洪水及水文研究作用论文

浅议黄河洪水资源化及其保障措施论文

摘要：

洪水给人类带来过巨大灾难，但其本身并不单具有灾害属性，在某种程度上还具有资源属性，即具有水害和水利双重特性。黄河水资源紧迫形势要求我们必须多视角、全方位寻求开源、节流措施，洪水资源化可能会起到意想不到的开源效果。本文根据对洪水资源化的理解，探讨了黄河洪水资源化的几种可能途径，并对洪水资源化的保障措施也略加讨论。

关键词： 洪水资源化防洪调度黄河

1、引言。

洪水给人类带来过巨大灾难，但其本身并不单具有灾害属性，在某种程度上还具有资源属性，即具有水害和水利双重特性。随着水资源短缺的加剧，愈来愈多的水利专家学者开始关注洪水资源化问题，并取得一些初步研究成果[1]。

黄河为中国的第二大河，但河川径流量仅为全国河川径流量的2%，流域内耕地亩均占有河川径流量和人均占有河川径流量分别为全国平均数的16％和25％。如果扣除调往外流域的100多亿m3水量，流域内人均和耕地亩均水量则更少，黄河水资源则更加短缺[2]。近年来，不断扩大的供水范围和持续增长的供水需求，超过了黄河水资源的承载能力，造成供需矛盾尖锐、河道断流频繁，严重制约流域社会经济可持续发展，并威胁本就脆弱的生态环境安全。黄河水资源紧迫形势要求我们必须多视角、全方位寻求开源、节流措施。从洪水的水害和水利的双重属性来看，黄河洪水是可以资源化的，黄河流域历史上就有引洪淤灌的洪水资源化例证。面对科技发达但水资源短缺的今天，我们更应该研究黄河洪水资源化，或许会起到预想不到的开源效果。

黄河流域洪水集中在汛期，中下游洪水尤其集中发生在7、8月份，洪水量级大，三门峡（陕县）站实测最大洪峰流量为22000m3/s（1933年），花园口实测最大洪峰流量22300m3/s（1958年），1982年8月，花园口发生15300m3/s的大洪水，东平湖分滞洪区分洪运用[3]。为了防御大洪水，目前黄河已初步建成“上拦下排、两岸分滞”的防洪工程体系，并有与之相应的防洪调度原则：充分使用水库拦蓄洪水；在确保大堤安全条件下，尽量利用河道排泄洪水；相机运用分滞洪区分滞洪水[4]。这种防洪调度原则是把洪水作为一种自然灾害来对待，是以把洪水灾害减至最小为目标而制定的，没有考虑到洪水的资源特性。黄河的河川径流主要集中在汛期，干流及主要支流7月至10月径流量一般占年径流量的60%以上，这为洪水资源化客观上提供了很好物质基础。目前黄河下游防洪工程体系基本形成，特别是小浪底水库的建成，将为洪水资源化提供必要的调控手段。

本文根据对洪水资源化的理解，探讨了黄河洪水资源化的几种可能途径，并对洪水资源化的保障措施也略加讨论。

2、黄河洪水资源化几种可能途径。

黄河流域洪水集中在汛期发生，各地区的较大洪水多发生在7至9月份，上游地区以7月和9月居多，中游地区则主要集中于7、8两月。花园口以上的大洪水和特大洪水主要来自黄河中游，上游兰州以上洪水仅组成花园口大洪水和特大洪水的基流。黄河中游洪水根据不同的来源区分为“上大洪水”和“下大洪水”，“上大洪水”来源于河口镇至三门峡区间，洪水具有洪峰高、洪量大、含沙量大的特点；“下大洪水”来源于三门峡至花园口区间，洪水涨势猛、洪峰高、洪量集中、含沙量小。[3]

根据黄河洪水特性，洪水的资源化有以下几个途径：

（1）通过水库蓄水，将汛期洪水转化为非汛期供水。

水库是调节水资源分配的重要工程措施，适当抬高水库的汛限水位，多蓄汛期洪水，是确保黄河下游河道不断流的一个有力途径。适当抬高水库的汛限水位包括两种方法：

一是根据近年来黄河来水量偏小的趋势，适当抬高水库汛期的防洪限制水位。

二是由于黄河中下游洪水主要集中于7、8月，9、10月份洪水明显小于7、8月份，根据洪水分期的特点，可以抬高9、10月份（后期）水库的防洪限制水位，使水库多拦蓄汛期的洪水，提高水库非汛期蓄水的保证率，充分发挥水库的综合利用效益。

（2）利用洪水输送水库和河道泥沙，将洪水作为输沙用水。

黄河的关键问题是“水少沙多，水沙不平衡”，造成下游河道的淤积，河床不断淤高[5]，利用洪水将水库和河道的泥沙多输送入海、输送入田，减少下游河道淤积，是确保下游河床不抬高的有效措施。

目前，三门峡水库采用“蓄清排浑”的运用方式，拦蓄非汛期的来水、来沙，汛期水库敞泄运用，将非汛期的泥沙集中在汛期排泄[5]，这实际上就是把洪水作为输沙用水，汛初三门峡水库排沙时经常出现小水排大沙的情况，致使下游河道淤积严重。“96·8”洪水花园口洪峰流量为7860m3/s，洪水位却高达94。73m，创历史最高，其中的一个主要原因就是汛初三门峡水库排沙，造成“96·8”洪水前期河床集中淤积[6]。

将洪水用于输沙，可以考虑几种方式，一种是蓄小水，放大水。对于1500m3/s—3500m3/s之间的“上大洪水”由于其含沙量大，可将其拦蓄于水库，待蓄水量达到一定数值或发生更大洪水时以5000m3/s——6000m3/s左右的流量排向下游，同时保证流量持续的时间并控制下游的引水量。另一种是发生“下大洪水”时，排泄水库泥沙。用含沙量小的下大洪水稀释水库的高含沙洪水，既排出了水库的泥沙，又减小了下游河道的淤积。还有一种是对泥沙进行多年调节，在平水、枯水年蓄水拦沙，在丰水年进行集中泄空冲刷，形成大流量高含沙洪水输沙[7]。

（3）将汛期洪水用于补源和灌溉用水。

黄河防洪工程和引黄灌溉工程的存在，为洪水安全合理的运用提供了条件，发生一定量级的“下大洪水”或洪水含沙量较小时，利用防洪工程将洪水引于渠系河网，一方面洪水可以用于灌溉，另一方面上游水库控制运用，延长洪水的发生时间，采用深沟远引的方式，将洪水远距离输送到引黄补源灌区，补充当地地下水资源，或利用河口地区平原水库，对其补水。 3洪水资源化对防洪调度的要求

洪水资源化对防洪调度提出了更高的要求，洪水资源化的实现使得防洪调度将要承受更大的风险，洪水资源化和防洪调度恰如兴利与防洪一样是相互矛盾的，如何达到矛盾的统一，并把风险降到最小，是防洪调度要解决的新课题。

首先洪水资源化要求防洪调度应针对不同的来水情况制定不同的防洪调度原则，不是像以往那样，单一的以防御大洪水为原则尽量把洪水排泄入海，而是要有放、有调、有蓄，作到汛期洪水的“综合利用”。

从来水的量级来说，可以把洪水分为大洪水、中等洪水和小洪水。对大洪水，防洪调度应侧重防洪安全，在可能的条件下与输沙用水和补源用水相结合；对中等洪水，防洪调度时应以用洪为重，主要考虑将洪水用于水库输沙和补源灌溉用水；对于小洪水，可将其拦蓄于水库，即减少下游河道淤积又提高水库的蓄水保障。

从不同的来源可以把洪水分为“上大洪水”和“下大洪水”，对“上大洪水”因其含沙量大，防洪调度时可主要考虑洪水与输沙用水相结合，而“下大洪水”因其含沙量小，防洪调度时还要适时考虑防洪与补源灌溉相结合。

其次，根据黄河洪水发生的时间特点，不同的时期可以有不同的防洪调度原则。7、8月份尤其是7月下旬到8月上旬黄河发生大洪水的几率最高，这一时期的防洪调度还应以防御大洪水为主。9、10月份，洪水相对较小，这时要以蓄洪为主防洪为辅，尽量为非汛期多蓄水，缓解下游水资源短缺的局面。

另外，洪水资源化要求在防洪调度中，不仅要考虑水量的调度，还要考虑沙量的调度，对不同的库区淤积、不同的下游河道情况、不同含沙量的洪水应有不同的调度方式。

4、洪水资源化的保障措施。

（1）实现洪水的资源化，要求防洪调度更细化、更灵活。

根据水沙的具体情况实施不同的调度方式，同时，洪水的资源化对预报提出了更高的要求，要把洪水资源化的'风险降到最小，必需要有完善的预报系统与其相适应。适当抬高水库的汛限水位后，水库的防洪调度必然要承受更大的风险，准确及时的洪水预报可以降低水库的防洪调度风险。水库根据大洪水预报可预泄水库蓄水，降低水库蓄水位，腾出更多的库容防洪；若预报来水量级不大，水库可及时进行资源化调度。

为了使防洪调度做到洪水资源化，不仅要做来水预报，还要做来沙预报，实现水沙统一调度；不仅要做短期预报，还要做水沙量的中期、长期预报，使水量、沙量的多年调节成为可能。防洪调度与来水预报紧密结合，实现黄河防洪的预报调度。

（2）实现洪水的资源化，要求汛期不仅要做防洪调度，还要做水量调度，使洪水资源得到充分利用。

对用于下游补源和灌溉的洪水，防洪调度和水量调度要紧密联系、相互兼顾，水量调度视具体情况确定引黄补源、灌溉的地点和水量，防洪调度根据洪水情况和水量调度的要求，调控各水利防洪工程，在确保防洪安全的同时尽量满足下游的水量调度，使黄河洪水安全、合理成为可利用的水资源。

（3）汛期洪水输沙与小浪底水库的调水调沙运用相结合，突破小浪底水库调水调沙运用与防洪调度运用分离的局面。

目前小浪底水库是以调控库容8亿m3（正常运用期的调控库容为10。5亿m3）、调控上限流量2600m3/s作为调水调沙运用的控制条件，汛期用于调水调沙的库容只有8亿m3，洪水大时就转入防洪运用[8]，这对水库和下游河道输沙并不是最有利的。洪水用作输沙用水时，则可以综合考虑调水调沙与洪水输沙运用，把调水调沙库容和一定的防洪库容相结合，以最优的流量和方式输送黄河泥沙，提高输沙率、节约输沙用水。

5、结语。

任何事物都有双重特性，洪水能给人类带来灾害，也可以为人类所利用。黄河水资源匮乏的现实，要求我们转变对待洪水的态度，积极研究洪水资源化问题。洪水资源化的实现要求防洪调度突破对洪水以排为主的局面，做到有排、有调、有蓄，这样才能解决防洪调度与洪水资源化的矛盾。洪水的资源化要遵循普遍联系的原理，防洪调度要与水量调度、沙量调度相结合，综合考虑统筹兼顾，最终达到矛盾的统一，既保证黄河的防洪安全，又能充分利用洪水缓解黄河下游的水资源问题和泥沙淤积问题。

参考文献：

[1]向立云，姜付仁，洪水资源与洪水资源化刍议[J]，中国水科院学报，2000（1）

[2]席家治，黄河水资源[M]，郑州：黄河水利出版社，1996

[3]史辅成等，黄河流域暴雨与洪水[M]，郑州：黄河水利出版社，1997

[4]2001年黄河下游洪水处理预案，黄河防汛总指挥部办公室，2001

[5]赵业安等，黄河下游河道演变基本规律[M]，郑州：黄河水利出版社，1998

[6]黄河下游“96。8”洪水综合分析报告汇编，黄河防汛总指挥部办公室，1997

[7]齐璞等，黄河小水大灾的形成原因及解决途径，第二界多沙河川整治与管理学术研讨会论文集，1999

[8]小浪底水库初期以防洪减淤运用为中心的综合利用调度方式研究，黄河水利委员会勘测规划设计研究院，2001

浅议新疆玛纳斯河的防洪难点及对策论文

玛纳斯河流域地处欧亚大陆板块中部，远离海洋，年降水量稀少，蒸发量大，属典型大陆性干旱气候影响河流。其最大支流为玛纳斯河，总长度约为425 公里，流域面积×104 平方公里，平均径流为×108 立方公里，下游为我国新疆地区准噶尔盆地内古特沙漠西南边缘的玛纳斯湖。由于玛纳斯河流域面积大，在受到暴雨叠加融雪性洪水的发生几率高达65%，为了流域内百姓生命及财产安全能够得到保障，做好对玛纳斯河的洪水防治至关重要。

1 玛纳斯河洪水水文特点

玛纳斯河的洪水水文特点主要体现在以下两个方面：

融雪洪水

玛纳斯河最高海拔高程700 米，呈南高北低向西北倾斜之势。每逢春季，地表土层尚未解冻之时，上层积雪便开始融化，由于下渗较少，使得绝大部分融雪水形成超渗产流引发洪水。

暴雨洪水

由于玛纳斯河地处丘陵地带，南有天山阻挡，当西北方向冷空气来袭，会受到地形抬升影响，而形成局地性暴雨。根据天气尺度不同，暴雨天气也有所不同：

小尺度天气形成的局部暴雨洪水。此类洪水多在5~9 月发生，地点多为前山丘陵带的洪沟河谷。当小尺度东移暖湿气流与冷气团遭遇，就会出现短时的集中降雨，甚至是暴雨，这类暴雨能够引发局部暴雨洪水。

大尺度天气形成的局部暴雨洪水。当大尺度天气系统过境时，会因为峰面活跃，低温系统厚，气流移动速度缓慢等因素而形成暴雨。这类暴雨具有降水区域大、降水量大、持续时间长的特点，易形成区域性暴雨洪水。

2 玛纳斯河防洪难点

已建堤防工程抗洪能力低

为了能够抵御玛纳斯河的洪水，当地水利部门在玛纳斯河流域内原有堤防工程的基础上，2005 年再次开展堤防建设。但由于资金、配套设施等因素的影响，使得大多堤防工程不得不采取分期建设实施的方式。资金的短缺使得堤防建设出现了标准低、规模小的情况，如果一旦发生大型洪水，其堤防能力难以保证。

病险水库全面治理难度大

目前，玛纳斯河流域内的水库多为上世纪60 年代建设，其在工程质量、设计标准以及工程配套都与当下的玛纳斯河流域防洪要求不相符。再加上使用年限的影响，很多水库都存在不同程度的病险，这为玛纳斯水库的防洪工作带来了不利影响。虽然，国家会定期拨付资金用于水库维修，但由于该流域地区无霜期较短，冻胀严重，加固整治力度十分有限，水库群的防洪质量很难得到有效提升。

山洪地质灾害表现突出

受玛纳斯河周围地质条件的限制，该地区的山洪地质灾害问题也极为突出。据2012 年对玛纳斯河流域普查统计显示，该流域有4 条小支流属于一级防治区，6 条小支流属于二级防治区。因距离较长、面积较大，工作量较重，所以很难在短时间内对其进行集中和有效治理。另外，山区监测难度较大，也为支流洪水防治工作带来了难度。

3 玛纳斯河防洪对策

加大骨干堤防工程建设

想要提升玛纳斯河的防洪水平，就必须要加大骨干堤防工程建设。2014 年10 月，玛纳斯河上游的骨干防洪控制性工程——肯斯瓦特山水库已经投入使用。在此基础上，玛纳斯流域还计划修建标准骨干堤防工程，工程规划长度可达130公里，该项目一旦建成，其抗洪能力可以达到抵御百年一遇的洪水标准。

提升河流尧水库治理效果

根据玛纳斯河实际情况的特点分析，想要做好其洪水治理工作，就必须先做好小河流山洪灾害的治理问题。在这一环节中，当地水利部门要根据对玛纳斯河流域掌握的情况制定出全面、细致的全流域重点河流、山洪灾害的防治规划。并在此指导下有规划、有重点地进行河流及山洪灾害的防治，从根本上实现对玛纳斯河流域洪水的治理。对于存在病险的水库，水利部门要在国家资金的支持下，坚决予以修复。在修复过程中，水利部门也要做好规划，按照各水库在玛纳斯河防洪工作中的重要性予以区分，实现对所有病险水库的分重点、分批次治理，最终完成对所有病险水库的治理工作，以实现对广大农牧区人民生命及财产安全的保障。

建立规范尧严格的河道保护制度

为了提升对玛纳斯河流域洪水灾害的有效防治，除了要做好河流的`治理和堤防建设外，建立规范、严格的河道保护制度也是必不可少的一项工作内容。为此，水利部门要根据所制定的河道保护制度对已经建成的但严重危害防洪安全的建筑予以拆除。对挤占泄洪通道的耕地恢复通道原状。与此同时，还要建立起科学的河道采砂规划，并保证其能够真正地落实下去，为恢复河道生态提供基础支持。

4 结语

综上所述，玛纳斯河作为新疆地区的重要河流，其在为新疆地区带来重要水力资源的基础上，也因洪水灾害为当地带来了不小的经济损失。为了能够更好地实现对玛纳斯河水力资源的有效利用，做好对其防洪控制工作非常重要。为此，必须要不断摸索，通过对玛纳斯河汛期特点的掌握，制定出合理的防洪对策，从而提升玛纳斯河的防洪效果，为当地居民的生命及财产安全提供保障。

随着全球气候变化和城市化进程的加速发展，自然灾害越来越成为人类社会和经济发展面临的严峻挑战。城市是人口和经济高度集聚的主要场所，自然灾害对其造成的危害和损失是巨大的。洪涝灾害是发生频率高、影响范围广、危害程度大的自然灾害之一，随着洪涝灾害突发强度、频度和广度的不断增长，如何防灾减灾就成为当代国际社会普遍关注的热点问题。实践表明，为有效抵御洪涝灾害，灾前的风险管理最为重要，洪涝风险评估是制定防灾减灾政策和措施的最重要依据，而其中脆弱性评估是风险评估的重要方法和手段，已成为国际防灾减灾的重要途径。本文利用修正后的SCS模型分别计算出浦东新区20年、50年、100年、200年、500年、1000年一遇的共6个重现期的暴雨径流量，根据浦东DEM得出不同重现期淹没浦东的水深分别为：、、、、、。通过栅格计算、重分类提取出不同重现期淹没深度图，结合实地调查和参考国外的自然村落住宅、农田、工业仓储、公共管理与公共服务用地在不同水深区间淹没的灾损率，绘制6个重现期4种用地类型的整体脆弱性等级分布图。通过6个重现期的脆弱性分布图得出：⒈从20年到1000年一遇的暴雨洪涝灾害脆弱性范围在不断增加、强度在加大，其中200年一遇重现期是一个转折点，造成的脆弱性面积急剧增大；⒉浦东新区在不同重现期的整体脆弱性分布主要表现为低脆弱区和高脆弱区，这与脆弱性的等级划分范围有关。从20年到100年一遇洪涝灾害脆弱性的分布范围比较小，中、高脆弱区主要集中在高桥镇、高行镇、北蔡镇、张江镇、合庆镇和川沙新镇，低脆弱区分布在浦东新区的街道和中、高脆弱区的镇附近；200年、500年、1000年一遇洪涝灾害脆弱区面积分别占浦东新区的26％、30％和32％，中、高脆弱区主要集中在浦东各镇分布，低脆弱区分布普遍，但主要沿浦东各街道集中分布。⒊具体分析6个重现期4种用地类型的脆弱性情况是：⑴6个重现期中，农田始终是高脆弱区；⑵20年到100年一遇暴雨重现期，中脆弱区的用地类型是自然村落住宅；低脆弱区是工业仓储和少部分公共管理与公共服务用地和自然村落住宅；⑶200年到1000年一遇暴雨重现期，中脆弱区主要是自然村落住宅和少部分工业仓储和公共管理与公共服务用地；低脆弱区是工业仓储和公共管理与公共服务用地。根据浦东洪涝灾害脆弱性评估情况，本文从自然条件、历史和政策等方面提出降低脆弱性的具体对策和措施。