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流域洪水资源化利用路径与技术

2023-02-23张建云

民主与科学 2023年6期
关键词:雨洪动态控制调蓄

张建云

洪水如猛兽。谈到洪水,人们往往将它同灾害连在一起。实际上,洪水也是一种可利用的资源,洪水资源化是水资源节约集约高效利用的重要内容。

我国是严重缺水的国家,全国70%以上的城市群、90%以上的能源基地、60%以上的粮食主产区都位于水资源紧缺地区,全国多年平均缺水量约500亿立方米。由于我国特殊的地理和气候条件,我国降水时空分布极不均匀,大约60%—70%的降水集中于汛期,因此,雨洪利用在我国水资源开发利用中占有极其重要的地位。据统计,我国多年平均(2000—2020年)入海水量约为1.64万亿立方米,扣除河道最小生态需水,理论上,雨洪利用潜力为7850亿立方米。但总体利用难度大、效率低,与水资源短缺情势不相匹配,需要调蓄工程和精细化的优化调度。

水库在洪水资源化利用中发挥着重要作用。我国有9.8万座水库,是世界上水库最多的国家,但每年蓄满的水库仅占1/3左右,汛期仍有50%的洪水资源未被利用。2020年,仅三峡水库的弃水就达到500亿立方米,相当于一条黄河的年水量。

实现流域洪水的资源化利用,关键在于以下几个方面:

一是建设海绵流域(城市),增加流域渗透、积存和资源利用的能力。在2013年12月12日召开的中央城镇化工作会议上,习近平总书记提出,在提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来,优先考虑更多利用自然力量排水,建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”。海绵流域(城市)建设是一个系统工程,包含了防洪除涝保安、水资源保障、水环境治理、水生态保护与修复。建设海绵流域(城市),能够吸纳降水,减少径流形成,减少暴雨径流量和延缓峰现时间,这也是从源头减少径流、增加水源涵养的有效途径。

建设海绵流域(城市)可利用的技术很多,如采用硅砂材料制成的微米级孔隙地下砂基高效透水产品,先将雨水渗蓄地下,再进行净化处理,作为资源利用。

二是加强水土保持设施建设,强化洪水径流的调蓄,涵养水源。水土保持设施是调蓄洪水径流、提升雨洪资源利用率的重要措施。我国水土保持工程体系日益完善,建造的淤地坝、梯田、水库拦沙、林草植被等工程,对流域水源涵养发挥着不可替代的作用。根据《黄河流域综合规划》,2030年黄河中上游六省区将建设淤地坝60213座,作为调蓄黄河流域雨洪资源的重要设施。

三是科学规划、有效利用地下空间,给洪水以空间,增加对洪水的调蓄和再利用。在洪涝灾害严重的大型城市,建设深隧等大型排蓄水和水处理系统是非常必要的。许多国家都把地下空间作为调蓄洪水再利用的重要工程手段,例如,法国马赛在城市中心建有6处大型地下蓄水场所,能够把50—100年一遇的洪水拦蓄下来,洪水过后再作为环境用水;英国东伦敦区充分发挥基础设施蓄滞雨水,平战结合,在洪水期利用地下车库等地下空间蓄水;日本为保证首都东京的防洪安全,建有首都圈外围排水调蓄系统,将江户川、中川等5条比较大的河流都拦蓄到一个地下空间,避免洪水对东京的直接冲击,也很好地实现了洪水资源化利用。

四是转变思想、实施水库(群)汛限水位的动态控制,这是洪水资源化的关键措施。汛限水位是防洪汛期限制水位的简称。它是水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位,也是水库在汛期防洪运用时的起调水位,是协调防洪和兴利关系的水位。汛限水位具有法定地位,我国《防洪法》第四十四条规定:在汛期,水库不得擅自在汛期限制水位以上蓄水,其汛期限制水位以上的防洪库容的运用,必须服从防汛指挥机构的调度指挥和监督。由于我国大多数水库都是几十年前设计的,建库以来,水文气象资料发生了一系列变化,水库运行的边界条件也发生显著改变,亟需对之前的调度规程及预报方案进行调整。目前我国的大多数水库均已具备较为完善的水情监测和预報条件,完全可以提供全要素实时信息,从而支撑汛限水位的动态控制。

我国洪水资源化利用率不高,汛限水位是重要卡点,而风险责任则是主要原因。要加强风险分析和管控的研究,同时转变思想,着实推动在保障水库大坝安全的条件下,争取汛限水位动态控制的法律许可,实行水库汛限水位的动态控制,最大限度减少弃水,高效利用洪水资源。

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