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海河防洪

2020-04-09 21:01

海河流域包括海河、滦河两大水系,面积31.78万km2。海河水系为海河流域主要水系,包括永定河、大清河、子牙河、漳卫南运河、北三河(北运河、潮白河、蓟运河)、徒骇河、马颊河等河系,面积26.34万km2,占海河流域总面积的82.8%。海河水系北部和西部为山地和高原,东部和东南部为辽阔的平原。山地和高原面积14.24万km2,占60%;平原面积9.88万km2,占40%。山区多山洪灾害,平原地区多洪涝灾害。海河水系防洪关系着北京和天津等城市(参见彩图Ⅰ—38),京沪、京广、京山、京九等铁路干线,华北和大港等大型港田以及海河平原6 500多万人口和526万hm2耕地的安危,是防洪的重点。

Ⅰ—38—1 海河穿越天津市区俯视

伍至刚供稿

Ⅰ—38—2 海河河畔

伍至刚供稿

防洪沿革

早在战国初期,西门豹治漳河,发展水利,减少水害,就有记载。北京地区自辽金建都以来,经常遭受永定河水害,金开始筑堤,至清康熙、乾隆年间,堤防逐渐完善(参见北京市防洪)。河堤的防守分为“二守”、“三汛”、“四防”:二守是官守、民守。三汛是凌汛、麦汛、伏秋大汛。四防是昼防、夜防、风防及雨防。民国时期设置京畿一带水灾和河工善后事务的管理机构,也管防汛工作。

1949年以后大力加强防汛工作,建立责任制度,健全组织机构,气象、水文、交通、物资等部门相互协作,作好洪水预报警报、分滞洪区的抗洪救灾和群众转移工作。先后成立各级防汛指挥部,1950年河北省、天津市还成立了联合防汛指挥部。1992年由水利部和北京市、天津市、河北省成立了永定河联合防汛领导小组。

洪水与洪灾

海河流域的暴雨,主要由季风北上与西风冷槽相互作用形成,历时短,强度大。3 d最大降雨量可达多年平均年降水量(561mm)的70%以上。例如,北京1963年8月8日1 d全市平均降雨158mm,朝阳区气象站1 d雨量达404.2mm;8月7~9日3 d全市平均206mm,十渡站475mm最大。1963年河北省獐

3 d降雨量1 457mm。年际变化也很大,相差4~5倍。其次,受地形的影响,流域北部和西部的山地和高原丘陵过渡地带很短,东部和东南部的广阔平原地势向天津附近的渤海湾倾斜,历史上海河水系各河均汇流至天津经海河注入渤海。河道上大下小,泄洪不畅,因此一遇较大洪水就泛滥成灾。受灾县有时多达100个以上,曾多次淹及北京郊区和天津市区,20世纪以来主要有1939、1963年洪水灾害(参见海河洪水)。

防洪工程体系与调度

中华人民共和国成立后,即对海河水系进行治理。1963年大洪水后,又按“上蓄、中疏、下排、适当地滞”的方针进行全面治理。1999年统计,已建成山区大、中型水库约116座,总库容225.7亿m3,控制山区面积83%;初步整治滞洪洼淀26处,滞洪容积170亿m3;开挖疏浚行洪河道50余条,各河分流入海,使海河水系主要河道入海能力由2 420m3/s增至24 680m3/s,根本改变了过去河道上大下小,尾闾宣泄不畅,集中天津入海的局面;整修新修主要堤防9 200多km,主要河道防洪标准达20~50年一遇,初步形成防洪工程体系(见图)。

海河流域防洪工程图

永定河

流域面积4.7万km2。现有大中型水库23座,总库容53.7亿m3,其中防洪库容34亿m3,主要堤防400多km,滞洪区3处。在主要控制枢纽卢沟桥以下建有大宁水库和滞洪水库(在建),滞蓄官厅山峡洪水。官厅水库为永定河主要控制性工程,于1954年建成,1979年进行了扩建,扩建后坝高由45m增加至52m,最大库容从22.7亿m3增至41.6亿m3,遇100年一遇以下洪水,水库限泄600m3/s,基本解除了上游4.3万km2洪水对下游的威胁。为保北京市城区安全,按可能最大洪水加高加固了卢沟桥以上左堤;为使洪水安全下泄,保护天津市安全,下游开挖了永定新河。永定河遇50年一遇洪水三家店洪峰4 330m3/s,经卢沟桥下泄2 500m3/s,其余分入大宁水库和滞洪水库。卢沟桥下泄洪水经永定河泛区调蓄后,至屈家店洪峰为1 800m3/s,由永定新河下泄1 400m3/s于北塘入海,其余400m3/s入北运河,经海河干流入海。遇100年一遇洪水,卢沟桥仍向永定河下泄2 500m3/s,其余向大宁水库和滞洪水库分泄,经大宁水库调蓄后,需向小清河分洪214m3/s,入白沟河,经东淀独流减河入海。

大清河

流域面积4.3万km2,分为南、北两支。现有大中型水库17座,总库容37亿m3,其中防洪库容25.5亿m3;主要堤防1000余km;蓄滞洪区6处,蓄滞洪容量96亿m3。北支部分山区洪水由安各庄(库容3.09亿m3)、龙门(库容1.17亿m3)等水库控制。北支河道设计防洪标准20年一遇,白沟河设计泄洪能力3000m3/s,南拒马河泄洪能力4 640m3/s,白沟河与拒马河汇流后,由新盖房分洪道下泄5000m3/s入东淀。当白沟站超过5000m3/s 时,向兰沟洼分洪。南支各河山区洪水分别由王快(库容13.9亿m3)、西大洋(库容10.7亿m3)、横山岭(库容2.43亿m3)及口头(库容1.05亿m3)等水库控制,水库下游河道一般可宣泄10年一遇洪水,经白洋淀调蓄后,由赵王新渠下泄2 700m3/s入东淀。南、北支流洪水汇入滞洪区东淀,经独流减河及由西河入海河,分泄入海。

子牙河

滹沱河与滏阳河汇流后称子牙河,流域面积4.96万km2,已建成大中型水库28座,总库容41亿m3,其中防洪库容26亿m3;主要堤防2 100余km;蓄滞洪区4处,蓄滞洪容量35亿m3。滹沱河山区洪水经岗南(库容15.7亿m3)、黄壁庄(库容12.1亿m3)两水库联合控制,如遇1963年型洪水水库下泄3 300m3/s。下游堤防按1963年型设计(约相当于50年一遇),为防止洪水北泛,又按历史最大洪水(1794年)加固了北大堤,必要时放弃南堤,由献县泛区滞洪。滏阳河按50年一遇设计、1963年洪水(250年一遇)校核,山区支流朱庄等水库对干流的防洪作用较小,主要靠大陆泽、宁晋泊等洼地滞洪,经滏阳新河下泄。滏阳新河设计洪水流量3 340m3/s,校核洪水6 700m3/s。滹沱河与滏阳新河汇流后经子牙新河泄洪入海。子牙新河按50年一遇洪水6000m3/s设计,1963年实际洪水9000m3/s校核。

漳卫南运河

由漳河、卫河、卫运河和南运河组成,流域面积3.79万km2。现有大中型水库30座,总库容28亿m3,其中防洪库容14亿m3;主要堤防2 500多km;蓄滞洪区9处,蓄滞洪容量19亿m3。漳河洪水由岳城水库(库容13亿m3)控制,下游河道泄洪1 500m3/s, 大于1 500m3/s时利用大名泛区临时分洪。卫河50年一遇洪水通过坡洼调蓄,控泄2 500m3/s。漳河与卫河汇流后称卫运河,堤防按50年一遇4000m3/s设计,分别由漳卫新河和南运河下泄,漳卫新河设计泄洪能力3 500m3/s,南运河设计泄洪能力300m3/s。当卫运河来水超过漳卫新河和南运河泄洪能力时,原则上应充分利用漳卫新河强迫行洪,加强防守;当河道发生险情且洪水继续上涨时,利用恩县洼滞洪。

北三河(北运河、潮白河、蓟运河)

流域面积3.58万km2。现有大中型水库18座,总库容66亿m3,其中防洪库容34亿m3;堤防1000多km;蓄滞洪区4处,蓄滞洪容量10亿m3。北运河按1939年型洪水(约相当于20年一遇)和10年一遇涝水设计,50年一遇洪水加20年一遇涝水校核。如发生1939年型洪水,由运潮减河、青龙湾减河和北京排污河下泄,部分洪水入大黄铺洼。潮白河山区洪水由密云水库(库容43.75亿m3)控制。下游堤防以20年一遇洪水设计,50年一遇洪水校核,50年一遇洪水需向黄庄洼分洪,下口入永定新河。蓟运河支流有泃河、州河及还乡河。泃河由海子水库(库容1.21亿m3)控制,20年一遇洪水控泄1 330m3/s,至辛幢经引泃入潮工程泄1 080m3/s入潮白新河,原河道下泄250m3/s。若与下游洪水遭遇,向青甸洼分洪。州河由于桥水库(库容15.59亿m3)控制,20年一遇洪水错峰7 d下泄。还乡河由邱庄水库(库容1.56亿m3)控制,经还乡河分洪道分洪670m3/s入蓟运河,超过时向盛庄洼分洪。蓟运河阎庄以下干流泄洪能力1 188m3/s,于北塘入海。

河口防洪工程

1963年大水后,海河水系经大规模治理,形成了由永定河、大清河、子牙河、漳卫南运河、北三河分流入海,分区防守的工程格局,但各河口均淤积严重,致使泄洪能力锐减,威胁下游及河口地区安全。20世纪末,流域内5条骨干行洪河道的河口泥沙淤积量达9 200万m3,过流能力比原设计泄量下降60%。造成河口淤积的主要原因:①流域水资源缺乏,开发利用过度,入海水量锐减,缺少冲沙动力。20世纪50年代年入海水量160多亿m3,80年代仅为11亿m3。②海河大规模整治后,径流分散入海,缺少维持河口稳定的水流条件。80年代以来,除个别年份外,独流减河、子牙新河、漳卫新河基本没有入海流量。除淤积外,缺少有效管理,随意挤占河口行洪滩地,加剧了泄洪能力衰减的程度。

为维持河口畅通,满足河口防洪安全的要求,每年采取机械清淤或拖淤的办法保持河口畅通。今后应根据该流域河口任务单一(行洪排涝)、海相泥沙淤积为主和经常无径流下泄的特点,研究减少泥沙淤积、保持河口畅通的治理措施。①海河干流河口北侧有天津新港防波堤,该堤对减少新港港池淤积效果明显,可以研究在河口南侧兴建南导堤,与新港防波堤组成双导堤,以减少河口淤积。②永定新河是海河水系各入海河口惟一没有建防潮闸的人工河道,应尽快实施河口建闸、河道清淤工程,阻止海相泥沙沿河上溯淤积河道,闸下淤积采用机械清淤解决。③独流减河河口挡潮闸距海岸线较近,闸下淤积相对较轻,仍可采取机械清淤来维持河口泄洪功能。④子牙新河为滩地行洪河道,河口淤积对设计行洪能力影响不大,但深槽挡潮闸以下严重淤积,影响排涝。由于深槽断面较小,可以考虑机械拖淤来维持必要的过水断面。⑤漳卫新河河口北侧为黄骅港防波堤,南侧为鲁北化工基地。由于河口地区的开发利用,使辛集挡潮闸闸下引河长度延长了10多km。漳卫新河河口淤积较海河口和永定新河口淤积相对较轻,但仍使漳卫新河泄洪能力减少60%。由于河口为鲁、冀两省分界,急需统一管理。制定河口治理规划,可在双导堤、河口建闸等方案中进一步比选确定合理的治理方案。

存在问题与展望

除河口淤积严重影响泄洪外,海河流域已建成的大中型水库还有相当一部分存在病险问题。河道存在阻水障碍和淤积,堤防失修,防洪能力下降。蓄滞洪区的安全建设不能满足需要,影响蓄滞洪区使用。在今后的防洪工作中,要提高水库和河道的防洪标准,作好入海尾闾的治理和挡潮工程;做好蓄滞洪区的安全建设,妥善解决好群众的转移。还要加强预报、警报系统的建设,提高预报精度,增长预见期。

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