核心提要:
1. 本次洪水,涿州、房山河道的洪峰流量分别是2012年的1.75倍和2.6倍以上。地处平原的涿州泄洪不畅,而来水量又过于巨大,是造成此次涿州水患的根本原因。
2. 涿州水灾的洪峰从京西山区而来,但想在上游的山区修建大型水库的可能性很小。也许这次洪水可能会促使1952年就规划的张坊水库动工,不过效用可能仍然有限。京西山区河谷,既是行洪通道,更是交通孔道或风景区。在这里修水库的话,交通要改线,甚至需要居民大批迁移,需要办到的事情太多了。
3. 面对罕见的大暴雨,最根本的办法还是合理规划水利设施,调节水资源的时空分配。在海河流域,应当坚持以排疏为主的方针。在气候变化的大背景下,超出常规预料的极端强降雨的频率和总体强度也会增强。这对未来的水利工程建设是个不小的考验,也是我们未来防备类似灾害要重点考虑的方向。
作者|唐驳虎
凤凰新闻客户端荣誉主笔
虽然华北平原的抗洪斗争还在继续,但已经可以阶段总结这一次的华北特大暴雨与洪水了。
7月30日河北南部沿太行山中段的暴雨中心,虽然在雨强上达到了1963年的2/3。但由于多年来防洪设施安排得力,灾害损失总体不大。
而在7月31日太行山北段的京西山区,暴雨强度远远突破了140年气象史上的所有记录。超强降雨导致京西的门头沟、房山乃至西段河北涿鹿的山区道路、通信中断。
因为断路断电断网,这一片暴雨中心区在网上都没得到关注。一直到8月2日,各路救援尤其是先锋队伍才陆续依次打通浅山区、深山区的乡镇。所幸大部分民众均安然无恙,房屋道路部分受损。
位于京西南外、拒马河上游的河北涞水县也通报,野三坡景区遭受毁灭性损毁,暂无人员伤亡报告。由于降雨极强且地形汇水迅速,山洪很快席卷山沟河道。
8月2日,门头沟气象台工作人员第一时间随开路队伍前往潭柘寺地区,发现当地的两个气象站已被洪水冲毁、仅剩地基。
2012年之后,为加强京西暴雨山区观测,扩建了很多山区自动气象站。这次有部分自动站直接被山洪冲毁,可以通过相邻站点记录和气象雷达图景进行人工推算,只是肯定没有实测准了。
但是京西山区肯定还是有记录下来的气象站点,期待未来事后调查还原当时的真实暴雨场景。
12亿方水冲击下的涿州
在暴雨中心边缘,昌平王家园水库和门头沟高山玫瑰园累计雨量分别达到744.8mm、730.5mm。 易县紫荆关镇达733.5毫米,而暴雨中心、失联的山区估测局部可达800~1000毫米。
在这样的情况下,拒马河出山的张坊水文站最大流量达到了每秒6200方,经垂直相交的南拒马河部分分流后,北拒马河洪峰仍达到每秒4500方。
源自房山山区的大石河(琉璃河)发生历史最大洪水,在琉璃河镇出现漫堤。上游漫水河水文站在被淹之前,测得的最大流量已超过每秒3300方。
以北拒马河、大石河两河洪水相加,进入涿州的山洪最大流量应该是达到了每秒7500方甚至8000方以上,是有水文记录的历史最大洪水。
相比之下,2012年的“7.21”暴雨,暴雨中心也在京西南房山区,房山河北镇最大雨量541毫米,北拒马河最大流量每秒2570方,大石河最大流量1280方。
北拒马河、大石河的枯水季流量一般只有每秒4-5方,一般洪水是几百方,所以这次洪水是枯季流量的上千倍、一般洪水的十倍、特大暴雨的两倍。
▎8月3日中午拍摄的小清河桥(卢沟桥往西)中纪委国监委网站 聂新鑫 摄
另外,流经涿州的小清河可上溯至自永定河著名的卢沟桥。永定河在卢沟桥水闸一分为二,东为永定河干流,西为小清河支流。
为限制卢沟桥一段永定河的水量,当流量超过每秒2500方时,向西岸小清河方向分洪。这次也因此造成小清河桥(1958年重建)在7月31日被急流局部冲塌。
再往下1.5公里,流往靠西岸的大宁、稻田、马厂三个滞洪水库,共计库容为8000万方,之后再复归进入干流。
只有洪峰流量达到每秒6200方以上,超越干流的行洪能力,或者滞洪水库已满,三个滞洪水库才会按最大每秒214方的容量向小清河分洪。
▎8月3日中午拍摄的大宁水库 中纪委国监委网站 聂新鑫 摄
此次降雨过程中,永定河的洪峰流量经过水库调蓄、干流滞洪后,保持在每秒2500方,滞洪水库拦蓄水量7200万,没有达到向小清河分洪的级别。
因此本次小清河实际最大流量为每秒100方。对涿州水情影响不大。 门头沟山洪由永定河干流排出,经东南方向大兴、固安、廊坊向东南天津方向流去,经永定新河入海。
小清河在涿州、永定河在相邻的固安都没有出现漫堤等任何问题。
真正被淹得厉害的,是涿州城市西部的北拒马河一带(分为三支),以及城东的大石河流入白沟河的码头镇、刁窝镇一带。
而与涿州相邻的房山区琉璃河镇,被大石河淹没的面积也不少。12亿立方米洪水冲击下的涿州,水最深淹到7、8米,这就是引发网络关注的涿州水患。
流入涿州的三条河流(北拒马河、大石河、小清河),在码头镇东侧汇合,向南边的高碑店市白沟镇流去,名为白沟河。而南流的白沟河的行洪能力只有每秒2000方。
每秒来水8000方,泄水2000方,这就构成了涿州的根本矛盾。也在局部造成决堤(8月3日中午,涿州白沟河的茨村东堤决口成功合拢)、漫溢、积水。
从本质上来说,涿州和门头沟城区的水灾性质差不多,都是山洪水从山区涌出后第一个受冲击的地区。
但是半山区的门头沟接上的是永定河干流,永定河下泄与容纳能力强,半天时间水就退去了。纯平原地带的涿州则因为下泄不畅,遭受了沉痛的水患。
本来,北拒马河是涿州的骄傲。涿州在主城的东北部还以全国重点文保——1760年建造的九孔石桥永济桥为核心,打造永济水上公园与新城,这里也是京广公路所经之地,是千年交通要冲。
而现在涿州灾情较重的几个高层小区——水尚仁佳(水上人家)和双馨佳园,也都在永济公园两岸。
水利水利,兴利除害都应考虑进去。除了每年汛期要做好防汛工作外,特别要注意从长远考虑,结合江河规划和城市总体建设,做好防洪规划、防洪建设、河道清障和日常管理工作。
涿州的根本问题,在于河道下泄能力有限,影响排水速度,也会加重当地灾情。未来应当考虑修筑人工减河,提高行洪能力,畅通白沟-雄县-大清河的流向。
要知道,涿州除了出了张飞,还出了中国古代著名水利著作《水经注》的作者郦道元,相信会在治水上取得更好的成绩。
截至8月1日17时,拒马河张坊水文站流量已回落到每秒1600方,大石河漫水河水文站每秒690方。
▎涿州积水的下泄方向:白沟-雄县-大清河-独流减河,并不经过上游的白洋淀也就是雄安新区启动区
据监测,北拒马河、大石河已给涿州带去8亿立方米的水量,上游仍有4亿立方米洪量。愿涿州早日清除水患,重建家园!
为什么不修水库
而从上游角度来看,就是恰恰房山没有控制性水利工程,才导致洪水直冲涿州。 有人问,能不能在房山山区修一个大水库呢?
答案是不能。北京的西山山区,南北延伸70多公里,形成了三列平行排列的褶皱山脉。河谷里分别是109国道、108国道和十渡风景区,以及众多沿线乡镇都占满了。
修水库并不是“基建狂魔”嘴皮子一动就变出来得,修一个大坝不难,难的是水库蓄水带来的永久淹没、移民。
以中国人口稠密的国情条件,在平原上修不了大型水库,即使在山区修筑关键水库,要找好的山谷选址,也往往要遭遇占地和移民问题。
像穿越太行山的各条河谷,往往同时也是重要的交通孔道,如“太行八陉”。这次京西山区的两大河谷——清水河与大石河,河谷都是居民点。拒马河的开阔河谷,是十渡景区,修水库,也有诸多现实的困难。
至于拒马河的关键节点——出山门的张坊,的确早在1952年就规划建设水库并开始勘探。至今已经规划了超过70年,好几次都准备动工,后来都放弃了。
一是这里是喀斯特岩溶地貌“”北方小桂林,能否存住水存在争议。二是对于淹没十渡风景区的争议。三是北京与河北对用水权的争议。
▎水文职工在北拒马河用电波流速仪测流
华北平原主要矛盾还是缺水,争夺水源,洪水问题都还是相对次要的。但在这次大洪水之后,也许会推动张坊水库加快上马。
也就是说,对拒马河上游来说,问题恰恰是没有水库,缺乏控制性工程。整个房山区所有的水库加起来,库容量才只有1200万方。
但是即使未来有了张坊水库,也不能单独应对这次极端暴雨。拒马河张坊站多年均流量5.5亿方,规划库容量5亿方。这次极端暴雨光拒马河来水就至少8亿方,还是大幅超出整个库容。
而且,房山的另外一条大石河的确无法修建大水库。大石河方向的大量来水还是无法解决。在特大暴雨和极端暴雨情况下,涿州还需要考虑行洪问题。
除此之外,重要和唯一的交通路线——108国道和109国道也从这里经过。 河道、乡镇居民点、交通路线都从河谷底部穿过,那就没法修水库。只能在两侧的小支流上有选择地建小水库。
比如门头沟的永定河谷——幽州大峡谷,原本就被詹天佑视为北京通往西北方向(京张铁路)最合适的通道。 只是因为隧道工程量太大,才被迫改走坡度陡峭的八达岭方向,走关沟越岭翻山。
新中国成立后,1955年在此修筑了丰沙铁路,后增建复线,解决了京张线运能不足,也成为晋煤外运的主要通道之一。
但修筑了铁路,这里就只能建中型的珠窝水库,不能再建大型水库了。另外,这一段也没有全程通车的公路。这条人烟不多的山谷,就是一个铁路、公路、水库无法兼顾的典型。
这次在永定河谷,K396乌海西-丰台、Z180次乌鲁木齐-北京西、K1178银川-丰台三趟列车就分别被阻断在落坡岭、安家庄、沿河城站附近,滞留四天三夜。
所以说,山区河谷,既是行洪通道,更是交通孔道,或者是风景区。在这里修大中型水库,交通改线甚至中断,沿线村镇居民大批迁移。需要考虑的、无法办到的事情太多了。
这本质上还是人水相争的结果。无论是平原还是山区,人类为生存为发展,不可能无条件地为水让路。只能是有选择地权衡利弊。
更本质地看,几千年来华北平原的开拓,就是人进水退、向水要地的过程。真要恢复自然,那是不可能的。
如果把邺城、邯郸、正定、燕都,华北平原这几个历史古城连成一条线,就会发现,这些城市都集中在华北平原西部一线,紧挨着太行山。
华北平原东部的大城市,比如天津、德州、沧州,都是后来随着大运河才出现兴盛的。
也就是说,在春秋战国,也就是华夏文明早期,华北地区的大城市,主要分布在靠太行山一侧的平原西部。靠海的东边,都是沼泽重生、湖洼遍地的湿地。
现在都成了千里良田。主要湖泊七里海成了天津的湿地,白洋淀大幅萎缩,大陆泽淤塞为田,并成为经常启用的蓄洪区。
回过头来说,毕竟一般几十年才有一次这种雨。所以,最根本的办法还是合理规划水利设施,调节水资源的时空分配。
回顾海河流域防洪总方针,就是“上蓄、中疏、下排,适当滞洪,以排为主”。
“上蓄”,即在上游修建和加固水库,开展水土保持工作,以拦蓄洪水,发挥综合效益;
“中疏”,即疏通中游河道,使其顺畅泄水,不致泛滥;如果超出疏解能力,就启用蓄洪区,适当滞洪。
“下排”,即在下游开辟入海河道,使洪水通畅入海。总体以加强排泄能力为主,也就是“堵不如疏”啊,有条件还是尽量以疏解为主。
排疏才是华北平原治水的重点
在1963年之前,以为只要在山区修水库就足以拦截防御洪水了,快速修建了诸如官厅水库、密云水库、十三陵水库这样的一批大中型水库,“以蓄为主”。
但到1963年暴雨实际检验,发现暴雨高值带分布在地面高程为200~500m的太行山东侧迎风坡,位置均在山区水库坝址之下,因此水库对洪水拦蓄调节作用有限。
由于地势陡峭,山区洪水快速冲出海拔500~1500米的山区。当洪水进入海拔仅50米的平原,由于地势平缓,水流速度减慢,阻碍了下泄。
“地势平衍,虽有潴水之淀泊,并无行水之沟恤,”所以“雨水偶多,即漫流田野,淹浸庄稼”。洪水出路不畅,这才是才是华北平原治水的突出问题。
因此,才把水利工作重点改成“以排为主、适当滞洪”。排洪的重点,就是五条巨大的人工减河,其次是排涝、治理中下游河道。
“滞洪”是利用河流附近的湖泊、洼地或划定的区域,通过节制闸,暂时停蓄洪水,短期阻滞或延缓洪水行进速度,待河槽中的流量减少到一定程度后,再经过泄水闸放归原河槽,目的是与主河道错峰。
“蓄洪”是上中游山谷水库、中下游平原水库,汛期拦蓄洪水,削减洪峰流量。蓄滞洪区是防洪工程体系的重要组成部分,是防御大洪水的一张“底牌”。
尽管这次北京降雨是确凿140年一遇的大雨,但从启用蓄滞洪区的数量来说,此次海河流域启用蓄滞洪区的数量并不算太多。
1996年8月,海河南系大洪水启用了11处蓄滞洪区。2016年台风大暴雨,启用了宁晋泊-大陆泽、永年洼和崔家桥。
2021年7月河南大水,仅卫河水系就启用了8处蓄滞洪区,河北也启用了宁晋泊-大陆泽、永年洼。
宁晋泊-大陆泽本是古代“天下九泽”之首,作为20世纪才基本淤塞的大湖遗迹,启用的也比较频繁。
海河流域由国家防总调度的最高级别蓄滞洪区有6处,分别为小清河、东淀、文安洼、贾口洼、团泊洼、恩县洼,其余22处由所在省级或市级防汛抗旱指挥机构调度。
这次使用各蓄滞洪区洼地,“蓄泄兼施”,主要是为了相继吞吐降低流量,节节拦截,控制洪水涨势,让各河系洪水错峰抵达自己河系的通海减河。
比如蓄积在涿州的水会沿着白沟河进到大清河,到独流减河入渤海。途中可以分流到东淀蓄洪区。保定那边流到白洋淀(西淀),东淀面积和蓄水量和白洋淀差不多。
华北平原地势平坦,流速慢,洪水在河道流速是每秒0.5米至1米,一天最多走80多公里左右。从京西暴雨区流到天津大约有200多公里,以洪水在河道的最快流速计算,也得需要3到4天。
海河水系上游支流繁多而分散,下游则集中到各条通海减河。因此,天津的几条通海减河都在准备迎接排洪。
60甲子今昔对比
“63.8”暴雨7天降雨总水量600亿立方米,海河南系的漳卫、子牙、大清河各系来水凶猛,河道无法承泄,一路带动堤防溃决,造成豫北冀南冀中遍地汪洋。
主河道决口2396处,支流河道决口4489处。最终导致近5900人遇难、近5万人负伤。水淹村庄13142个,倒塌房屋1265万间,受灾人口2200万人。京广线长时间中断,津浦线(现京沪线)也危在旦夕。
整整60年后,从7月29日中午到8月1日中午,三天降雨400亿立方米。达到了“63.8”八天时间的2/3,也大幅超过了其中最强三天的320亿立方米。
在更强的降雨面前,大部分地区、河道、堤防都表现良好,灾害损失远远低于1963年。这说明了水利事业的巨大进步,水利工程充分发挥了效用。
唯有涿州正面遭遇京西山区超强雨洪的冲击,洪水超记录,来势过猛,遭受的损失仍然严重,也暴露了问题。
而在气候变化的当前与未来,随着增暖让大气可容纳水汽量的增多,极端强降雨的频率和总体强度,也会增强。
这将催生出更为复杂多变、破坏力更大的极端天气事件,也对水利工程提出了更高的要求。就像今年夏天的北京,高温和降雨都大幅刷新了历史记录。
人类的文明进程离不开水,人类与洪水的斗争也从古到今,一直未停歇。最后,为在此次抗洪抢险过程中英勇牺牲的消防员、志愿者和英雄们致哀!英雄不朽!万民平安!