2019年洪澤湖干旱成因及抗旱效益分析

霍中元， 王莉莉

(江蘇省洪澤湖水利工程管理處， 江蘇 淮安 223100)

1 洪澤湖概況

1.1 基本情況

洪澤湖地處淮河流域中下游結(jié)合處蘇北平原中部偏西，洪澤湖西北部為成子湖灣，西部為安河洼、溧河洼，西南部為淮河干流(以下簡稱“淮干”)入湖口，洲灘發(fā)育，東部為洪澤湖大堤。洪澤湖屬淺水型湖泊，湖底高程10.00～11.00 m(廢黃河高程基準(zhǔn)，下同)之間，呈西北高、東南低趨勢。洪澤湖我省境內(nèi)保護(hù)范圍面積為3 704 km2，保護(hù)范圍線長1 006 km。洪澤湖水域面積受泥沙淤積和歷年來圍墾影響，呈不斷縮小趨勢[1-2]。

1.2 主要功能

洪澤湖承接淮河上中游15.8×104km2的流域匯水，承擔(dān)著重要的防洪調(diào)蓄功能。同時，洪澤湖也是南水北調(diào)東線工程的重要蓄水水庫和供水通道，是蘇北地區(qū)重要的供水水源地。此外洪澤湖還具有航運、水產(chǎn)養(yǎng)殖等功能，是溝通淮河、京杭運河、長江和黃海的重要水上交通樞紐。洪澤湖西部的泗洪濕地是國家級濕地保護(hù)區(qū)，東部濕地是省級濕地保護(hù)區(qū)，對保持地區(qū)生態(tài)平衡具有重要作用。洪澤湖周邊旅游資源豐富，旅游已成為周邊經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)之一[3-4]。

1.3 特征水位

洪澤湖死水位11.30 m，生態(tài)水位11.50 m，旱限水位11.80 m，汛限水位12.50 m，正常蓄水位13.00 m，規(guī)劃蓄水位13.50 m，設(shè)計洪水位16.00 m，校核洪水位17.00 m。

2 干旱情況分析

2019年，江蘇省降雨普遍偏少，上游來水偏枯，出現(xiàn)了罕見的春夏秋冬四季連旱。江蘇全省平均降雨量796 mm，比常年偏少21%。5月1日至7月22日，江蘇省淮河流域平均降雨量僅173 mm，達(dá)到60年一遇氣象干旱；9月中旬以來，全省平均降雨量91 mm，較常年同期偏少48%，再次發(fā)生氣象干旱。在發(fā)生嚴(yán)重氣象干旱的同期，長江、淮河、沂沭泗上中游來水也嚴(yán)重不足。其中5月份以來，淮河干流蚌埠閘來水量僅25.07×108m3，僅為常年同期的13%。受本地降雨少、上游來水少以及農(nóng)業(yè)用水等消耗，在大規(guī)模抽引長江水補給的情況下，全省主要河湖庫水位仍然長期偏低，其中洪澤湖自4月下旬起持續(xù)低于常年同期，最低水位11.17 m(7月28日)，低于死水位0.13 m，在旱限水位以下運行長達(dá)94天。

2.1 洪澤湖長時間低水位運行

汛前，受上游來水影響，2月7日蔣壩水位漲至全年最高值13.57 m。2月22日至26日三河閘開閘泄洪，蔣壩水位逐步回落。5—6月，受上游來水、本地降雨偏少和農(nóng)業(yè)大用水共同影響，洪澤湖水位總體呈現(xiàn)下降趨勢，江蘇省水文水資源勘測局于7月5日10時發(fā)布洪澤湖枯水藍(lán)色預(yù)警，7月27日16 時洪澤湖枯水升級為黃色預(yù)警。8月6日14時蔣壩水位漲至11.43 m，高于死水位0.13 m，但仍低于旱限水位0.37 m，16時洪澤湖枯水黃色預(yù)警變更為藍(lán)色預(yù)警。8月8日至21日，江蘇省防指調(diào)度實施引沂濟(jì)淮，11日9時洪澤湖蔣壩水位12.01 m，高于旱限水位0.21 m，10時解除洪澤湖枯水藍(lán)色預(yù)警。9月中下旬，洪澤湖水位逐步下跌，汛末降至11.75 m，低于旱限水位0.05 m。汛后10月8日14時，洪澤湖蔣壩水位降至11.67m，低于旱限水位0.13 m，15時發(fā)布洪澤湖枯水藍(lán)色預(yù)警。受本地降雨影響，12月25日9時洪澤湖蔣壩水位11.84 m，高于旱限水位0.04 m，10時解除洪澤湖枯水藍(lán)色預(yù)警。

2.2 洪澤湖入湖、 出湖水量均比常年偏少

多淮干及區(qū)間主要支流全年入洪澤湖總水量99.3×108m3，較 2018 年(376 ×108m3)偏少約 73.6%，比常年(361 ×108m3)同期偏少72.5%。其中，吳家渡年來水量 69.4×108m3，占比69.9%，較 2018 年(296×108m3)偏少 76.6%，比常年(308.5×108m3)均偏少約77.5%。主要控制站出湖總水量105×108m3，比 2018 年(389×108m3)偏少 73.0%，較常年(314 ×108m3)偏少66.6%。 2019 年四季連旱，通過三河閘下泄水量較少，僅為 1.11×108m3，占出湖總水量的 1.1%。通過二河閘、高良澗閘和高良澗電站合計、金鎖鎮(zhèn)出湖水量分別為67.4×108m3、19.0×108m3、11.9 ×108m3，占比64.2%、18.1%、11.3%。

2.3 洪澤湖典型干旱年

洪澤湖是干旱多發(fā)地區(qū)，四季均有發(fā)生，春旱、夏旱的影響最大。近年來，主要的干旱年份有 1951、1959、1966、1968、1973、1977、1978、1981、1988、1992、1994、1997、1999、2000、2001、2011、2013、2019 年等，其中嚴(yán)重的干旱發(fā)生在 1966、1978、1994、2001、2019 年。洪澤湖典型干旱年份水位及進(jìn)出湖水量統(tǒng)計見表1。

表1 洪澤湖典型干旱年份水位及出入湖水量統(tǒng)計

3 干旱成因分析

3.1 梅雨量偏少

夏季是江蘇降水集中的季節(jié)，梅雨期的降水通常占夏季降水的一半以上，所以梅雨期雨量的多少是決定當(dāng)年汛期旱澇的關(guān)鍵因素。6月18日入梅，入梅正常； 7月21日出梅，出梅偏晚；梅雨期33天，梅期偏長。梅雨期全省面雨量124 mm，較常年偏少42%。其中：江淮之間116 mm，較常年梅雨量偏少49%；淮北地區(qū)93 mm，較常年同期偏少49%。

3.2 熱帶氣旋暴雨少

熱帶氣旋的狂風(fēng)暴雨雖然會造成一定破壞，但熱帶氣旋卻能給陸地帶來大量的降雨，熱帶氣旋因此被喻為“移動的巨型水庫”。熱帶氣旋降雨是江蘇7—9月份降雨的主要來源，對解決伏旱和秋旱的用水起到關(guān)鍵作用。在熱帶氣旋影響少的年份，江蘇出現(xiàn)伏旱和秋旱的幾率也會加大。據(jù)統(tǒng)計平均每年約1.7個臺風(fēng)影響淮河流域，2019年只有超強臺風(fēng)“利奇馬”1個，數(shù)量偏少。

3.3 湖區(qū)降雨量偏少

2019年洪澤湖湖區(qū)降雨量711.1 mm，較歷年均值偏低24.1%。汛期5—9月份降雨量508.4 mm，占全年的71.5%。1月、2月、8月較往年偏高，其他月份均偏低。2019年湖區(qū)蒸發(fā)量917.4 mm，大于降雨量。2019年洪澤湖月降雨量統(tǒng)計見表2。

表2 2019年洪澤湖月降雨量統(tǒng)計 單位：mm

3.4 上游來水不足

洪澤湖入湖河流主要有：淮河、懷洪新河、池河、新汴河、濉河、老濉河、徐洪河等，淮河入湖水量占總?cè)牒康?0%以上。

由于整個流域降雨稀少，致使上游來水不足，致使主要江河水位偏低，給水庫、湖泊蓄水帶來困難，引水灌溉受到影響，這也是導(dǎo)致干旱災(zāi)害發(fā)生的原因。特別是淮河中上游來水不足，洪澤湖水位嚴(yán)重低于正常年份，對江蘇的防旱抗旱工作極為不利。

本次TGP超前預(yù)報實驗是在蓄積峽引水發(fā)電隧洞開挖中對于掌子面前方未開挖巖層進(jìn)行地質(zhì)巖性變化的界面、構(gòu)造破碎帶、巖溶和巖溶發(fā)育帶等不可預(yù)測的情況進(jìn)行探測，炮孔布置在入洞口右側(cè)，其布置情況如表2所示。

3.4.1淮河流域降雨量偏少

2019年洪澤湖湖區(qū)降雨量602.0 mm，較歷年均值偏低32.7%。汛期5—9月份降雨量403.5 mm，占全年的67.0%。1月較往年偏高51.0%，其他月份均偏低。2019年淮河流域月降雨量見表3。

表3 2019年淮河流域月降雨量統(tǒng)計 單位：mm

3.4.2上游淮干來水偏少

2019年吳家渡1月、2月來水量較往年偏高73.8%、102.7%，其他月份均偏低。2019年淮河吳家渡月來水量見表4。

表4 2019年吳家渡月來水量統(tǒng)計 單位：108 m3

3.5 蓄水不足

前期降水連續(xù)偏少，又缺少上游水源的補充，就會出現(xiàn)水庫、湖泊水不足的現(xiàn)象，到了春播、水稻插栽和秋播時節(jié)，農(nóng)田用水會出現(xiàn)短缺，甚至?xí)绊懙饺甑霓r(nóng)業(yè)收成。

3.5.1洪澤湖蔣壩水位偏低

2019年洪澤湖蔣壩平均水位12.36 m,較歷年平均水位偏低0.46 m。年最高水位13.57 m(2月7日)，年最低水位11.17 m(7月28日)。1—3月份月均水位較歷年偏高，其他月份均低于歷年月均水位。2019年洪澤湖月均水位見表5。

表5 2019年洪澤湖蔣壩月均水位統(tǒng)計 單位：m

3.5.2洪澤湖蓄水情況

2019年1—5月份的月初和7月初，洪澤湖需水量比往年同期蓄水量偏多，其他月份均偏少。2019年洪澤湖蓄水情況見表6。

表6 2019年洪澤湖蓄水情況統(tǒng)計 單位：108 m3

3.6 上游蓄水能力加強

淮河流域經(jīng)過多年治理，防洪工程標(biāo)準(zhǔn)逐步提高，洪澤湖上游蓄水能力不斷加強?；春优R淮崗洪水控制工程，2006年11月建成，控制面積4.22×104km2，滯洪85.6×108m3，1000年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)校核，滯洪121.3×108m3。工程的建成，結(jié)束了淮河中游沒有控制性工程的歷史，將淮河干流防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到了100年一遇。出山店水庫壩址以上至淮河發(fā)源地河道長100 km，一等大(1)型工程，水庫控制流域面積2 900 km2，總庫容12.51×108m3。水庫建成后，使淮河干流上游防洪標(biāo)準(zhǔn)由不足10年一遇提高到20年一遇。

3.7 蓄水面積變小

根據(jù)衛(wèi)星遙感監(jiān)測和實測資料，蔣壩水位12.5 m時，洪澤湖水域面積已由20世紀(jì)50年代的超過2 000 km2，萎縮至現(xiàn)在的1 300 km2略多，萎縮情況嚴(yán)重。湖泊面積、興利庫容不斷減少，削弱了洪澤湖的調(diào)蓄能力。

4 抗旱效益分析

洪澤湖是中國第四大淡水湖，洪澤湖是國家南水北調(diào)東線工程的重要水源地和輸水干線上最大的調(diào)蓄湖泊，承擔(dān)著南水北調(diào)東線工程的調(diào)水蓄水功能，每年需要調(diào)水供給山東、河北、天津等地區(qū)。洪澤湖也是我省淮北地區(qū)的主要水源，沿湖周邊和下游地區(qū)現(xiàn)狀實際灌溉面積年均供水量約140×108m3，是淮北地區(qū)和沿海開發(fā)的主要水源。為此干旱期間，江蘇省水利部門多措并舉，加大向湖區(qū)補水。

一是通過應(yīng)急架設(shè)臨時機(jī)組增加向洪澤湖補湖水量。在前期啟用石港站、金湖站的基礎(chǔ)上，7月26日起在淮河入江水道金湖控制線應(yīng)急架設(shè)臨時機(jī)組，增加20 m3/s的流量至入江水道三河段，再啟用洪澤站備用機(jī)組增加向洪澤湖的補湖流量，采取措施后向洪澤湖的補湖流量將由現(xiàn)在的120 m3/s左右增加至180 m3/s左右。二是進(jìn)一步壓減洪澤湖出湖流量。制定并下發(fā)洪澤湖周邊地區(qū)抗旱應(yīng)急水量調(diào)度實施方案，進(jìn)一步壓減洪澤湖出湖口門二河閘、泗洪站流量以及洪澤湖周邊淮安、宿遷等用水量。三是繼續(xù)強化江水北調(diào)沿線用水管理。為保障城鄉(xiāng)居民生活、重點工業(yè)等用水，調(diào)整并制定下發(fā)江水北調(diào)沿線抗旱應(yīng)急水量調(diào)度實施方案，進(jìn)一步壓縮農(nóng)業(yè)、生態(tài)用水，嚴(yán)格控制各地應(yīng)急用水計劃指標(biāo)。

2019年，通過江水北調(diào)、江水東引往蘇北地區(qū)跨流域調(diào)引長江水206×108m3，調(diào)水量創(chuàng)新高，基本保證了全省城鄉(xiāng)居民生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、大運河航運等用水需求，實現(xiàn)了“確保人民群眾生活生產(chǎn)不受影響、確保有旱情不能形成旱災(zāi)”的抗旱目標(biāo)。據(jù)統(tǒng)計，全年抗旱減免災(zāi)效益達(dá)36.32億元。

5 結(jié) 語

造成洪澤湖干旱的原因有很多，首先湖區(qū)降雨量偏少，是旱情發(fā)生的直接原因。其次，淮干吳家渡來水明顯減少，也是造成湖區(qū)干旱的主要原因。再次，湖面面積萎縮，調(diào)蓄能力減弱，豐水年的來水不能有效儲蓄并用于滿足不斷增加的生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等用水需求，以及上游攔蓄水能力的加強，導(dǎo)致了洪澤湖區(qū)干旱現(xiàn)象的發(fā)生。為了減輕洪澤湖干旱帶來的經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)等方面的影響，可以從其干旱原因著手采取相應(yīng)措施。首先，加強洪澤湖治理保護(hù)，推進(jìn)退圩退漁退耕，增加自由水面面積，實現(xiàn)空間完整、功能完好和生態(tài)健康，進(jìn)一步強化洪澤湖的水資源調(diào)蓄功能。其次，推進(jìn)南水北調(diào)東線二期工程，加大調(diào)水規(guī)模。再次，加強與洪澤湖上游安徽、河南等省份之間的水資源的利用、協(xié)調(diào)，合理配置淮河流域水資源。