昌江流域洪水成因分析及防洪治理措施

(江西省景德鎮(zhèn)浯溪口水利樞紐工程開(kāi)發(fā)有限公司，江西 景德鎮(zhèn) 333000)

1 昌江流域概況

景德鎮(zhèn)所處的昌江流域?qū)儆谮M東北地區(qū)的暴雨中心，降水的空間分布極不均勻。景德鎮(zhèn)中心城區(qū)位于昌江及其支流南河和西河兩側(cè)，沿江一帶地勢(shì)較低，高程為24～31m，其受江河洪水威脅較大。1949年后，1955年、1996年、1998年、1999年、2010年及2016年昌江發(fā)生了較大的洪水，使景德鎮(zhèn)城區(qū)遭受了嚴(yán)重洪水災(zāi)害，短歷時(shí)強(qiáng)暴雨導(dǎo)致的城區(qū)道路積水現(xiàn)象也頻繁發(fā)生。景德鎮(zhèn)市兼有外洪和內(nèi)澇影響，災(zāi)害來(lái)源十分復(fù)雜。

2 昌江流域洪水成因及機(jī)理分析

景德鎮(zhèn)處于鄱陽(yáng)湖水系的昌江之濱，昌江自祁門(mén)縣南屏山而下，流經(jīng)景德鎮(zhèn)市的峙灘、福港、新平、舊城、竟城、呂蒙、鲇魚(yú)山諸鄉(xiāng)鎮(zhèn)，景德鎮(zhèn)市城區(qū)位于昌江兩岸。市境內(nèi)干流長(zhǎng)約110km，50多條支流呈網(wǎng)狀分布，主要有東、西、南、北河。除北河(又名小北港河)外，其余諸支流都接近城市，形成了四水環(huán)城之勢(shì)[1]。景德鎮(zhèn)市外洪成因主要包括以下方面。

2.1 源頭及區(qū)間暴雨

昌江流域?qū)賮啛釒駶?rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，降水量豐沛，日照充足，四季分明，無(wú)霜期長(zhǎng)[2]。據(jù)景德鎮(zhèn)氣象站多年的雨量資料統(tǒng)計(jì)，渡峰坑站多年平均降水量1821.3mm，實(shí)測(cè)年最大降水量為2738.2mm，年最小降水量為1063.8mm。降水量年內(nèi)分配不均，主要發(fā)生在4—6月，其降水量占全年的46.1%，7—9月降水量占全年的22.1%，10月至次年3月降水量占全年的31.8%。

流域洪水為暴雨洪水，洪水季節(jié)與暴雨季節(jié)一致，4—6月為洪水的主要發(fā)生季節(jié)，尤其是6月，往往形成峰高量大的洪水，7月以后，受臺(tái)風(fēng)影響也會(huì)發(fā)生短歷時(shí)洪水。據(jù)渡峰坑水文站資料統(tǒng)計(jì)，年最大洪水一般發(fā)生在4—8月，主要發(fā)生在5—7月，而以6月發(fā)生最多，占44.6%，4月占3.6%，5月占25.0%，7月占19.6%，8月占5.4%；主汛期(4—6月)占73.2%，后汛期(7月1日后)占25.0%。在浯溪口水庫(kù)建成前，流域內(nèi)沒(méi)有大的控制性水利樞紐工程，河槽調(diào)蓄能力較小，一次暴雨即形成一個(gè)洪峰，在多雨季節(jié)往往形成連續(xù)洪峰。一次洪水過(guò)程中上游歷時(shí)較短，中、下游歷時(shí)較長(zhǎng)，單峰過(guò)程較短，雙峰及復(fù)峰過(guò)程較長(zhǎng)。

利用水文水動(dòng)力數(shù)學(xué)模型[3]對(duì)昌江流域1998年、2008年、2010年、2011年、2012年、2013年和2016年洪水進(jìn)行降雨分布分析，見(jiàn)圖1。由圖1可以看出：景德鎮(zhèn)市暴雨空間分布規(guī)律性不明顯，隨機(jī)性較大，但不同的暴雨中心位置及暴雨強(qiáng)度均可對(duì)景德鎮(zhèn)市造成災(zāi)害損失。1998年，其西側(cè)的降水量較大，從西側(cè)向東南方向逐漸減小，2008年、2012年，其東側(cè)方向降水量較大，2010年、2011年，其西側(cè)方向降水量較大，2013年，其南側(cè)降水量較小，總體來(lái)看2013年發(fā)生了干旱，流域不同位置降水量均較小，2016年中部降水量較大。

圖1 各場(chǎng)次洪水降雨分布

2.2 缺少有效的防洪水利工程

在浯溪口水庫(kù)建成前，昌江干流缺少有效的防洪水利工程，整個(gè)昌江干流僅有倒湖水電站及樟樹(shù)坑水電站，但水庫(kù)無(wú)調(diào)節(jié)功能，屬?gòu)搅魇诫娬?，防洪作用甚微。此外，流域?nèi)有眾多中小型水庫(kù)，但僅用于農(nóng)灌等水資源補(bǔ)給，不承擔(dān)防洪功能，因此流域洪水無(wú)法得到有效的控制。

對(duì)昌江流域2008年、2010年、2011年、2012年、2013年5場(chǎng)洪水進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，景德鎮(zhèn)市外洪主要來(lái)自上游山區(qū)及區(qū)間匯流，其中山區(qū)坡面陡峭，匯水時(shí)間較快且山區(qū)集水面積較大，占外洪總水量的70%～80%，區(qū)間匯流主要包括樟樹(shù)坑—渡峰坑之間3條主要支流(東河、西河、南河)匯流，其總量占外洪總水量的20%～30%，見(jiàn)圖2。2010年洪水水量最高，2013年洪水水量較小，從2010年到2013年不同地區(qū)的水量分配比例均逐漸減小。因此，對(duì)昌江上游來(lái)水進(jìn)行調(diào)蓄是控制景德鎮(zhèn)市外洪的重要手段。浯溪口水庫(kù)的建設(shè)正是為了有效控制昌江流域的上游洪水。結(jié)合浯溪口水庫(kù)可研設(shè)計(jì)中的調(diào)度規(guī)則，采用對(duì)水庫(kù)運(yùn)用不利的1998年典型洪水過(guò)程，按峰量同頻率放大法，計(jì)算得出50年一遇外洪影響下，有無(wú)浯溪口水庫(kù)調(diào)度，下游城區(qū)水位差接近1.2m，見(jiàn)圖3，由此可見(jiàn)：浯溪口水庫(kù)的建成可大幅緩解城區(qū)的外洪壓力。

圖2 景德鎮(zhèn)市不同地區(qū)洪水所占比例

圖3 50年一遇洪水(1998 年洪水為典型)浯溪口水庫(kù)建成前后城區(qū)水位線對(duì)比

2.3 山區(qū)洪水傳播快，響應(yīng)時(shí)間短

由于上游無(wú)控制性水利樞紐，河槽調(diào)蓄能力小，河流斷面面積較小，一次暴雨即會(huì)形成一個(gè)洪峰，在多雨季節(jié)往往形成連續(xù)洪峰，一次洪水過(guò)程單峰2～5天，雙峰及復(fù)峰在6天以上；中下游河道平緩，洪水歷時(shí)較長(zhǎng)，不但受上游河洪危害，且受鄱陽(yáng)湖湖水頂托倒灌影響。由于地處鄱陽(yáng)湖湖尾閭區(qū)，汛期景德鎮(zhèn)市區(qū)以下及樂(lè)平接渡鎮(zhèn)以下遭受鄱陽(yáng)湖高水位的頂托，湖水倒灌，影響洪水下泄，如果河湖同時(shí)漲水，則淹沒(méi)面積更大，時(shí)間更長(zhǎng)，災(zāi)情也更重。根據(jù)《景德鎮(zhèn)市防洪預(yù)案》，昌江干流洪峰傳播時(shí)間見(jiàn)表1，潭口—渡峰坑的距離為71km，渡峰坑—古縣渡之間的距離為60km。

表1 昌江干流洪峰傳播時(shí)間

根據(jù)2007—2016年的場(chǎng)次洪水資料，利用模型計(jì)算，蘆溪洪峰傳遞至渡峰坑約需8～10h，潭口洪峰傳遞至渡峰坑約需6～8h，樟樹(shù)坑洪峰傳遞至渡峰坑則只需1～2h，見(jiàn)圖4，計(jì)算成果與《景德鎮(zhèn)市防洪預(yù)案》結(jié)果大體吻合。若以潭口和樟樹(shù)坑實(shí)測(cè)流量為基礎(chǔ)作洪水預(yù)報(bào)，則整體響應(yīng)時(shí)間不足10h，可能導(dǎo)致部分區(qū)域無(wú)法及時(shí)實(shí)施防洪避險(xiǎn)措施，應(yīng)急時(shí)間不足，從而造成相應(yīng)的洪災(zāi)損失。

圖4 流量峰值—洪水傳播時(shí)間關(guān)系

3 防洪應(yīng)對(duì)措施

3.1 大力興建防洪水利設(shè)施

除浯溪口水庫(kù)外，昌江干流上均未建設(shè)蓄水工程，小支流上興建的水庫(kù)大多以灌溉發(fā)電為主，且控制的流域面積和有效庫(kù)容都較小，對(duì)干流的作用甚微，不能夠抵御較大洪水[4]。城市防洪應(yīng)采用堤(墻)庫(kù)結(jié)合的防洪工程體系，在河流上游適當(dāng)修建大中小型水利設(shè)施，城市內(nèi)河兩岸興建防洪堤壩及調(diào)蓄池，城市低洼地帶進(jìn)行排水改造等工程措施，提高城市防洪排澇能力及調(diào)蓄洪峰的能力。同時(shí)，應(yīng)逐步建設(shè)海綿城市，當(dāng)遇到大雨時(shí)，城區(qū)能夠吸收大量的路面積水，減小城區(qū)的內(nèi)澇，同時(shí)提高城區(qū)的儲(chǔ)水能力。

3.2 構(gòu)建洪水應(yīng)急準(zhǔn)備與響應(yīng)體系

構(gòu)建整合集信息查詢、洪水預(yù)報(bào)、調(diào)度管理、應(yīng)急響應(yīng)、防汛會(huì)商和預(yù)警發(fā)布等多種功能于一體的洪水風(fēng)險(xiǎn)綜合管理信息調(diào)度系統(tǒng)[5-6]。同時(shí)在系統(tǒng)中擴(kuò)充相關(guān)的信息發(fā)布模塊，提供相關(guān)的信息服務(wù)，使更多的公眾能夠通過(guò)該系統(tǒng)了解到相關(guān)信息；應(yīng)提高自身的防洪意識(shí)，加強(qiáng)防洪應(yīng)急隊(duì)伍建設(shè)，在調(diào)度中心落實(shí)24小時(shí)的值班制度，同時(shí)提高河流數(shù)據(jù)的采集頻率，實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)上報(bào)到指揮平臺(tái)，當(dāng)發(fā)生強(qiáng)降水導(dǎo)致河流水位上漲時(shí)，為科學(xué)開(kāi)展庫(kù)湖及站泵調(diào)度提供決策數(shù)據(jù)；建立一個(gè)存儲(chǔ)相關(guān)水務(wù)信息的洪水信息數(shù)據(jù)中心，確保所有景德鎮(zhèn)市內(nèi)的水務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)都能得到持久化存儲(chǔ)，并能夠?qū)崟r(shí)查看歷史數(shù)據(jù)，分析洪水的發(fā)生頻率及趨勢(shì)，同時(shí)確保數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性；針對(duì)大中型水庫(kù)進(jìn)行24小時(shí)視頻監(jiān)控，并對(duì)水庫(kù)的蓄水情況進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警，進(jìn)行市區(qū)所有閘門(mén)開(kāi)度及水位的視頻監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心也能夠通過(guò)視頻及時(shí)讀取上述信息；針對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、調(diào)度數(shù)據(jù)、系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步數(shù)據(jù)挖掘，建立相應(yīng)的預(yù)測(cè)機(jī)制，如循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、自學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)分析、水文模型等，提高災(zāi)害指標(biāo)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度。

構(gòu)建洪水應(yīng)急響應(yīng)體系，實(shí)行各級(jí)人民政府行政首長(zhǎng)負(fù)責(zé)制，統(tǒng)一指揮，分級(jí)分部門(mén)負(fù)責(zé)，從市到縣(市、區(qū))、鄉(xiāng)(鎮(zhèn))都成立防汛指揮部，提高以社區(qū)為核心的應(yīng)急管理能力，提高社區(qū)應(yīng)急準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)，建立社區(qū)應(yīng)急管理體制和機(jī)制，提升社區(qū)應(yīng)急預(yù)警、應(yīng)急處置能力，完善洪水應(yīng)急響應(yīng)流程。

4 結(jié) 語(yǔ)

昌江流域洪水災(zāi)害頻發(fā)，嚴(yán)重影響人民群眾生產(chǎn)生活，其洪水成因主要為河流源頭及區(qū)間暴雨頻發(fā)，流域缺少有效水利工程設(shè)施，山區(qū)洪水傳播快、響應(yīng)時(shí)間短。因此，針對(duì)洪水成因，應(yīng)在工程措施方面，沿昌江流域大力興建防洪水利設(shè)施、城市低洼地帶進(jìn)行排水改造等工程措施來(lái)提高城市防洪排澇能力；在非工程措施方面，優(yōu)化實(shí)時(shí)水雨情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，構(gòu)建洪水應(yīng)急準(zhǔn)備與響應(yīng)體系，以保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。