷滞洪区”水利工程设施,是一个全面完善防洪系统的可行方案。河谷滞洪区的主体设施,是山区应有尽有的水库群。河谷滞洪区的基础设施,是在没有水库坝址的所有山沟河谷地带,修建的各种形式的滞洪蓄洪水利工程设施。按照实际地质条件、河床海拔高程分段,在每段河谷的下端,建筑有合适高度的、有节制闸的钢筋混凝土滚水坝、拦洪坝等等设施,进行河谷梯级分段设防,利用河谷拦截洪水、滞留洪水,留蓄洪水。

【关键词】永定河 建立 河谷 滞洪区

【正文】2023年11月10日,习近平总书记视察了北京市门头沟区与河北省保定市,慰问因洪涝受灾群众,接见在抗洪救灾中做出贡献的干部、战士和家属。习近平总书记指出:“我们要始终坚持以人民为中心,坚持系统观念,坚持求真务实、科学规划、合理布局,抓紧补短板、强弱项,加快完善防洪工程体系、应急管理体系,不断提升防灾减灾救灾能力”。我们要牢记习近平总书记的嘱托,确保建好水毁的水利设施、道路农田和居民房屋,全面完善永定河水系“上蓄、中疏、下泄”防洪工程体系,提高京津冀地区的抗洪能力,集思广议想方设法完成这个功在当代利在千秋的工作。  

央视新闻报道:世界气象组织发言人于2023年8月18日警告称:“今年夏天持续席卷全球的极端高温天气及其引发的天气灾害将成为此后全球气候的普遍情况”。我们要重视这一警告,做好抵御可能发生的各种天气灾害的准备。

插图二文字说明:中国近5000年气温变化示意图,又称“竺可桢曲线”

2023年7月31日发生在北京市门头沟、房山区和河北省涿州市等地的特大洪涝灾害,就有可能在今后几年再次发生在太行山的山前迎雨区地带。一定要采取更加有效的措施解决这一问题,建立“河谷滞洪区”水利工程设施是一个可行的方案。

本文提出了一个防治永定河水患的新概念,就是把历朝历代对永定河水患的消极防守,转变为积极进攻。改变以前只是依靠建筑永定河堤防被动抵御洪灾的做法,今后要通过全面建设永定河山峡区水库群和钢筋混凝土滚水坝等系列水利工程设施,建成“河谷滞洪区”这个新概念新方案,把洪水泥沙尽量滞留在上游山区,变害为宝造福桑梓。  

新中国成立以来,把人民的生命财产安全放在首位,构建了上蓄、中疏、下泄的防汛抗洪策略格局,大力兴建水利设施,汛前预先泄水,汛期科学调度,全力以赴保障沿河城市安全度汛。

北京市建立在山前区的密云水库和怀柔水库的建设效果就是其中最优秀的例子,自从潮白河水系的水利设施建成以来,沿河的北京市辖区密云怀柔顺义通州、河北省辖区三河香河大厂以及天津市辖区宝坻塘沽等城市都能够安全度汛。  

插图三文字说明:北京密云水库建设在燕山山脉山前迎雨区的河谷口,可以拦截山前迎雨区的全部洪水,滞洪蓄洪效果极佳。

同属海河流域的永定河水系和拒马河水系,也同样响应一定要根治海河的号召,建设官厅水库、斋堂水库、珠窝水库等水库、节制闸、拦河闸和防洪堤等水利设施,为什么今年还是发生了较大洪灾呢?这是因为今年的夏季降雨量是百年一遇的,而且降雨区集中在太行山脉的山前迎雨区。太行山脉与华北平原之间没有丘陵地带作为约束河床的过渡地带。而且永定河与拒马河在山前迎雨区的这段河谷,还没有修建水库,或者没有修建水库的合适位置,所以山洪形成后就直接冲出河谷,直接进入平原。造成了位于河谷及河谷下游平原中的城镇村庄被迅速上涨的洪水威胁和毁坏。

插图四文字说明:永定河在山前迎雨区的这段河谷,还没有修建水库。如果在这一区域降下暴雨,就会立即成灾。



根据洪水后北京水务局的调研,派出的专家们跑了几十个山沟河谷,上溯探寻到泥石流的端点,现场看到的问题很多。水利专家们深感山区防洪减灾是个社会共治问题,远非水利、国土、林业等专业部门能够解决的,也远非工程措施能解决的,当然也远非现有灾后重建方式能解决的。特殊问题要特殊解决,关键问题要关键解决,永定河防洪系统问题需要用新概念的方式整个系统解决。

水利部2023年8月21日召开海河“23·7”流域性特大洪水防御情况新闻发布会,水利部规划计划司司长张祥伟表示,海河流域有些河流上游防洪控制性水库尚未建成,洪水拦蓄能力不足,山区洪水直接进入平原。部分河道及堤防建设不达标,行洪能力达不到规划要求。蓄滞洪区建设滞后,进退洪设施不完善,影响有效分蓄洪水。

水利部将会同有关部门和地方,进一步加强海河流域系统治理,加快完善流域防洪工程体系,全面增强流域防洪减灾能力。一是加快水毁工程修复。二是提高“蓄”的能力。加快推进防洪控制性水库和蓄滞洪区安全建设,增强洪水调蓄能力。

笔者经过查阅大量水利史专著,总结历代治水的正反两面经验,通过反复研究论证,提出了在永定河流域上游“建立河谷滞洪区”的新概念方案,希望听取有识之士的讨论和指导,以便修改完善实施这一方案。

吴文涛在其著作《北京水利史》(人民出版社2013年版164页)第六章“水患与水困的交集应对”中指出:“历史上的永定河筑堤,主要是被动防御思维的结果。虽然当时人们对于筑堤给两岸环境方面带来的负面影响已有所认识,但着眼点仍是中下游河段的溃堤及泥沙淤积问题,而缺乏针对整个流域进行综合治理的固本之策。

永定河筑堤减少了北京城的洪水威胁,但把水灾与环境退化的危机延伸到了下游地区;清代筑堤以后使往复摆动的河道被最终固定,在人与水争夺土地的较量中暂时占了上风,却导致北京石景山以下产生了以河床淤高、沿岸湖泊湮废、地下水位下降、水质恶化等为主要特征的环境问题。

历史的回顾启示我们,在气候条件制约下的季节性流量不均之外,上游地区植被砍伐过度造成的水土流失,是永定河含沙量增大的主要影响因素。不断加固的堤防又使河床淤积越来越高,进一步增大了决堤的危险和下游的泥沙淤积,河流故道则发生着日趋严重的水土退化。解决永定河水害的治本之道在于,上游改善生态环境、涵养水土、治沙清流,稳定其水质水性;中下游则应以分流疏导、防止淤积为主。堤防的牢固并不意味着人类对自然的驯服,它的环境效应也需要从正反两方面去认识”。  

“解决永定河水害的根本之道在于上游改善生态环境、涵养水土、治沙清流,稳定其水质水性”的论述是睿智的,为我们解决海河流域水患问题提供了战略性思路。历史事实证明,把水土保持在河流上游山区,才是根治永定河洪灾,保障首都北京安全的最佳措施。

现在要完善构建“上蓄、中疏、下泄”的防汛抗洪策略格局,本文提出了建立“河谷滞洪区”的新概念:为把洪水泥沙尽量多的滞留在山区河谷,利用原有的和新建的各种水利工程设施,延长山区洪水的出山时间和调控山区洪水出山流量,全面完善防洪系统的方案。

一,河谷滞洪区的构成

河谷滞洪区的主体设施,就是山区应有尽有的水库群。河谷滞洪区的基础设施,是要在在没有水库坝址的所有山沟河谷地带,修建各种形式的滞洪蓄洪水利工程设施。

1,首先我们看到,北京市水务局已经发布规划,要在永定河上游山区建立防洪控制性大型水库。我们拥护和称赞修建水库的规划,希望国家把这几年基建投资的重点,放到修建水利水电工程设施上,特别是在永定河上游的太行山峡谷地区,把所有的适宜修建水库的坝址,全部都应建尽建。在永定河上游建设成为具备防洪滞洪、生态蓄水,能将降水和洪水资源合理利用配置、保障流域自然环境和区域经济社会和谐发展等等多种综合功能的永定河水库群,要与首都可持续发展的长远规划紧密关联。

建筑水库工程要做好规划,由北京水务局组织专家进行永定河调洪演算,根据洪水标准、洪峰流量、洪水总量,这些标准量级与特定地域水空间要求的水库库容、蓄滞洪区库容等的量级对应关系,考虑水库群的部分防洪库容和兴利库容重合利用,全部规划设计好适宜的水库规模和建设施工方案。

插图五文字说明:现在永定河山峡区已经建成的斋堂水库。

2,在没有适合修建水库坝址的干流以及支流河谷,要按照实际地质条件、河床海拔高程、村镇分布位置分段,在每段河谷的下端,建筑有合适高度的、有节制闸的钢筋混凝土滚水坝等等设施,进行河谷梯级分段设防,利用河谷拦截洪水、滞留洪水,留蓄洪水。

3,在没有建造水库、又没有建造钢筋混凝土滚水坝的山前迎雨区其它山沟山谷,我们也要进行规划设计,沿山沟山谷分段建立旱坝、石坝和塘坝,也可以起到滞洪蓄洪、阻挡泥石流等水土保持的作用,是可以用以工代赈办法广泛推广动员山区居民参与的最为有效最为经济的方案。

二,河谷滞洪区的作用

河谷滞洪区的主要作用是延长山区洪水的出山时间和调控山区洪水出山流量。河谷滞洪区的次要作用是防治泥石流灾害对山区村镇的危害。长期以来,关于“上蓄”防汛抗洪策略,以前也实施过一些办法:修建了些水库,植树造林,开掘鱼鳞坑,修筑旱坝,修建山洪沟拦洪坝等等,一般年景可以发挥一定的作用。但是如果遇到类似23.7洪灾这样的大灾年,台风北上袭击京津冀,两三天内就会暴雨成灾!

这次暴雨在太行山前迎雨区一些地方,是两天降了1000多毫米的雨。洪水很快就冲出山区,形成了4650立方米/秒的洪峰,对永定河谷口下游处的堤防和桥梁造成很大的危害。我们这次应对23.7永定河山洪,原有的一些山洪沟拦洪坝发挥了重要作用,但也有个别山洪沟拦洪坝因标准低溃坝加剧灾害的案例。

在去年这样洪水较大的情况下,现有的防洪体系不足以产生足够的滞洪作用。大量洪水很快冲出山谷,对位于河谷下游的城镇造成了巨大的威胁。所以我们必须要将“延长山区洪水的出山时间和调控山区洪水出山流量”作为针对性的首要任务。我们要修订山洪沟防洪坝建没的规模标准和结构功能,要以水库群为主体,以钢筋混凝土滚水坝等阻水设施为基础,规划建设一种新型的以山区河谷地带为空间位置的“河谷滞洪区”。

我们建设好规范化系统化新概念的河谷滞洪区,就能够安全有效的解决“延长山区洪水的出山时间,调控山区洪水出山流量”这个大问题!在太行山脉的山前迎雨区,一般河谷较宽,坡度较缓,即使建立十几米高的低坝,蓄水的横截面和总面积都较大,滞洪效果明显。河谷地段三面环山,天然拥有三面堤岸,我们只需要在河谷下端建筑一道滚水坝,就可以建成一个分滞洪区,经济成本比平原滞洪区低得多,这是事半功倍的方案。

需要强调的是,我们提出的山区河谷滞洪区要由沿河干流以及各个支流的多段河谷分滞洪区组成。必须要将整个山区的河谷与山沟,进行河谷梯级分段设防。要按照该河谷的实际地质条件、河床海拔高程规划设计分段。在每段河谷的下端,建筑有合适高度的、有节制闸的钢筋混凝土滚水坝,利用河谷拦截洪水、滞留洪水,留蓄洪水。在每条河谷的所有适合区段,都建立分段滞洪区,最大限度的拦滞洪水,就会对河谷下游附近城镇防汛抗洪、排水泄洪争取到了宝贵的时间。

总之,人类要顺应自然,爱护自然。我们应该模拟河谷跌水成潭、堰塞成湖的自然滞水,推广历代村民在山沟河谷建筑旱坝挡水、塘坝蓄水的宝贵经验,总结近现代永定河防洪的深刻教训,规划建设好新概念的河谷滞洪区。

三,河谷滞洪区的运行

1,在所有的适宜修建水库的坝址,全部都应建尽建。把永定河上游山区,建设成为具备防洪滞洪、生态蓄水、水电资源利用配置、环境和区域经济社会发展等等多种综合功能的永定河水库群。以此水库群为主体,以河谷滞洪区其它水利工程设施为基础,北京市水务局等专业部门将可以统一调度永定河上游的所有水资源。

2,在没有适合水库坝址的永定河山区干流以及支流河谷,按照实际地质条件、河床海拔高程分段和村镇分布位置分段,在每段河谷的下端,建筑有合适高度的、有节制闸的钢筋混凝土滚水坝,利用河谷拦截洪水、滞留洪水,留蓄洪水,进行河谷梯级分段设防。

3,上述每段河谷,都作为一个河谷分滞洪区管理,要根据洪水不同水位,划定蓄洪区、行洪区、滞洪区和周边山地区等各自区域范围。全时段区别管理区域内的人员、动植物和建筑物。

4,重点管理所有水库以及有节制闸的钢筋混凝土滚水坝,要有专人检查记录和管理控制水位、闸门、坝体和坝下跌水池状况。

5,每年汛期前要在坝上告示牌公示讯情,提早下泻滚水坝内存水,然后检查坝体设施周边安全状况,确认没有问题后关闭节制闸,做好滞洪准备。

6,汛期时要定时记录上报滚水坝水位数据,坝体状况和实现滚水的开始结束时间和流量,以便上级水利部门掌握调控上下游水利设施。

7,汛情过后,河谷各分滞洪区就立刻成为了蓄水区,为我们留存了宝贵的水资源。拥有了涵养水源,补充地下水,改善周边生态环境的作用。还可以利用河谷滚水坝内蓄洪的水面进行水上运动,或可以利用水体周边湿地进行水生动植物种植养殖,还可以利用周边山地,建设“九曲十八潭”这样的山水风景旅游目的地,社会效益非常可观。

8,到了冬春枯水期,要对河谷滞洪区进行清淤疏浚作业,把淤泥充分利用,作为梯田加厚土层、树木培土和维护维修堤坝道路使用。

本文结论:建立河谷滞洪区,能够基本解决山前迎雨区的滞洪蓄洪问题和防治泥石流危害的问题。

建立永定河河谷滞洪区,影响决策的主要困难和问题,是需要的投资规模巨大。建筑水库群以及建筑河谷梯级钢筋混凝土滚水坝系列,费用不菲。但是与永远解决永定河水患对首都北京的威胁相比较,相信绝大多数人都会赞成建立河谷滞洪区的方案。

历史的经验值得注意!1988年筹建陈家庄水库,预估费用10亿元,缺乏资金没建;2016年预估费用100亿,缺乏资金和纠结影响生态环境,又没建;如今再建预估费用要超200亿。随时间推移,库区内建筑物和居民构成情况越来越复杂,投入的资金将会越来越多。永定河的治理不能只算经济账,要从首都安全、国家稳定的高度算账,要从华北地区生态环境的大局算账,要从永定河干旱断流的环境恶化景观丧失,变成绿水青山的旅游景区的社会效益算账!

确定建立永定河河谷滞洪区,也符合国家经济发展拉动内需的大政方针。把这几年基建投资的重点,放到修建水利水电工程设施上,不但可以增加水利建筑企业的开工项目和经营利润,还可以引入大量的缺乏施工项目的房地产建筑企业投标承接建设钢筋混凝土滚水坝等等次级水利工程项目,化解部分房地产建筑企业现在的困难。并且带动钢铁、水泥等等建材行业的发展。

根治永定河水患的责任,现在已经历史的落到了我们这一代人身上。我们要勇挑重担,开拓进取,勇毅前行,用新概念新方案解决历史遗留的老问题,做好这个功在当代,利在千秋的伟大事业!

插图六文字说明:这是永定河山峡区河谷地段滞洪蓄洪后的绿水青山。

(作者简介:徐 林,男,1953年出生。北京市西城区居民。拥有注册建筑工程监理师,注册设备工程监理师专业技术资格。北京中至正工程咨询公司退休高级工程师,北京历史地理学研究者,作品有《北京水系志》、《北京天桥志》等等系列文章。


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