2023年7月,京津冀地区出现一轮史上罕见的极端暴雨过程,由此形成的洪涝灾害造成巨大破坏。
京津冀军民积极应对极端洪涝灾害。一是水库拦蓄,33座山区大型水库预泄腾库,全力迎峰御洪,发挥了很大的防洪作用。二是陆续启用七处蓄滞洪区,大大减轻了防洪压力。三是科学调度,加快天津泄洪,防止了积水对天津的破坏。
从此次应对“23·7”流域性特大洪水的过程来看,其给我们留下不少的经验、启示和思考:一是相对于同样级别的1963年京津冀特大洪水所造成的损害来说,近几十年建设的防洪工程发挥了巨大作用,有效降低了人身伤害和财产损失。二是京津冀地区位于雄安新区千年大计、京津冀协同发展战略和“一带一路”国家发展战略三大国家战略的重要交汇地带,是我国经济发展最活跃、开放程度最高、创新能力最强的区域之一,因此,京津冀防洪至关重要,不容有失。三是暴雨带来的巨量水资源未能有效拦蓄,对于常年干旱的华北地区来说非常可惜。四是要准备长期应对京津冀极端洪涝灾害事件的发生。
京津冀极端旱涝灾害频发
近年来华北地区流域性大洪水接连发生,特别是2008年以后,京津冀地区降雨渐增。2008—2020年,北京连续13年多雨。以极端强降水事件为例,2012年7月21日,京津冀出现区域性大暴雨到特大暴雨,造成严重城市内涝、山洪、地质灾害。2016年7月18日,华北、黄淮地区出现强暴雨过程,局地降水量为历史极值。2021年10月,海河流域连续强降雨,引发洪涝灾害。
然而,华北地区又是我国乃至世界上水资源极度缺乏地区之一。20世纪80年代以来,华北平原陷入持续干旱,地下水超采严重。为解决长期干旱缺水问题,南水北调中线一期工程2003年正式开工,并于2014年12月12日建成通水。来自丹江口水库的万顷碧水,跨越1432公里的漫漫征程,滋润着干渴的华北大地。密云水库来水量逐年增加,官厅水库也恢复了活力,永定河补水工程让断流25年的永定河重现水清岸绿、鱼翔浅底的景象,京杭大运河补水工程让京杭大运河百年来首次全线通水,华北明珠白洋淀水位逐年上涨,河湖生态功能逐步恢复。
尽管如此,京津冀地区河湖生态缺水的整体形势没有得到根本扭转,与区域定位目标仍有较大差距。
京津冀水资源及水安全面临的问题
一是经济社会发展与水资源供给能力不匹配,供需矛盾突出。京津冀地区水资源量仅占全国的0.7%,却承载着全国5%的耕地、8%的人口和10%的经济总量,供水长期处于非平衡态势。而且海河流域地表水衰减,区域用水矛盾突出。
二是区域水资源超载,导致水生态环境受损。京津冀地区水资源开发利用率一度达到106%,在南水北调工程通水后仍高达70%。河道断流、湖泊湿地萎缩、河流连通性低、水生生物多样性低等成为常态,由此导致京津冀地区地下水超采严重,出现地面沉降、海水入侵等一系列生态环境问题。
三是流域防洪体系短板依然存在,防洪减灾新老问题并存。京津冀地区大中型水库、主要骨干河道以及中小河流等水利薄弱环节治理任务尚未全面完成,骨干河道现阶段防洪标准达标率不足50%,河道淤障拥塞、堤防老化失修、河口无序开发等造成泄洪能力下降。京津冀蓄滞洪区内居住人口超过500万,耕地面积超过60万公顷,蓄滞洪区启用难度加大。近年来,城市防洪排涝问题也成为新焦点。
京津冀水利设施的短板
1963年海河流域特大洪水发生后,毛泽东主席亲笔题词“一定要根治海河”,掀起了海河流域大规模治水高潮。经过几十年持续建设,流域初步建立了以水库、河道堤防、蓄滞洪区为主体的防洪工程体系。但是京津冀地区水利工程设施还存在一些问题,必须引起重视。
一是现有水利工程体系尚不完善。防洪工程体系设计标准偏低,技术手段相对落后,普遍老化失修。大部分河道径流衰减、淤积严重,甚至个别河段常年干涸,河道内违规建设、非法采砂等现象突出,影响河势稳定。中小型工程日常管理与维护不到位,存在一定隐患。雄安新区、北京城市副中心等重要防洪保护目标的防洪标准尚未达到设计要求。
二是蓄滞洪区建设滞后,调度运用难度大。从“23·7”特大洪水来看,虽然蓄滞洪区发挥了巨大作用,但也在应用中暴露出一些短板。多数蓄滞洪区建设投入不足,建设进度滞后,堤防、进退洪控制设施、安全设施等工程管理及维护不到位,区内多数避水台、避水楼等就地避险及转移撤退设施年久失修、破损严重。蓄滞洪区多年未启用,区内经济发展迅猛,人口数量较多,人员水患意识淡薄,转移安置困难。
三是流域智慧化水资源管控水平亟须提升,防汛抢险经验不足。由于多年未发生较大洪水,流域下垫面变化较大,水文模型和预报方案难以修订,预报精准度不高。加之流域数字化信息化建设不够完善,预报调度一体化水平较低,与智慧水利要求还存在差距。洪水调度决策过程中存在省际协调问题,防洪工程统一调度难度大。防汛队伍欠缺实战经验,公众洪涝风险意识不强。
京津冀水资源一体化管理是发展的必然要求
海河流域水安全及水治理十分重要。20世纪60年代大洪水后,海河流域防洪总方针是“上蓄、中疏、下排,适当地滞,以排为主”,目前看依然十分有效。进入新时代,习近平总书记提出“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水方针,为我们进一步综合治理海河提供了重要理论指引。
一是要加强节水工程和非常规水资源利用。要深度加强全流域、全行业水资源需求管理,适当控制灌溉面积和城市规模两大总量。持续优化产业、种植、贸易、消费主要结构,严控水资源过度开发利用。实施生活、工业、农业全行业深度节水,深度挖掘各行业节水潜力,加强再生水、海水等非常规水源利用。
二是要加强水库和蓄滞洪区以及地下水回灌等拦、蓄水工程建设。此次“23·7”暴雨警示我们,“在气候变化的趋势下,针对性地提高北方的水利标准,也就顺理成章了”。调蓄能力是水安全的根本,因为水文过程的特点是波动的,而用水需求相对恒定。因此要有系统观念,不能再分开考虑处置旱涝灾害。要完善水库防洪体系建设,实施病险水库除险加固和降等报废,加强安全监测设施建设及日常维修养护,健全水库运行管护长效机制,实现水库安全良性运行。还要加快推进蓄滞洪区建设和管理,复核海河流域28处蓄滞洪区防洪能力,调整蓄滞洪区布局方案,有序推进蓄滞洪区进退洪控制设施、安全区围堤、安全台、撤退道路等工程和安全设施建设。完善蓄滞洪区通信预警设施,确保蓄滞洪区遇大洪水分得进、蓄得住、退得出。同时要以地下水蓄水恢复为目标,在超采治理的基础上,加强地下水持久化修复,实施地下水战略储备和地下空间调蓄工程,实现地下水良性健康发展。另外还要优化完善水网格局,在天然水系的基础上优化调水工程等人工水网格局。
三是要加强海河中下游及重点地区和重点城市周边的分水、行水工程建设。平原上的洪水排泄,河道的分水、行水能力十分重要,如果行水能力不足,就会出现内涝水淹灾害。尤其是围绕雄安新区和北京城市副中心建设,实施骨干堤防提标升级,推进河道系统达标治理。以防汛抗旱水利提升工程治理任务为重点,加强中小河流重要河段治理。在河道关键部位建设水库等控制性枢纽,或新增开挖分水河道及干渠。北京、天津、石家庄结合永定河、永定新河、独流减河、滹沱河等河道治理进一步完善防洪体系,达到200年一遇防洪标准。廊坊、保定等城市按照京津冀协同发展功能疏解要求和城市规划布局,提高城市防洪标准。
雄安新区位于大清河水系中下游汇水部位白洋淀的“边坡”上,历史上洪涝灾害频发,因此需要按照极高的洪水标准设防。一方面不能水淹白洋淀,另一方面还要保持白洋淀常年处于水位平衡状态,这是非常高的水安全管理要求,因此分水河道和行水河道科学设计极其重要。首先是防洪,据雄安新区防洪专项规划,北部的南拒马河右堤、东部的白沟引河右堤、南部的新安北堤、西部的萍河左堤,加上西北围堤,这些堤防首尾相连,形成一个长约100公里的闭环生态“防洪圈”,将城市揽入怀中,全线防洪标准达200年一遇。要切实落实防洪规划,协调防洪工程建设与生态环境治理,骨干河道治理、枢纽改扩建、堤防达标建设和蓄滞洪区建设相结合,形成雄安新区“北截、中疏、南蓄、适排”的排水防涝格局。起步区防洪标准达到200年一遇,外围组团防洪标准达到100年一遇,特色小镇防洪标准达到50年一遇。其次是进行白洋淀和雄安新区的输水工程建设。如雄安干渠工程,以已建的南水北调中线一期工程为供水水源,工程任务是为雄安新区的城镇生产生活供水输水,其规模达到15立方米/秒,年输水量约3亿立方米。再如往白洋淀分水的白沟引河工程,主要是将上游洪水引入白洋淀。
四是要加大海河尾闾天津的排水工程建设。天津承担着海河流域约75%的洪水入海重担,但是天津泄洪排海并不容易:一是多条水系汇聚天津一地,上大下小,尾闾不畅,大暴雨时泄洪能力不足;二是下游地势平坦低洼,水流速度减慢,给河道泄洪带来极大压力;三是天津入海河道都面临海水倒灌风险,不是随时可以排洪,要在低潮位时开闸放水,防止海水倒灌。尤其是近些年随着地面沉降及海平面上升双重作用,天津入海河道排洪能力逐渐降低。因此,一方面要构筑坚固的防潮闸工程,另一方面要建设入海口巨型抽水站,增强排洪能力。
五是要充分利用数字手段加强水资源管理水平,同时提升预报预警能力和洪水风险管控能力。加强数字流域建设,建立空天地一体化立体监测体系。研发洪水预报新技术新方法,提高预测预报精度,完善水灾害预警发布机制。加强预报信息与调度运行信息的集成耦合,强化水工程联合调度模拟。修编水灾害防御预案,提高方案的指导性和可操作性。
【作者单位:天津城建大学。本文系“天津海岸带水资源与区域生态环境变迁研究”(TD13-5073)阶段性研究成果】