提升天津洪澇災(zāi)害防御水文“四預(yù)”支撐的思考

于福民

（天津市水文水資源管理中心，300061，天津）

一、天津2021汛期遇“中考”

天津市地處海河流域下游，有“九河下梢”之稱，境內(nèi)有19條行洪河道、3座大型水庫，上有洪水、中有瀝澇、下有海潮，防洪除澇及防潮任務(wù)十分艱巨。近年受氣候變化影響，暴雨洪水等自然災(zāi)害突發(fā)性、反常性、不可預(yù)見性日益凸顯，對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會穩(wěn)定及人民生命財產(chǎn)安全等造成嚴(yán)重威脅。

2021年 汛 期（6-10月），天 津 市降水量854 mm，較常年同期偏多7~8成，為1956年以來汛期降水量最多的一年。受流域上游及天津本市降水影響，薊運(yùn)河、大清河、子牙河、漳衛(wèi)南運(yùn)河等河系相繼發(fā)生1996年以后局部大洪水，汛期天津市累計入海水量達(dá)到80多億m3，超過1996年同期入海水量近20億m3，為1963年流域大洪水之后最多的一年。薊運(yùn)河州河于橋水庫（大1型）最高水位21.87m（歷史第三高），最大泄量230m3/s，泄洪6.45億m3，為1996年洪水之后最大洪水。薊運(yùn)河泃河楊莊節(jié)潛水庫（中型）發(fā)生2001年建庫以來最大洪水，下泄洪水2.13億m3。上游大清河北支洪水經(jīng)新蓋房樞紐經(jīng)白溝引河入白洋淀，導(dǎo)致白洋淀水位連續(xù)多日超過汛限水位，棗林莊樞紐自1996年洪水以來再次行洪，天津境內(nèi)大清河深槽高水位持續(xù)多日。10月初子牙河系上游發(fā)生長歷時高強(qiáng)度降水，子牙新河獻(xiàn)縣樞紐自1996年行洪后再次行洪，洪水經(jīng)天津濱海新區(qū)入海。

在防御2021年暴雨洪水過程中，天津水文部門依托國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)骨干網(wǎng)，通過數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)等應(yīng)用平臺完成了從中央到省（自治區(qū)、直轄市）、地市的水情信息共享，實(shí)時水情信息傳輸交換準(zhǔn)確及時。利用天津市水情會商系統(tǒng)等，向天津市各級防御洪水部門提供最新水情信息、水情變化分析。利用中國洪水預(yù)報系統(tǒng)和經(jīng)驗預(yù)報方案，開展天津山區(qū)水庫降雨徑流預(yù)報作業(yè)，薊運(yùn)河、大清河、子牙新河等平原河道應(yīng)急洪水預(yù)報作業(yè)，為防洪調(diào)度部門提供決策依據(jù)，發(fā)揮了“耳目”“參謀”作用，為確保天津城市防洪安全作出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

對天津市而言，2021年雖多條河道行洪，但沒有發(fā)生超保證標(biāo)準(zhǔn)洪水，防御洪水經(jīng)受了“中等考驗”，水文情報預(yù)報部門交出了較為滿意的答卷。但也暴露出一些主客觀原因并存的問題。為了防御未來可能出現(xiàn)的大洪水，應(yīng)戰(zhàn)“大考”，須認(rèn)真審視查找防御洪澇災(zāi)害過程中存在的問題，分析原因并提出改進(jìn)措施和建議。

二、“中考”暴露出的問題

1.防御洪水實(shí)戰(zhàn)表現(xiàn)與“四預(yù)”要求尚有差距

經(jīng)過2021年汛期流域局部大洪水的考驗，暴露出天津市在預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案等方面存在的問題。

洪水預(yù)報方案（模型）少，預(yù)報手段落后。除山區(qū)水庫、山區(qū)河道有洪水預(yù)報方案（模型）、潮白新河有河道預(yù)報方案（模型）支撐外，薊運(yùn)河、永定新河、海河干流、獨(dú)流減河等平原河道由于長年不行洪，缺乏歷史洪水資料，無法建立洪水預(yù)報方案，洪水預(yù)報以經(jīng)驗預(yù)報為主。長年降水偏少、河道干枯，預(yù)報人員大多數(shù)沒有洪水預(yù)報作業(yè)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)歷。

《天津市水文測預(yù)報預(yù)案》每年汛前都要修訂完善，報市級防御洪水主管部門備案。通過2021年防御洪水檢驗，預(yù)案中原則性條款多，沒有具體落實(shí)到部門或責(zé)任人，可操作性較差，如洪水預(yù)報發(fā)布沒有執(zhí)行制作、校核、簽發(fā)等規(guī)范化流程，沒有依照本級預(yù)案提出水情預(yù)警建議、啟動應(yīng)急響應(yīng)，而是在上級主管部門啟動響應(yīng)后才開展應(yīng)急水情測預(yù)報工作。內(nèi)部的水情會商機(jī)制執(zhí)行不到位，缺少水情組內(nèi)成員相互了解水情、通報情報預(yù)報成果的重要一環(huán)。

產(chǎn)生上述問題，客觀原因是流域平原河道多年不過水，可參照的歷史洪水少之又少，不具備建立洪水預(yù)報方案條件，預(yù)案啟用和預(yù)警發(fā)布機(jī)會少；主觀原因是對洪水預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案等非工程措施重視程度不夠，缺乏經(jīng)驗積累，執(zhí)行力不強(qiáng)。

2.業(yè)務(wù)平臺實(shí)時水情信息存在“失真”現(xiàn)象

在防御2021年洪水過程中，天津市水情服務(wù)系統(tǒng)、水情信息發(fā)布平臺提供了大量實(shí)時水情信息、超警戒（保證）預(yù)警信息，其中在薊運(yùn)河、大清河沿線等水位控制站點(diǎn)，水位出現(xiàn)了上下游矛盾、水面線不連續(xù)等“失真”現(xiàn)象，并且與河道堤防警戒水位、保證水位等不配套，為各級洪水防御調(diào)度帶來不便。主要原因是地面不均勻沉降和高程體系不統(tǒng)一造成的。2012年洪水后天津市開展了中央報汛站點(diǎn)高程訂正工作，并對河道、水庫的控制指標(biāo)如警戒水位、保證水位等進(jìn)行了復(fù)核，基本解決了不均勻沉降和高程系不同所導(dǎo)致的河道水位不合理現(xiàn)象。距離上次沉降訂正已經(jīng)過去近十年，上述站點(diǎn)又發(fā)生了不同程度的地面沉降。隨著中小河流水文測報基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、山洪災(zāi)害防治非工程措施建設(shè)、農(nóng)村預(yù)報預(yù)警平臺建設(shè)、水資源監(jiān)控能力建設(shè)等重點(diǎn)項目相繼竣工，相關(guān)站點(diǎn)的自測報信息納入了實(shí)時水情數(shù)據(jù)庫，上述系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)單位管理不到位導(dǎo)致系統(tǒng)偏差或偶然偏差。

3.水文自動測報系統(tǒng)功能單一

天津市水文自動測報系統(tǒng)以采集傳輸雨量水位為主，缺少在線流量自動測報傳輸設(shè)施。薊運(yùn)河2012年發(fā)生較大洪水后沿途建設(shè)了多個遙測水位站點(diǎn)，但沒有設(shè)置流量在線監(jiān)測站點(diǎn)。大清河天津境內(nèi)設(shè)有多個遙測水位站，獨(dú)流減河新舊閘、入?？刂普竟まr(nóng)兵閘沒有流量在線監(jiān)測設(shè)施。子牙新河天津境內(nèi)河道沒有設(shè)置市級水文監(jiān)測站點(diǎn)，只有濱海新區(qū)在入境處設(shè)有翟北橋遙測水位站，其水情信息尚未與市水情部門實(shí)現(xiàn)共享，入?？隈R棚口閘由河北省南運(yùn)河管理處管理，該站不報送實(shí)時水情信息。永定新河、海河等主要行洪河道均無在線測流設(shè)施，采用人工報送流量，時效性差。原因是受水利工程調(diào)節(jié)、冬季結(jié)冰、河道干涸等影響，考慮到設(shè)備安全防盜、防破壞，使用率、性價比(技術(shù)手段和資金問題)等因素，自動測報站點(diǎn)只建設(shè)了雨量、斷面水位監(jiān)測設(shè)施。

4.水情服務(wù)支撐能力不足，隊伍缺少實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗

現(xiàn)有的水情會商系統(tǒng)、中小河流預(yù)報預(yù)警平臺、水情業(yè)務(wù)系統(tǒng)等已經(jīng)開發(fā)應(yīng)用多年，受到當(dāng)時計算機(jī)技術(shù)、開發(fā)能力、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、經(jīng)費(fèi)等條件的制約，系統(tǒng)功能距離新時期“智慧水務(wù)”“智慧水文”的要求存在很大差距，對提高水情高質(zhì)量服務(wù)能力支撐作用明顯不足。天津市多年沒有發(fā)生大洪水，經(jīng)歷過大洪水的老職工基本已經(jīng)退休，目前，從事水情工作的人員都缺乏防御大洪水的經(jīng)驗和經(jīng)歷，整體業(yè)務(wù)能力亟需提高。

三、改進(jìn)措施和建議

1.強(qiáng)化預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案

海河流域中下游地區(qū)受人為控制和堤防、閘涵等水利工程調(diào)度影響，并因缺少水文監(jiān)測資料，建立洪水預(yù)報方案（模型）難度非常大。為此，天津長年不行洪的平原河道（蓄滯洪區(qū)）預(yù)報建議采用“以測補(bǔ)報”“專家經(jīng)驗”方法，充分發(fā)揮應(yīng)急巡測能力，充分利用自測報、巡測的實(shí)時水情信息，及時建立上下游洪水水位流量經(jīng)驗相關(guān)或預(yù)報站點(diǎn)水位流量自回歸分析，開展?jié)L動預(yù)報和實(shí)時校正，并為將來建立預(yù)報模型收集資料，2021年薊運(yùn)河、大清河、子牙新河的經(jīng)驗預(yù)報作業(yè)證實(shí)此方法是可行的。研討水動力模型在干枯河道應(yīng)用的可行性、投資性價比，避免項目投資回報低、實(shí)用效果差。對汛期有水的北三河平原河道，爭取專項資金，與高校、科研單位合作開展水動力模型研究和應(yīng)用，豐富洪水預(yù)報工具和手段。對現(xiàn)有洪水預(yù)報方案（模型）進(jìn)行2021年預(yù)報精度和誤差評定，利用最新雨洪資料再次率定修訂模型參數(shù)。

建議報請市級水行政主管部門組織天津市水情預(yù)警發(fā)布管理辦法的審核批準(zhǔn)，待方法批準(zhǔn)后協(xié)調(diào)市應(yīng)急部門、新聞媒體等向社會發(fā)布水情預(yù)警信息。

修訂完善《天津市水文測預(yù)報預(yù)案》，從實(shí)戰(zhàn)出發(fā)提高預(yù)案的可操作性和可執(zhí)行性。從領(lǐng)導(dǎo)干部到水文職工都要了解掌握預(yù)案內(nèi)容，了解預(yù)案啟動流程，明確本人在水文測預(yù)報工作中的角色，嚴(yán)格按照預(yù)案做好水情監(jiān)測、應(yīng)急巡測、水情信息服務(wù)、洪水預(yù)報、洪水預(yù)警發(fā)布等工作。

建立常態(tài)化應(yīng)急水文測報和洪水預(yù)報模擬演練機(jī)制，針對薄弱環(huán)節(jié)定期或不定期組織防御洪水測預(yù)報演練，常抓不懈提高隊伍應(yīng)急測報、洪水預(yù)報能力。

2.復(fù)核訂正水情系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

2022年汛前完成域內(nèi)所有水情報汛站點(diǎn)零點(diǎn)高程復(fù)核訂正工作，基礎(chǔ)水情庫2021年水文特征值的錄入及長序列的排序復(fù)核工作，協(xié)調(diào)市局防御、規(guī)劃、調(diào)度等部門復(fù)核調(diào)整警戒水位等工程調(diào)度指標(biāo)。以上核實(shí)后的成果納入水情基本數(shù)據(jù)庫，確保水情服務(wù)平臺數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。加大水情信息報送質(zhì)量管理，參照水利部情報預(yù)報中心的報汛質(zhì)量考核標(biāo)準(zhǔn)制定天津市的標(biāo)準(zhǔn)，分別對中央報汛站、遙測站、臨時站等按照級別標(biāo)準(zhǔn)不同，定期考評水情報送質(zhì)量。

3.加快水情綜合服務(wù)能力建設(shè)

升級改造現(xiàn)有中小河流預(yù)報預(yù)警平臺、水情業(yè)務(wù)系統(tǒng)、水情發(fā)布平臺，增加歷史暴雨洪水查詢對比、實(shí)時水情在線監(jiān)控、洪水預(yù)報成果展示、水情預(yù)警發(fā)布等功能。依照“十四五”規(guī)劃開展“以測補(bǔ)報”監(jiān)測能力建設(shè)項目，北三河平原河道水動力模型研究和應(yīng)用項目建設(shè)。在隊伍建設(shè)方面定期組織專項技能培訓(xùn)、河道實(shí)地查勘，了解典型歷史暴雨洪水，掌握各河系的調(diào)度方案和洪水調(diào)度原則，以及水利控制工程現(xiàn)狀情況。引進(jìn)水文預(yù)報流域的高水平技術(shù)人才，提高洪水預(yù)報方案研發(fā)應(yīng)用能力。

四、迎接未來“大考”的思考

2021年汛期天津市雖然降水場次多、降水量偏多7~8成，但是降水時空分布相對比較均勻，未發(fā)生災(zāi)難性降水過程。北部山區(qū)產(chǎn)生的洪水以及流域上游洪水經(jīng)過長途跋涉入津后水勢相對平緩，基本屬于中小洪水范疇。據(jù)歷史記載，從明朝萬歷二十年（1592年）至1949年的358年間，殃及天津的大水災(zāi)達(dá)43次，平均8年多就發(fā)生一次。特別1963年海河流域發(fā)生的特大洪水，天津近郊大范圍淹沒造成了巨大損失。1963年大水后海河流域加大治理力度，經(jīng)過幾十年努力，形成了現(xiàn)狀“上攔、中蓄、下排”和分區(qū)導(dǎo)洪入海的防御洪水體系。2021年流域發(fā)生的局部大洪水再次證明海河流域發(fā)生大洪水的基本條件沒有發(fā)生改變。天津水文部門應(yīng)強(qiáng)化“四預(yù)”支撐，完善水情服務(wù)體系和專業(yè)隊伍建設(shè)，大力開展“以測補(bǔ)報”，專家經(jīng)驗預(yù)報與模型預(yù)報相結(jié)合，洪水預(yù)報與洪水調(diào)度相結(jié)合，解決中下游洪水受到水利工程調(diào)控和河網(wǎng)化影響后洪水預(yù)報難題，為各級水旱災(zāi)害防御部門提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。