大清河系洪水資源化利用初探

徐麗娟，郝 娜

（河北省大清河河務(wù)管理處，河北 保定 071051）

據(jù)史料記載，大清河系洪澇災(zāi)害頻繁，是海河流域歷史上洪水泛濫的主要河系之一［1］。而與此同時(shí)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，進(jìn)入21世紀(jì)，河系多年干旱、水資源短缺又成為制約居民生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的首要問(wèn)題。

2012年7月21日，大清河系北支發(fā)生“96·8”以來(lái)最大洪水。河北省防汛指揮辦公室科學(xué)調(diào)度、疏導(dǎo)洪水，經(jīng)新蓋房樞紐引河閘等工程進(jìn)入白洋淀。截至8月9日，洪水入淀量累計(jì)達(dá)8300萬(wàn)m3，白洋淀水位增至7.8m（大沽高程），蓄水量達(dá)2.05億m3，為1999年以來(lái)最高值。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，該次暴雨大清河系共產(chǎn)生徑流2.42億m3，大中型水庫(kù)入庫(kù)總量0.615億m3［2］。 此次洪水過(guò)程雖造成災(zāi)害，給大清河系上游地區(qū)帶來(lái)嚴(yán)重的生命財(cái)產(chǎn)損失，但在一定程度上緩解了下游地區(qū)干旱缺水的現(xiàn)狀，在沖洗河道污染物、回補(bǔ)沿線地下水、改善濕地環(huán)境等諸多方面起到積極作用。因此，針對(duì)大清河系內(nèi)水旱災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，可利用水資源十分匱乏的現(xiàn)狀，要轉(zhuǎn)變治水思路，在保證防洪安全和避免成災(zāi)的前提下，對(duì)洪水進(jìn)行有效控制和管理，實(shí)現(xiàn)河系洪水的資源化利用。

1 河系洪水概況

大清河系地處海河流域中部，子牙河系和永定河系之間，流域面積4.31萬(wàn)km2。河系上游山區(qū)建有6座大型水庫(kù)，中下游辟有7條主要行洪河道，平原內(nèi)分布7個(gè)較大蓄滯洪洼淀，基本上形成較為完善的防洪工程總體布局。

河系洪水多由暴雨形成，7、8月份多發(fā)暴雨，占全年降水量的60%～70%，尤以“七下八上”更為集中，量級(jí)最大。

洪水年際變化較大，暴雨中心洪峰流量Cv值可達(dá)1.5～2.0。河系由十幾條呈扇形東西向中小河流組成，同次暴雨籠罩全河系的機(jī)會(huì)較多，次洪水的洪量同樣較大。如1956年、1963年洪水新鎮(zhèn)最大30d洪量分別為62.62億m3和82.92億m3［1］。

河系現(xiàn)有防洪體系是“63·8”洪水后按“入海為安”的思路進(jìn)行布局和建設(shè)。這是由當(dāng)時(shí)區(qū)域水資源短缺與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾尚不突出，加之防洪能力較低，洪水對(duì)地區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)威脅巨大的情況決定。50多年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口激增，用水量劇增，河系內(nèi)水資源銳減與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾日漸凸現(xiàn)：上游水庫(kù)過(guò)量攔截徑流，導(dǎo)致下游河道干涸，有水皆污；濕地湖泊萎縮，白洋淀多次干淀，1997年以來(lái)21次從上游水庫(kù)或外流域調(diào)水救淀；河道行洪能力降低，樹(shù)障違建阻水嚴(yán)重，造成“96·8”洪水演進(jìn)時(shí)間明顯延遲；地表水源枯竭，加重了地下水超采并導(dǎo)致地面沉陷，據(jù)統(tǒng)計(jì)，華北平原已形成20多個(gè)地下水位下降漏斗群，成為世界上最大的漏斗區(qū)。

2 河系洪水資源化利用的必要性

大清河系地處水資源嚴(yán)重缺乏的海河流域，人均占有水資源量?jī)H為全國(guó)的1/7，現(xiàn)狀水資源短缺和生態(tài)環(huán)境惡化對(duì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸制約不斷加大。多年來(lái)，河系防洪能力大幅度提高的同時(shí)，忽視了洪水具有緩解水源短缺、改善生態(tài)的資源特性。

通過(guò)分析1963年以來(lái)河系幾次較大洪水發(fā)現(xiàn)，歷次洪水造成災(zāi)害的同時(shí)，也產(chǎn)生了巨大的雨洪資源，如表1［3］所示。

表1 大清河系1963年以來(lái)較大洪水情況統(tǒng)計(jì)

“63·8”洪水雖給河系中下游地區(qū)造成了巨大災(zāi)害，但不可否認(rèn)的是自然泛濫的洪水?dāng)y帶的大量泥沙、養(yǎng)分和物種廣泛繁衍于河系中下游，滋養(yǎng)了洪泛區(qū)土地和大面積沿河濕地，田地肥沃，物種繁茂，使流域自然生態(tài)得以持續(xù)健康發(fā)展。

“96·8”海河南系洪水期間，河北中南部地區(qū)水庫(kù)、洼淀攔蓄洪水45.77億m3。據(jù)統(tǒng)計(jì)，洪水過(guò)后滲入地下的水量達(dá)80億m3，平原地區(qū)地下水位平均埋深比汛前上升了2.02m，比上年同期上升0.84m，補(bǔ)大于采，地下水得到大量補(bǔ)充，河北省農(nóng)業(yè)連續(xù)3年大豐收［4］。另外，洪水前鋒沖洗了河道內(nèi)多年積存的污水、垃圾等污染物，增加了空氣濕度，沿河生態(tài)環(huán)境得以改善，顯示了洪水資源化利用的巨大潛力。

“7·21”洪水不僅清洗河道，回補(bǔ)地下水，改善河系北支沿線水環(huán)境，還為白洋淀帶來(lái)約0.9億m3的洪水資源，據(jù)測(cè)算，如通過(guò)跨流域引黃補(bǔ)淀，調(diào)同等水量約需要資金5000多萬(wàn)元。本次洪水資源不僅會(huì)對(duì)濕地生態(tài)環(huán)境恢復(fù)起到積極作用，還將在一段時(shí)期內(nèi)減少調(diào)水工程大量人力、物力的投入，節(jié)省了大量財(cái)政資金。

以上河系多次洪水均被動(dòng)利用于農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、生態(tài)改善等多方面，充分說(shuō)明了洪水所具備的提供水土資源、生態(tài)環(huán)境資源的屬性。洪水資源化利用，就是在不增加防洪風(fēng)險(xiǎn)的前提下，利用各種工程和非工程措施使洪水發(fā)揮其有益效果的功能，如回補(bǔ)地下水、減少河口淤積、稀釋污染河道水質(zhì)、恢復(fù)濕地、改善流域生態(tài)環(huán)境等［5］。面對(duì)河系內(nèi)水資源尖銳的供需矛盾，開(kāi)發(fā)新的可利用資源是關(guān)鍵。雨洪資源利用具有相對(duì)投資小、潛力大、易操作等特點(diǎn)，因此，將洪水利用納入整個(gè)河系治水思路里，變被動(dòng)利用為主動(dòng)利用，提高洪水資源利用率，無(wú)疑將是河系內(nèi)部開(kāi)源的一個(gè)主要途徑。

3 河系洪水資源利用分析

3.1 優(yōu)化調(diào)度提高水庫(kù)汛限水位，調(diào)整下泄水量，蓄泄結(jié)合

大清河系上游現(xiàn)有6座大型水庫(kù)，總庫(kù)容33.02億m3，興利庫(kù)容15.14億m3，具有較強(qiáng)的調(diào)蓄能力和進(jìn)一步被開(kāi)發(fā)的潛力。一方面，經(jīng)20世紀(jì)80年代以來(lái)多次除險(xiǎn)加固，上游水庫(kù)基本已達(dá)部頒標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)歷“96·8”等洪水的考驗(yàn)，使水庫(kù)超汛限水位運(yùn)行具備一定工程的安全保障。依靠衛(wèi)星云圖、雨水情遙測(cè)系統(tǒng)等現(xiàn)代化預(yù)報(bào)手段，作為可靠的信息保障，建立動(dòng)態(tài)汛限水位，如利用短期氣象和水文預(yù)報(bào)信息，進(jìn)行分期洪水調(diào)度，主汛期運(yùn)行正常汛限水位，次汛期適當(dāng)抬高汛限水位，從而大大減少棄水量，增加水庫(kù)蓄量。另一方面，調(diào)整現(xiàn)有調(diào)度方案或采取工程措施，實(shí)施水庫(kù)與下游河道、蓄滯洪區(qū)的聯(lián)合調(diào)度，實(shí)現(xiàn)下泄水的細(xì)水長(zhǎng)流，縮短下游河道干枯時(shí)間。如2012年5月河系南支上游建成兩庫(kù)聯(lián)通工程，遇豐水期，王快水庫(kù)可將多蓄水量補(bǔ)給西大洋水庫(kù)，滿足下游地區(qū)人們的生產(chǎn)生活需求。

3.2 因地制宜利用蓄滯洪洼淀，緩解區(qū)域水資源緊張

河系中下游遍布大小蓄滯洪洼淀，因地制宜對(duì)洼淀進(jìn)行分類(lèi)利用，一部分可作為常年蓄水區(qū)，恢復(fù)濕地，以蓄洪的方式轉(zhuǎn)化洪水資源，如白洋淀既能在汛期緩沖調(diào)節(jié)洪水，汛后又可發(fā)揮改善生態(tài)環(huán)境、供水、水產(chǎn)養(yǎng)殖和旅游等效益；另一部分洼淀可作為常遇洪水蓄滯區(qū)，5～10年一遇洪水啟用，增加運(yùn)用幾率，蓄補(bǔ)地下水，改善生態(tài)，滿足區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境改善的需水要求。同時(shí)，洪水泥沙夾帶大量農(nóng)作物生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)成分，也會(huì)使滯洪區(qū)土地肥力增加，促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)。因此，在確保防洪安全的前提下，可在人煙稀少、資產(chǎn)密度較低等條件允許的地區(qū)，有計(jì)劃地開(kāi)展洼淀蓄水前期準(zhǔn)備，包括進(jìn)行移民安置規(guī)劃、淹沒(méi)補(bǔ)償機(jī)制建立、進(jìn)退水工程建設(shè)與完善等，一旦進(jìn)入豐水期，則有計(jì)劃地蓄水，恢復(fù)并維持洼淀水域，實(shí)現(xiàn)由干淀向蓄水洼淀的平穩(wěn)過(guò)渡。

3.3 合理開(kāi)發(fā)河道蓄水，規(guī)劃河網(wǎng)聯(lián)合調(diào)度

通過(guò)修建隔水堤、攔水壩及利用現(xiàn)有分洪閘等工程措施，引洪水于各種溝渠，延長(zhǎng)洪水滯留河道時(shí)間，回補(bǔ)沿線地下水以減緩地面沉降及下降漏斗發(fā)展速度。河道洪水還能沖洗淤泥，稀釋污染物，改善水質(zhì)，美化河流兩岸景觀等。洪水前鋒對(duì)淤積泥沙有明顯的沖刷作用，拓寬了河口，利于行洪通暢。此外，利用海河流域現(xiàn)有各個(gè)河系之間的橫向溝通連接河道所構(gòu)成的河網(wǎng)體系及南水北調(diào)中線、引黃濟(jì)淀通道等，進(jìn)行水資源統(tǒng)一調(diào)度，調(diào)劑各河系之間的水量豐歉，變洪澇水為資源水。如通過(guò)小清河和白洋淀，建立永定河與大清河的聯(lián)系，實(shí)施兩河聯(lián)合調(diào)度中小洪水，調(diào)永定河多余洪水，改善大清河道沿線及文安洼和賈口洼，乃至入海口天津市的生態(tài)環(huán)境。

4 結(jié)語(yǔ)與建議

河系內(nèi)緊迫的水資源短缺形勢(shì)，必須轉(zhuǎn)變思路，立足可持續(xù)發(fā)展，在消除洪水可能造成災(zāi)害的同時(shí)，最大限度地實(shí)現(xiàn)對(duì)洪水資源的有效利用，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)人水和諧的治水新理念。

為更好發(fā)展洪水資源化利用，充分結(jié)合河系實(shí)際情況，提出以下幾點(diǎn)建議：

（1）為避免新的防洪風(fēng)險(xiǎn)，加快河系內(nèi)尚存的病險(xiǎn)水庫(kù)閘壩除險(xiǎn)加固治理，并盡可能多地采用非工程措施開(kāi)發(fā)洪水資源；

（2）制定動(dòng)態(tài)防洪調(diào)度方案，建立河系內(nèi)工程電子檔案，對(duì)工程現(xiàn)狀能力及時(shí)動(dòng)態(tài)修正，做到防洪調(diào)度與防洪安全相統(tǒng)一；

（3）在河系未來(lái)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)、新建、改擴(kuò)建中突出綜合性，在主要功能為防洪功能不變的前提下，兼具部分洪水資源利用的次要功能；

（4）做好大清河系洪水資源化利用研究實(shí)踐，積極爭(zhēng)取海河流域洪水資源化利用試點(diǎn)工作，不僅為大清河系服務(wù)，也為整個(gè)流域洪水資源化利用做出有益探索。

［1］水利部天津水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.大清河系防洪規(guī)劃報(bào)告［R］.2001.

［2］河北省水文局.河北省“7·21”暴雨洪水分析［J］.河北水利，2012（3）.

［3］水利部海河委員會(huì)防汛辦公室.海河流域“96·8”暴雨洪水及防洪工程運(yùn)用分析報(bào)告［R］.2005.

［4］郭方，劉國(guó)緯.海河流域洪水資源化利用初析［J］.海河水利，2004（1）.

［5］范海燕.洪水資源化途徑淺析［J］.水利科技與經(jīng)濟(jì)，2007（6）.