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昌江流域洪水成因分析及防洪治理措施

2019-08-01

水资源开发与管理 2019年7期
关键词:昌江溪口景德镇市

(江西省景德镇浯溪口水利枢纽工程开发有限公司,江西 景德镇 333000)

1 昌江流域概况

景德镇所处的昌江流域属于赣东北地区的暴雨中心,降水的空间分布极不均匀。景德镇中心城区位于昌江及其支流南河和西河两侧,沿江一带地势较低,高程为24~31m,其受江河洪水威胁较大。1949年后,1955年、1996年、1998年、1999年、2010年及2016年昌江发生了较大的洪水,使景德镇城区遭受了严重洪水灾害,短历时强暴雨导致的城区道路积水现象也频繁发生。景德镇市兼有外洪和内涝影响,灾害来源十分复杂。

2 昌江流域洪水成因及机理分析

景德镇处于鄱阳湖水系的昌江之滨,昌江自祁门县南屏山而下,流经景德镇市的峙滩、福港、新平、旧城、竟城、吕蒙、鲇鱼山诸乡镇,景德镇市城区位于昌江两岸。市境内干流长约110km,50多条支流呈网状分布,主要有东、西、南、北河。除北河(又名小北港河)外,其余诸支流都接近城市,形成了四水环城之势[1]。景德镇市外洪成因主要包括以下方面。

2.1 源头及区间暴雨

昌江流域属亚热带湿润季风气候区,降水量丰沛,日照充足,四季分明,无霜期长[2]。据景德镇气象站多年的雨量资料统计,渡峰坑站多年平均降水量1821.3mm,实测年最大降水量为2738.2mm,年最小降水量为1063.8mm。降水量年内分配不均,主要发生在4—6月,其降水量占全年的46.1%,7—9月降水量占全年的22.1%,10月至次年3月降水量占全年的31.8%。

流域洪水为暴雨洪水,洪水季节与暴雨季节一致,4—6月为洪水的主要发生季节,尤其是6月,往往形成峰高量大的洪水,7月以后,受台风影响也会发生短历时洪水。据渡峰坑水文站资料统计,年最大洪水一般发生在4—8月,主要发生在5—7月,而以6月发生最多,占44.6%,4月占3.6%,5月占25.0%,7月占19.6%,8月占5.4%;主汛期(4—6月)占73.2%,后汛期(7月1日后)占25.0%。在浯溪口水库建成前,流域内没有大的控制性水利枢纽工程,河槽调蓄能力较小,一次暴雨即形成一个洪峰,在多雨季节往往形成连续洪峰。一次洪水过程中上游历时较短,中、下游历时较长,单峰过程较短,双峰及复峰过程较长。

利用水文水动力数学模型[3]对昌江流域1998年、2008年、2010年、2011年、2012年、2013年和2016年洪水进行降雨分布分析,见图1。由图1可以看出:景德镇市暴雨空间分布规律性不明显,随机性较大,但不同的暴雨中心位置及暴雨强度均可对景德镇市造成灾害损失。1998年,其西侧的降水量较大,从西侧向东南方向逐渐减小,2008年、2012年,其东侧方向降水量较大,2010年、2011年,其西侧方向降水量较大,2013年,其南侧降水量较小,总体来看2013年发生了干旱,流域不同位置降水量均较小,2016年中部降水量较大。

图1 各场次洪水降雨分布

2.2 缺少有效的防洪水利工程

在浯溪口水库建成前,昌江干流缺少有效的防洪水利工程,整个昌江干流仅有倒湖水电站及樟树坑水电站,但水库无调节功能,属径流式电站,防洪作用甚微。此外,流域内有众多中小型水库,但仅用于农灌等水资源补给,不承担防洪功能,因此流域洪水无法得到有效的控制。

对昌江流域2008年、2010年、2011年、2012年、2013年5场洪水进一步分析发现,景德镇市外洪主要来自上游山区及区间汇流,其中山区坡面陡峭,汇水时间较快且山区集水面积较大,占外洪总水量的70%~80%,区间汇流主要包括樟树坑—渡峰坑之间3条主要支流(东河、西河、南河)汇流,其总量占外洪总水量的20%~30%,见图2。2010年洪水水量最高,2013年洪水水量较小,从2010年到2013年不同地区的水量分配比例均逐渐减小。因此,对昌江上游来水进行调蓄是控制景德镇市外洪的重要手段。浯溪口水库的建设正是为了有效控制昌江流域的上游洪水。结合浯溪口水库可研设计中的调度规则,采用对水库运用不利的1998年典型洪水过程,按峰量同频率放大法,计算得出50年一遇外洪影响下,有无浯溪口水库调度,下游城区水位差接近1.2m,见图3,由此可见:浯溪口水库的建成可大幅缓解城区的外洪压力。

图2 景德镇市不同地区洪水所占比例

图3 50年一遇洪水(1998 年洪水为典型)浯溪口水库建成前后城区水位线对比

2.3 山区洪水传播快,响应时间短

由于上游无控制性水利枢纽,河槽调蓄能力小,河流断面面积较小,一次暴雨即会形成一个洪峰,在多雨季节往往形成连续洪峰,一次洪水过程单峰2~5天,双峰及复峰在6天以上;中下游河道平缓,洪水历时较长,不但受上游河洪危害,且受鄱阳湖湖水顶托倒灌影响。由于地处鄱阳湖湖尾闾区,汛期景德镇市区以下及乐平接渡镇以下遭受鄱阳湖高水位的顶托,湖水倒灌,影响洪水下泄,如果河湖同时涨水,则淹没面积更大,时间更长,灾情也更重。根据《景德镇市防洪预案》,昌江干流洪峰传播时间见表1,潭口—渡峰坑的距离为71km,渡峰坑—古县渡之间的距离为60km。

表1 昌江干流洪峰传播时间

根据2007—2016年的场次洪水资料,利用模型计算,芦溪洪峰传递至渡峰坑约需8~10h,潭口洪峰传递至渡峰坑约需6~8h,樟树坑洪峰传递至渡峰坑则只需1~2h,见图4,计算成果与《景德镇市防洪预案》结果大体吻合。若以潭口和樟树坑实测流量为基础作洪水预报,则整体响应时间不足10h,可能导致部分区域无法及时实施防洪避险措施,应急时间不足,从而造成相应的洪灾损失。

图4 流量峰值—洪水传播时间关系

3 防洪应对措施

3.1 大力兴建防洪水利设施

除浯溪口水库外,昌江干流上均未建设蓄水工程,小支流上兴建的水库大多以灌溉发电为主,且控制的流域面积和有效库容都较小,对干流的作用甚微,不能够抵御较大洪水[4]。城市防洪应采用堤(墙)库结合的防洪工程体系,在河流上游适当修建大中小型水利设施,城市内河两岸兴建防洪堤坝及调蓄池,城市低洼地带进行排水改造等工程措施,提高城市防洪排涝能力及调蓄洪峰的能力。同时,应逐步建设海绵城市,当遇到大雨时,城区能够吸收大量的路面积水,减小城区的内涝,同时提高城区的储水能力。

3.2 构建洪水应急准备与响应体系

构建整合集信息查询、洪水预报、调度管理、应急响应、防汛会商和预警发布等多种功能于一体的洪水风险综合管理信息调度系统[5-6]。同时在系统中扩充相关的信息发布模块,提供相关的信息服务,使更多的公众能够通过该系统了解到相关信息;应提高自身的防洪意识,加强防洪应急队伍建设,在调度中心落实24小时的值班制度,同时提高河流数据的采集频率,实时将数据上报到指挥平台,当发生强降水导致河流水位上涨时,为科学开展库湖及站泵调度提供决策数据;建立一个存储相关水务信息的洪水信息数据中心,确保所有景德镇市内的水务相关数据都能得到持久化存储,并能够实时查看历史数据,分析洪水的发生频率及趋势,同时确保数据采集的准确性;针对大中型水库进行24小时视频监控,并对水库的蓄水情况进行实时预警,进行市区所有闸门开度及水位的视频监控,实现调度中心也能够通过视频及时读取上述信息;针对监测数据、调度数据、系统运行数据进行进一步数据挖掘,建立相应的预测机制,如循环神经网络、自学习、大数据分析、水文模型等,提高灾害指标预报的准确度。

构建洪水应急响应体系,实行各级人民政府行政首长负责制,统一指挥,分级分部门负责,从市到县(市、区)、乡(镇)都成立防汛指挥部,提高以社区为核心的应急管理能力,提高社区应急准备标准,建立社区应急管理体制和机制,提升社区应急预警、应急处置能力,完善洪水应急响应流程。

4 结 语

昌江流域洪水灾害频发,严重影响人民群众生产生活,其洪水成因主要为河流源头及区间暴雨频发,流域缺少有效水利工程设施,山区洪水传播快、响应时间短。因此,针对洪水成因,应在工程措施方面,沿昌江流域大力兴建防洪水利设施、城市低洼地带进行排水改造等工程措施来提高城市防洪排涝能力;在非工程措施方面,优化实时水雨情监测系统,构建洪水应急准备与响应体系,以保障人民群众生命财产安全。

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