干支流交汇区平原地带洪水资源利用方式分析

2021-08-29中跃东源集团有限公司李想

区域治理 2021年21期

中跃东源集团有限公司李想

一、引言

洪水自古以来被人们称为五害之一，五害之首水为最大。洪水被人们看成猛兽，防洪减灾是人们兴修水利的口号。近些年来，随着社会经济的发展，用水紧张与经济发展的矛盾日益突出，人们对于洪水的态度发生了从“入海为安”到“洪水资源化”、从控制洪水向洪水管理的转变。缓解水资源的供求紧张关系，如何能最大限度地利用过境的洪水成为研究的重点。洪水是具有挖掘潜力的水资源，而干支流交汇区段的洪水之间存在一定的水文补偿关系，常分布于平原地带，其储水措施丰富，一般分布有大中型泡沼、湿地、平原水库、蓄滞洪区等，针对这一特殊区域，如何最大限度地利用洪水资源，使白白流失的洪水成为流域内的可用水资源，成为解决干旱、促进地区良好可持续发展的关键。

目前，对于平原河流洪水资源的利用方式主要有以下几种：（1）修建平原水库及蓄滞洪区，将汛期洪水拦蓄下来，以丰补歉；（2）利用河道、闸坝配合，将水引入灌区、泡沼及湿地；（3）利用地下水回灌工程，将洪水转换为可利用的地下水；（4）利用境内引水分洪工程，跨流域调水。总的来说，就是利用区域内点线面相互关联的水系系统，将汛期洪水更多地拦蓄，以求区域内效益最大，风险及损失最小。

二、区域背景分析

白城市位于吉林省西北部，地处大兴安岭山脉东麓平原区，气候属温带大陆性季风气候，特殊的地理环境形成了本地光照充足、降水变率大、旱多涝少的气候特点，全市多年平均降雨量397.7mm，多年平均蒸发量1839.1mm，干旱造成生态环境恶化和缺水现象严重，白城市地处洮儿河的中下游平原地带，上游的用水导致中下游的来水量严重不足，缺水十分严重，多年以来白城市对过境江河水量利用率很低[1]。因此，利用干支流交汇区段嫩江洪水是解决白城市水资源短缺的有效措施，并且具有可行性。通过科学合理调控洪水，既可以补充地下和地表水资源，改善河流和水库天然淤积或冲刷状况，延长堤防和水库的使用寿命，还可以为湿地、滩地等输送水沙，改善水生态环境，稀释污水，提高受污水体的自净能力，同时，对地区的农业灌溉、经济发展具有重要作用。

三、洪水资源利用可行性分析

（一）径流补偿条件

据统计资料分析，洮儿河径流量较小，嫩江水量充沛，有丰富的水量从月亮泡水库旁通过，在地理位置上，月亮泡连接着嫩江与洮儿河，嫩江大水时能够回灌月亮泡水库。嫩江与洮儿河年径流总量丰枯年份相似较多，但是33%以上的年份嫩江处于丰水而洮儿河水量平水或较枯。月径流对比中，有超过46.7%的年份嫩江平水或丰水，而洮儿河较枯，对应月数也超过了37%。洮儿河的洪水历时较短，嫩江的洪水历时较长，而且嫩江洪峰一般在洮儿河洪峰过后到达月亮泡断面，具有安全引蓄嫩江退水水量的可能。每年嫩江在洮儿河最后一次洪水后仍有丰沛水量通过，而此时洮儿河的流量较小。在充分了解汛期洪水规律的基础上，通过洪水预报等手段及时掌握洪水情况，建立洪水资源利用规划设计方案——预案制定——实时管理体系，衡量好取水与用水之间的平衡关系，充分利用汛期过境洪水资源。

（二）可利用蓄水体系

白城市所处平原地区有水库、湿地、泡沼、蓄滞洪区和可储存地下水的冲积扇地带，为洪水资源的利用提供了条件。同时修建了很多分洪工程，适时进行引水和跨流域调水，可以充分利用洪水资源[1]。主要利用方式如图1所示。

图1 白城市洪水资源利用方式简图

白城市洪水资源利用潜力大，适时适量地调蓄洪水资源，将汛期的洪水资源分期考虑，利用水量平衡的原理，将来水和用水的量确定出来，利用动态规划的原理建立洪水资源利用时间空间二维蓄量模型，达到效益最大、风险最小。

（三）利用方法分析

洪水资源利用是通过增加洪水蓄量与蓄滞时间，使其发挥水资源效益的洪水管理模式。对白城市洪水资源利用的可行性主要基于区域水量平衡与干支流水文补偿特性进行分析。

区域水量供需平衡公式如下：

公式中∑Dw为区域总需水量；∑Pwg、∑Pws、∑Po分别为地下、地表与其他供水量；PT、PN、PP分别为洮儿河过境、嫩江引蓄供水量与白城市降水转化供水量；S为白城市可蓄水总量。

由以上可知，增加洮儿河与嫩江的供水量有利于满足区域内水资源需求，而充分利用区域蓄水空间增大S，有利于增加嫩江可引水量。基于洪水资源利用思想，白城市洪水资源利用主要方式如下：

1.抓住时机引蓄嫩江客水资源

嫩江沿岸分布有一部分泡沼和湿地，在干支流交汇区区间，常常是靠洮儿河和嫩江两方面来水调节互济，如月亮泡水库可以承接洮儿河和嫩江两方面的来水，洮儿河丰水时，可以将多余的洪水排出，枯水时，可以在有利时机引蓄嫩江洪水资源，弥补洮儿河水资源的不足，尤其是洮儿河的洪峰一般超前于嫩江，可以在洮儿河洪峰过后，通过科学预测，安全有效地截蓄嫩江洪水资源，成本低、风险小、效益明显[2]。

2.充分利用现有水利工程及其他蓄水空间

1993年至2010年的18年中，月亮泡汛末蓄到正常蓄水位的只有3年，而其他年份都没有蓄到该水位，其他水库的情况大多如此。应通过现有工程进行合理拦蓄，通过科学的防洪对策最大限度地拦蓄洪水[3]，改变防洪思路，将“控制洪水”向“洪水管理”转变，由“单一抗旱”向“全面抗旱”转变，对西部地区的可持续发展极为重要。区域泡沼和湿地是许多珍稀野生动物的栖息场所，加强对湿地和泡沼的供水，不仅有利于农业高产和回补工业、生活所需地下水，而且对维护生态环境和维持生态平衡意义非凡。

四、洪水资源利用的实践

2003年，白城市引嫩江洪水7亿m3入月亮泡水库、莫莫格湿地，实施了“引察济向”，从察尔森水库放水6600万m3，为向海湿地补水。2004年，白城市抓住嫩江的春汛，为嫩江沿岸水库、泡塘、湿地引蓄洪水3亿m3。6月下旬从察尔森水库向海湿地调水近1亿m3，极大地缓解了保护区生态不断恶化的状况。2005年汛期，嫩江发生了较大的洪水，白城市在确保防洪安全的情况下，充分利用现有工程条件，科学调度，适时引蓄洪水近10亿m3，使全市多年干涸及缺水的水库、湿地和泡塘蓄上了水，同时也补充了地下水。从2003年至2008年，白城市共引蓄嫩江洮儿河洪水资源18.6亿m3，相当于14个大型水库的蓄水量。2013年汛期，白城市境内嫩江发生了二十年一遇的洪水，洮儿河发生了自1998年以来最大的洪水，白城市利用引洮分洪河道向向海水库、泉眼泡、四海泡等水库泡塘供水，共分流洮儿河洪水2.60亿m3，在增加区域水资源量的同时，有效地减轻了月亮泡水库的防洪压力。通过计算，分洪蓄水使水库水位下降0.93m。

五、风险效益分析

洪水不同于一般的水资源是因为洪水资源具有突发性、不确定性和风险性。利用这一非常规水资源，需要我们掌握很多地区性资料，对历史洪水进行分析，了解洪水的形成过程。利用洪水这一非常规水资源，存在的最大的问题就是风险问题。洪水的发生具有不确定性，但是特定区域内洪水发生也具有特定的时间规律性，洪水集中并有规律地分布在夏季几个月内，对洪水时间分布的分析有利于洪水资源利用的决策与风险分析。对洪水资源的利用，采用的措施不同或措施相同而力度不同都带来不同的附加风险。因此，进行洪水带来的风险与效益之间的分析，是今后洪水资源利用过程中需要平衡的问题[4]。

六、结论

（一）结论

平原地区的洪水资源利用在国内的研究尚处于理论分析阶段，主要把握可利用的洪水资源量与利用的途径，处理好蓄水与风险效益的关系。洪水资源利用应因地、因时制宜，丰平枯水年的调度原则应有所不同，干支流调度合理协调，且根据当年的洪水预报和事先制定的预案，结合监测实情进行合理决策。因此，在河流的干支流交汇区，利用区域蓄水设施蓄滞支流过境洪水，并适时引蓄利用旁侧干流洪水是洪水资源利用的有效方式。