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七下八上——京城暴雨
七下八上。中国北方地区的雨季在六月~九月,其中主汛期在七八月间,特别是七月下旬、八月上旬,由于受西南低涡北上或台风入侵影响,历史上大范围、长历史、高强度的降水主要集中在这一个时期,最近几十年来就有六三八、七五八洪水。
海河流域是我国水利化程度最高的流域,海河各支流出山前都有水库控制,再加上平原地下水位已经大大降低,即使再出现类似19638月甚至更大的雨情,海河流域也不会有那样的洪涝灾情了。
但是海河流域防洪体系还有两个薄弱环节。如果这两个问题出问题可能就不是死二三十个人的问题了。不放心的是永定河,永定河下游河道常年没水,行洪能力已经大大降低,然而官厅水库以下永定河峡谷地带就可能形成达到每秒1万立方米的山洪,这些洪水只能靠堤防控制。永定河左岸大堤是按可能最大洪水设防。但这仅是理论的,并未经过实践考验。一旦永定河山峡出现超标洪水,即使官厅水库卡死不泄洪,由于永定河堤防左强右弱,永定河南岸堤防很可能溃决,洪水在京广、京九铁路间泛滥,造成南北交通断绝,最终溃入白洋淀,威胁华北油田的正常生产,白洋淀下游,海河流域重要的行蓄洪区——东淀和文安洼现在已经是华北油田的重要产区了。六三八洪水主要的暴雨区在海河南系,永定河流域已经有70多年没来大水,发生百年或超百年一遇洪水的风险并不是危言耸听。我们应该未雨绸缪。
冀东滦河上有潘家口、大黑汀、桃林口三座大型水库,防汛主要靠潘家口,大桃两库防汛效益不大,而且大黑汀与桃林口坝下还有几千平方公里的暴雨区没有工程控制,滦河干流与青龙河汇合后还是可能形成超过10000立方米的组合洪峰冲过京山铁路桥威胁滦河三角洲上的滦南县与乐亭县,由于三角洲东部已经淤高,滦河干流有再次西徙入海的风险。这一带是出关的交通锁钥,有冀东油田,也是京津唐地区新兴的港口群和临港型工业基地。
一个新问题是内涝。通过山谷水库和平原堤防、行蓄洪区,山洪对华北平原各大中城市的威胁减弱了,甚至消除了。但是内涝的危害却更大了,特别是北京。这主要是由于城市规模较过去极大的扩张,而排水能力甚至不如几十年前了。主要原因是硬化地面激增,径流系数加大,同样的降水会比过去产生更多的洪水;城市内河被大量填平或加盖,影响了地表排水能力。第三点,也是最重要的是,随着城镇基础设施建设,出现了大量的负地形,特别是地下或半地下涵洞式立交桥,而这些涵洞又往往是城市交通的节点,一旦进水,整个城市就会陷入交通瘫痪。大量的负地形往往低于城市排水基点,只能抽排,而这种设计应付一般的中常洪水可以,但是大范围高强度降水情况下,抽排系统本身的可靠性都好不到哪里去,本来是城市正常运行的守卫者,可能却成为了被救援的对象。狂风暴雨,电力和通讯系统很可能出问题,那时候抽排系统就成为了“聋子的摆设”,即使有备用的柴油动力系统,但是机房也可能进水。日本大地震的时候,核电站冷却系统系统也有备用动力的。因此,大暴雨情况下,抽排系统能发挥平时70%的功效就不简单了,而它要应对150%200%的压力。暴雨来临时,由于排水管道的流量限制,很多路段都是路面行洪,一个区域内的路面径流都会向该区域的最低点汇集,而不幸的是北京城很多这种“低点”都是交通的关键点,一旦一个关键点因排水问题被淹,就会出现大“堵”城21号天津雨也不小,但天津的情况要比北京好得多,这主要是因为:(1)天津城市处于九河下梢,地表水系发达,内河较多,能迅速排出地表积水;(2)天津立交桥不多,特别是二环以内,平交路口还很多,负地形较少。
一个基本常识是:系统的风险性与复杂性成正比。大城市,特别是北京,就是一个高度复杂的系统高架路与立交桥是一个非常复杂的运输系统,正常运行有很高的效率,但一旦非正常运行就很可能添堵。幸好21号北京降水历时还不长,22号秩序就基本正常了。如果雨一直在下,北京城市可能就彻底瘫痪了。鲜活农产品进不了京,北京人生活也就乱套了。
但是现在就是这个样子,六环已经修完了,立交桥都修成了那个样子,负地形无法消除,因此即使把城市排水管网的排水能力提高一个数量级,估计也无法完全消除内涝,因为抽排的保证率如果能做到90%就谢天谢地了,一个交通节点出问题,可能就会出现大拥堵。如果提高排水管网的过流能力就要大拆大建,开肠破肚,京城不堵上几年根本搞不完
当然还是有一些事情要做。首先要搞清楚暴雨后最容易出问题的节点在哪里,是什么原因,再想办法解决;其次是提高负地形的抽排能力和保证率,分区域布置机动排水车。可能最重要的一点是恢复京城的地表水系,京城地表水系不少,但是很多被加盖了,如果充分利用地表水系,就能分散路面积水,避免地表积水沿道路汇集到地下或半地下涵洞式立交桥。另外故宫附近和三四环沿线,还有较多的湖泊,可以起到区域洪水承泄中心的作用,减少城市地下排水系统的压力。还有就是增加绿化地面面积,减少产流。至于那些一下雨就淹,又没有办法改造的积水点,只有雨到了一定程度就禁行,将就着,堵归堵,只要交通不瘫痪就行了。
最后是人心的问题。系统的复杂性与风险性并存,北京这样的城市,时不时堵一下在所难免,我们必须习惯。暴雨对北京本身并没有造成太大的危害,主要危害是暴雨和积水造成的城市秩序的混乱,以及人们对这种秩序的不适应,当然这与北京城市结构复杂,人们活动半径较大有关。一堵人就容易着急,一着急就容易冲动,一冲动就容易出危险。但是在自然面前,人的力量总是渺小的。人的生命是最重要的,首先要远离危险。在自然灾害期间,人应该尽量少的外出活动,以减少不确定性,特别是进入那些情况复杂的区域,如果每个人的确定性增加,整个城市管理的难度也会大大减轻,如果远离危险区域,不冒险行车,21日大部分伤亡事故都可以避免,财产损失也会大大减轻。家用轿车,毕竟不是水陆两栖坦克,而且底盘低,易熄火,人的活动不应该完全依赖家轿,某些时候还是自己的双腿最可靠
如果把城市系统的风险定位7级的话,21日也就是3~4级吧,人还是要有备无患,平时加强储备,灾时尽量避免不确定性,避免风险。每个人都要做好自己的事,照顾好自己,对自己负责,也是对别人负责,对整个城市的秩序负责,大家好才是真的好。灾难发生是难以避免的,希望能引以为鉴,灾难发生两次才是真正的悲剧。
再谈谈黄河洪水,黄河防洪最大的问题是洪峰急、流量大,超量洪水的问题并不突出。黄河百年一遇洪水洪量充其量只有100亿立方米(1933811日黄河洪峰流量达20400立方米/秒,12天洪量为101亿立方米)千年一遇洪水估计也不过150亿立方米(如1843年黄河历史纪录最高洪峰为33000立方米/秒,12天洪量估计为136亿立方米),如果当年360米蓄水高程,650亿立方米库容的大三门峡水库搞成了,就可以做到黄河洪水一峡收了,而且650亿立方米的库容比黄河年径流都多,那么黄河下游就可以实现水资源多年调节,70年代后期和90年代黄河两个少水时段也不会断流了。三门峡水库最大的问题是修成了一个半拉子工程。因为移民难度太大,大三门峡方案最终迫不得已的半途而废了,小3门峡水库只有90亿立方米的肚子,还要有几十亿来用来滞洪,自然没办法吃下每年16亿t的泥沙,加上60年代前期黄河中游连续出现几个多沙年,从1962年开始,三门峡不得不进行了两期改建,调度方式由拦洪拦沙改变为蓄清排混三门峡的运用只能由拦变成泄。当然如果当年真修成了650亿立方米的大三门峡,也就没有这些问题了。当然,三门峡水库实际上不能说是失败了,只不过是走了弯路,大才有用、事倍功半,350米高大坝,常年只蓄半库水,最高蓄水位也只有320m左右。
现在看来三门峡最大的问题是操之过急了,90万的移民当时解决不了,特别是三门峡建成后就赶上了60时年代初的特殊时期,国民经济濒于崩溃,更难以组织移民了。
如果先上上游和北干流的工程,恢复与扩大宁夏与渭北灌区,60-70年代再搞三门峡的话,虽然当时移民数量要增加到150万左右,但是向灌区移民的难度也不会太大了,而至直到现在延安地区南部的黄土塬区人口密度一直不大,或许650亿立方米的大三门峡水库就搞起来了。那样就可以做到黄河洪水一峡收了。而且即使用100亿的库容来滞洪,剩下的500多亿的库容可以用来蓄水、堆沙,每年10亿立方米的泥沙淤积就不是什么大问题了,况且80年代以来,黄河来沙量已经大为减少,每年只有6亿t左右,三门峡库容的使用时间将延长到百年左右,就是运行50年的今天,仍然会有200300亿立方米的兴利调节库容,还可以做到多年调节,黄河下游的水资源也不会如此捉襟见肘了。而且泥沙从河口向湖泊(水库)内部推进,会形成河口三角洲,也就不会有翘尾巴淤积的危害了,在泥沙重新填满三门峡水库的过程中,每年洪水退却后都会有新的土地消落出来,一百年后三门峡库区又是一个新的关中平原。
当然三门峡水库淹没损失太大,其实并不划算。而且在北干流山陕峡谷有更好的坝址。
参考文献
陈龙珠.图解城市暴雨内涝潜在最高风险区域.
http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=39070&do=blog&id=594831
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发布于:2012-7-26 9:51:46
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