白城市洪水資源的特點及利用實踐

趙天野,董小舟,董小輝

(1.吉林省白城市水資源管理辦公室,吉林 白城 137000;2.吉林省白城市水利勘測設計院,吉林 白城 137000)

1998年特大洪水給白城市造成了災害性損失,人們對洪水的危害認識上升到一定高度。進入 2000年以后,嚴重的干旱,特別是對干旱、半干旱地區(qū)的白城市,其危害程度不亞于大洪水,又給經(jīng)濟的發(fā)展造成巨大的影響,經(jīng)過深思、反思、反省,能夠讓白城市經(jīng)濟快速發(fā)展的一個理由,就是要充分利用好洪水資源解決干旱缺水問題。為此,從 2003年開始了引蓄洪水的嘗試工作,2005年又同大連理工大學水環(huán)境研究所共同完成了洪水資源利用預案,對洪水資源利用開始進行理論研究,直到目前這方面工作仍在不斷補充和完善。洪水資源的利用,就是在汛期內把一定量的洪水攔蓄在可蓄洪水區(qū)域內,并在一定時間內把所蓄洪水充分利用,在經(jīng)濟、生態(tài)和社會上達到洪水資源利用效益最大化。

1 洪水資源利用的意義

白城市的年降水量已接近警戒線,年蒸發(fā)量是年降水量的 4倍多,水資源供需嚴重失衡,干旱是現(xiàn)階段乃至今后制約國民經(jīng)濟的主要因素。區(qū)域內江河徑流總量多年平均為220億 m3,但各河流約 80%以上的徑流量以洪水形式出現(xiàn)在汛期。嫩江一般 2～3年或連年有中等以上洪水發(fā)生,洮兒河和其他河流通常 3到 4年有中等以上洪水發(fā)生,而多年以來對于過境江河水量利用率還不到 1%。因此,利用洪水這一非常規(guī)水資源是解決水資源短缺的有效措施,可以緩解當?shù)厮Y源的嚴重不足。

白城市從 1999年到 2008年連續(xù)干旱,平均年降雨量不足 380 m m,在嫩江水位不斷走低的情況下,洮兒河已連續(xù)八年斷流。利用江河徑流蓄水的幾座大中小型水庫蓄水量嚴重不足,多數(shù)泡沼已干涸,蓄水不足 6億 m3,占可蓄水量的不足 15%,嚴重影響了農牧業(yè)和水產(chǎn)品的發(fā)展。區(qū)域內有耕地 1 100萬畝,由于缺少非充分灌溉的條件,糧食安全生產(chǎn)受到威脅。

向海、莫莫格、月亮湖自然保護區(qū),尤其是向海濕地屬世界 A A A A級自然保護區(qū),由于生態(tài)環(huán)境用水嚴重不足,濕地逐漸萎縮,鹽堿化、沙漠化面積不斷擴大,使保護區(qū)野生動植物種群的生長棲息地受到嚴重破壞。

實踐證明,白城市有水則興,無水則荒。洪水資源利用也是一種開源的途徑,通過科學合理調控洪水,既可以補充地下和地表水資源,改善河流和水庫天然淤積或沖刷狀況,延長堤防和水庫的使用壽命,還可以為濕地、灘地等輸送水沙改善水生態(tài)環(huán)境,稀釋污水提高受污水體的自凈能力,因此,利用洪水資源不僅必然可行,而且迫在眉睫,意義重大。

2 洪水資源的特點

全市區(qū)域內 8條江河,除嫩江外,其他幾條河流均屬季節(jié)性河流,洮兒河、蛟流河洪水主要由暴雨形成,暴雨成因主要受蒙古低壓、華北氣旋、貝加爾湖低壓及冷渦等影響,1998年大水就是幾種天氣系統(tǒng)綜合影響的典型。其特點是歷時時間短,具有突發(fā)性,洪水一般在 7月中旬至 8月下旬。據(jù)水文資料統(tǒng)計,鎮(zhèn)西站六月份出現(xiàn)洪水 6次,發(fā)生頻率 11.1%,七月份出現(xiàn)洪水 27次,發(fā)生頻率 50%,八月份出現(xiàn)洪水 16次,發(fā)生頻率 29.6%,九月份出現(xiàn)洪水 5次,發(fā)生頻率9.3%;自 1957年至 2008年的 52年間,五年一遇以上洪水發(fā)生 16次,平均 3年一次,但 1999年以后至今一直斷流。較大洪峰時,從鎮(zhèn)西水文站到月亮泡水庫洪水傳播時間大約 3天;嫩江洪水一般在八月份以后形成,往往流量較大,持續(xù)時間較長。

年徑流量多以洪水形式出現(xiàn),年總徑流量 220億 m3,其中洪水份額為近 180億 m3,占年總徑流量的 80%。6到 9月主汛期降雨 332 mm,占全年降雨的 80.2%。因此,白城市的水資源,幾乎就是洪水資源,充分利用雨洪資源是合理開發(fā)利用調配白城市水資源的重要課題。

根據(jù)嫩江、洮兒河 1956年到 2008年 53年流量資料統(tǒng)計分析,兩河的徑流特性對比如下(大連理工大學水環(huán)境研究所統(tǒng)計計算成果):

(1)洮兒河徑流量較小,在上游逐步修建水利工程后,沒有充足的水量進入月亮泡,難以維持月亮泡水庫的正常運行;嫩江水量充沛,有豐富的水量從月亮泡水庫旁側流過。在地理位置上月亮泡連接著嫩江與洮兒河,嫩江大水時能夠回灌月亮泡水庫。

(2)嫩江與洮兒河年徑流總量豐枯相似年份較多,但是有 33%以上的年份嫩江處于豐水而洮兒河水量平水或較枯,存在徑流補償條件。

(3)月徑流對比可見,有超過 46.7%的年份嫩江平水或豐水而洮兒河較枯,對應月數(shù)也超過了 37%。

(4)洮兒河的洪水過程歷時較短,嫩江的洪水過程歷時較長,而且嫩江洪峰一般在洮兒河洪峰過后到達月亮泡斷面,具有安全截蓄嫩江退水水量的可能。

(5)每年嫩江在洮兒河最后一次洪水后仍有豐沛水量通過,而此時洮兒河的流量較小。

3 洪水資源可利用量

3.1 嫩江

嫩江大賚水文站多年平均流量 690 m3/s,徑流總量 220億 m3,其十年一遇洪水(P=10%)、二十年一遇洪水(P=5%)、三十年一遇洪水(P=3.33%)、五十年一遇洪水(P=2%)流量及 8天、15天、30天洪量見表1。

表1

3.2 洮兒河

洮兒河鎮(zhèn)西水文站年平均徑流量 40.9m3/s,徑流總量12.9億 m3,其十年一遇洪水(P=10%)、二十年一遇洪水(P=5%)、三十年一遇洪水(P=3.33%)、五十年一遇洪水(P=2%)流量及 8天、15天、30天洪量見表2。

表2

3.3 蛟流河

蛟流河務本水文站年平均徑流量 12.9億 m3,徑流總量億立方米,其二十年一遇洪水(P=5%)、三十年一遇洪水(P=3.33%)、五十年一遇洪水(P=2%)流量及 7天、15天、30天洪量見表3。

3.4 霍林河

霍林河年平均徑流量 12.9 m3/s,徑流總量 億 m3,其 5年一遇洪水(P=20%)十年一遇洪水(P=10%)、二十年一遇洪水(P=5%)、三十年一遇洪水(P=3.33%)、流量及 7天、15天洪量見表4。

表3

表4

4 結語

針對白城市水資源主要表現(xiàn)為洪水資源的特點,從 2003年到 2008年對引蓄嫩江、洮兒河雨洪資源進行了實踐和理論研究,取得了另人滿意的成果。六年間共引蓄洪水 18.6億 m3,所引水量相當 14個大型水庫蓄的水量,農田灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖、河道、濕地用水得到一定程度的滿足,地下水量也得到一定補充,有效地緩解了幾年來白城市缺水的局面。

通過六年洪水資源利用的嘗試,在實踐中取得了一些寶貴經(jīng)驗,一是洪水資源的利用是客觀的需要,是謀求人與自然和諧共處的最終選擇,這是從控制洪水到洪水管理認識上的飛躍;二是洪水資源的利用工程是基礎,只有工程上的安全可靠,才能避免風險,多蓄洪水;三是洪水資源的利用科學是前提,洪水是水資源可持續(xù)發(fā)展中的突變,是非常規(guī)情況,洪水調度是以科學論證為前提,以風險為抵押的決策,責任重大,搞不好就要出大問題,只有經(jīng)過嚴密的科學論證,風險調度就會成為科學調度,把災害減少到最低限度;四是洪水資源的利用要因地制宜,措施得力。引蓄洪水必須根據(jù)其環(huán)境的承載力,充分蓄水的同時,留有余地,攔蓄過程中主要以工程措施為主,非工程措施為輔。除采取了洪水應急方案、洪水預警等非工程措施以外,針對區(qū)域內水利工程的實際情況,制定具體的實施方案。通過洪水資源利用的嘗試,也發(fā)現(xiàn)了一些問題,比如現(xiàn)有工程基礎差,工程不配套,通訊設施設備落后,各種預案不全等等,只有制定科學的洪水資源利用方案,才能形成洪水資源利用的長效機制,為當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展服務。