刘继祥，李阿龙

（1.黄河勘测规划设计研究院有限公司，450003，郑州；2.水利部黄河流域水治理与水安全重点实验室（筹），450003，郑州）

2021年8月下旬至10月，受华西秋雨持续影响，黄河流域中下游地区发生历史罕见秋汛洪水。黄河干流9天内相继出现3次编号洪水，潼关站发生1979年以来最大洪水，支流渭河、汾河、伊洛河、沁河均发生有实测资料以来同期最大洪水，多座水库突破历史最高蓄水位，黄河下游出现长历时、大流量洪水过程。面对洪水，在党中央、国务院坚强领导下，全河上下各级水利部门展开了惊心动魄的艰苦斗争，夺取了全面胜利。

一、秋汛洪水特点及重现期分析

2021年黄河秋汛洪水主要呈现历时长、雨量大、雨区重叠度高、洪水场次多、洪峰高、水量大、水库蓄水位高等特点。自8月下旬至10月上旬持续近50天，黄河中游地区累积面雨量较常年同期偏多1.8倍，7场强降水过程在山陕区间南部、汾河、泾渭洛河和三花区间高度重叠；渭河、伊洛河、沁河、汾河、北洛河发生历史同期最大洪水，干流在9天内连续出现3次编号洪水，潼关站出现1979年以来最大洪峰，花园口站流量在4 800 m3/s左右历时近20天；小浪底、沁河河口村水库、洛河故县水库均达到建库以来最高水位，伊河陆浑水库达到建库以来第二高水位。

按照后汛期设计洪水分析，经还原计算，潼关站9月30日、10月7日两次洪水洪峰流量分别为7 950 m3/s、9 060 m3/s，重现期为10年一遇~20年一遇、20年一遇~30年一遇；最大5日洪量28.4亿m3、31.5亿m3，重现期为10年一遇~20年一遇、近20年一遇。花园口站9月29日、10月8日两次洪水洪峰流量分别为12 500 m3/s、11 000 m3/s，重现期为20年一遇~30年一遇、10年一遇~20年一遇；最大5日洪量44.1亿m3、37.1亿m3，重现期为近50年一遇、20年一遇~30年一遇。

二、秋汛洪水调度

当前，黄河下游已初步建成以干流三门峡、小浪底水库，支流陆浑、故县水库，下游黄河干流堤防，北金堤滞洪区、东平湖滞洪区工程为主体的“上拦、下排、两岸分滞”防洪工程体系；黄河宁蒙河段建成以龙羊峡、刘家峡水库，干流堤防及河道整治工程为主的“上控、下排”防洪（凌）工程体系。在此次秋汛洪水防御中，黄河防总强化流域系统观念，充分发挥现有水沙调控工程体系整体合力，利用上中游水库群调控压减基流，精细调度中下游干支流水库群发挥滞洪、削峰、错峰作用，做足“绣花功夫”，实现了优化洪水过程精准时空对接。

1.调度原则与整体思路

坚持“人民至上、生命至上”，充分利用支流水库拦蓄洪水、削峰错峰，确保水库安全和黄河下游不漫滩、不跑坝、不死人。

在战略层面，统筹水库、下游滩区、滞洪区、河道等各自防洪安全及蓄洪能力，科学编制洪水处理方案。在战术层面，实时滚动制定水工程蓄泄时机、干支流流量过程精准对接等洪水调度方案。严格控制东平湖、金堤河、天然文岩渠入黄水量不超标，利用刘家峡、海勃湾、万家寨等水库全力拦截河道基流，利用三盛公、南水北调东线等工程为洪水寻找分泄出路。在调度上，控制花园口站流量4 800 m3/s左右，控制艾山站流量不超过5 200 m3/s，控制小浪底水库水位不超过274 m，并尽最大努力缩短小浪底水库270 m以上运用时间。用好洪水演进时间差和空间差，在确保水库安全和滩区不漫滩的前提下，极限运用水库拦蓄洪功能，极致发挥下游河道排洪能力，科学处置复杂的汛情。

2.调度过程

本次秋汛自2021年8月下旬开始至10月底结束，按照洪水过程及汛情形势可划分为3个阶段：8月20日—9月16日的秋汛初期，9月17日—10月20日的秋汛关键期，10月21—31日的秋汛退水期。

（1）秋汛初期（8月20日—9月16日）

①第一阶段（8月20—26日）

本时段干支流各水库水位处于主汛期汛限水位附近，中游承担防洪任务5座水库后汛期汛限水位以下库容22.63亿m3，后汛期汛限水位至防洪运用水位之间库容约125亿m3，足以容纳本次洪水，水库调度以洪水资源化为主。

小浪底、故县水库拦蓄洪水较多，削峰率较高。小浪底水库拦蓄洪水5.94亿m3，占潼关站次洪水量67.3%，削峰率达到76.2%；故县水库拦蓄洪水0.78亿m3，占卢氏站次洪水量83.9%，削峰率达到92.1%。洪水经中游干支流水库大量拦截后，花园口站次洪水量仅2.33亿m3。

②第二阶段（8月28日—9月11日）

黄河中游泾渭河、伊洛河再次涨水，下游金堤河、大汶河也发生明显洪水过程。中游三门峡、小浪底、陆浑、故县、河口村水库水位处于后汛期水位附近，水库调度以控制黄河下游不出现编号洪水为目标，陆浑、故县水库最大下泄流量不超1 000 m3/s，小浪底水库适当压减流量拦洪，控制花园口站流量小于4 000 m3/s，减轻黄河下游河道和滩区防洪压力。

本次洪水潼关以上来水大部分被小浪底水库拦截，拦蓄水量6.74亿m3，削峰率达到91.9%。由于伊洛河洪水较大，陆浑、故县水库既要避免库区淹没损失，又要尽可能减轻水库下游防洪压力，同时还要尽可能减少弃水，洪水过后故县水库水位534.52 m，陆浑水库水位318.78 m。

（2）秋汛关键期（9月17日—10月20日）

①第一阶段（9月17日—10月4日）

黄河中游干流和支流渭河、北洛河、伊洛河、沁河，下游金堤河、大汶河普遍涨水，9月27日黄河2021年1号洪水、2号洪水相继形成。

9月17—23日洪水，干支流水库延续上阶段调度思路。9月25日—10月4日洪水过程，三门峡入库洪水总量35.61亿m3、小花间洪水总量17.19亿m3，小浪底、陆浑、故县、河口村水库剩余防洪库容分别为32.55亿m3、2.38亿m3、3.96亿m3、1.03亿m3。若水库继续按上阶段调度思路执行，小浪底水库将超270 m，但270.1 m以上缺少相应监测数据支撑，需要重点考虑库周地质灾害问题的影响；河口村水库高水位运用尚有待检验。若其他水库按年度调度方案运用，小浪底水库最高水位控制不超270 m，花园口控泄流量需要加大到5 000 m3/s以上，下游河道超过平滩流量将涉及山东、河南百万群众转移安置和滩区耕地淹没。而黄河下游大汶河、金堤河也同时出现较大量级洪水过程。对此，统筹考虑水库运行安全、库区安全及下游河道行洪安全，以花园口站流量和小浪底水库水位为主要控制目标，联合调度黄河中游干支流水库群防洪运用，最大限度挖掘伊河陆浑、洛河故县、沁河河口村水库防洪运用潜力，最高运用可至移民水位或蓄洪限制水位；调整小浪底水库下泄流量，凑泄花园口站流量4 000~4 800 m3/s左右，尽量缩短小浪底水库270 m水位以上运用时间。上中游利用刘家峡、万家寨、张峰等水库拦蓄基流。黄河下游实施东平湖滞洪区与金堤河按控制艾山以下河段不超漫滩流量补偿泄洪入黄调度，多举措分泄东平湖洪水。中下游水工程抓住洪水到来前后窗口期尽量下泄流量、降低蓄水位，迎接下一场洪水。

②第二阶段（10月5—20日）

10月5—20日洪水过程，三门峡入库洪水总量60.97亿m3，小花间洪水总量10.62亿m3。10月5日8时，小浪底、陆浑、故县、河口村水库剩余防洪库容13.29亿m3、2.23亿m3、3.71亿m3、0.70亿m3。本次洪水防御重点主要是黄河下游、小浪底和河口村水库，中游水库群延续上一场水的调度思路，干支流水库群以控制花园口站4 800 m3/s左右为目标凑泄，尽力挖掘支流水库的防洪潜力，为小浪底水库加大下泄创造条件，缩短小浪底水库高水位运行时间。三门峡水库视情况投入滞洪运用。继续利用刘家峡、万家寨、张峰等水库拦蓄上游基流，实时动态调控东平湖、金堤河向黄河泄水流量。东平湖采取拦、蓄、送、排等综合措施，在保证黄河滩区安全的同时，确保东平湖水位有序回落。

（3）秋汛退水期（10月21—31日）

10月20日4时，小浪底水库水位降至270 m，黄河秋汛正式进入退水期。综合考虑退水期河南、山东河段水位变化、工程出险和河势变化等因素，小浪底水库逐步压减流量至发电流量下泄，控制库水位不超270 m。万家寨、三门峡、陆浑、故县、河口村水库水位逐步向非汛期运用水位和正常蓄水位过渡。

3.调度效果

（1）充分挖掘中游水库群联合防洪潜力，降低了洪水灾害损失

秋汛洪水期间，伊洛河陆浑水库、故县水库最大削峰率分别为89%、91%，故县水库水位创历史新高。经陆浑、故县水库联合调度，伊洛河黑石关站最大削峰率50%。沁河河口村水库最大削峰率59%，库水位创历史新高，沁河武陟站最大削峰率37%。小浪底水库在270 m水位以上运行时间为18天，最高水位273.5 m，为建库以来最高蓄水位。为控制小浪底水库水位上涨，三门峡水库投入滞洪运用，相应削峰率为28%。干流洪水经三门峡、小浪底水库调蓄后，最大削峰率为85%。经三门峡、小浪底、陆浑、故县、河口村等水库作用，将花园口站6 180~12 500 m3/s洪峰削减为2 390~4 920 m3/s，最大削峰率62%，花园口站流量在4 800 m3/s左右历时约470小时。经沿黄各级全力抢护，黄河堤防、河道工程等没有出现重大险情，确保了河道行洪安全和下游滩区安全，避免了下游滩区167万人转移和399万亩（1亩=1/15 hm2）耕地受淹。

（2）水库河道减淤效果明显，下游河道过流能力得到提升

秋汛期，三门峡水库最大出库含沙量410 kg/m3，库区累积冲刷1.198亿t。小浪底水库结合防洪运用实施异重流排沙，共计排沙0.241亿t，库区冲刷0.052亿t。下游河道发生显著冲刷，全下游共冲刷泥沙0.888亿t，主要集中在高村以上河段。

当流量在2 000~4 500 m3/s时，花园口、夹河滩、高村三个水文站在整个秋汛期同流量水位下降0.1~0.32 m，孙口、艾山水文站同流量水位整体均有一定抬升，泺口、利津同流量水位下降0.02~0.15 m；当流量为5 000 m3/s时，花园口同流量水位降低0.08 m，其他水文站变化不大。

秋汛末各水文站的平滩流量，花园口和夹河滩为7 300 m3/s、高村6 600 m3/s、孙口4 800 m3/s、艾山和泺口4 800 m3/s、利津4 700 m3/s，与秋汛初相比，除孙口的不变外，增幅为30~180 m3/s。利津以上河段最小平滩流量为陈楼等断面的4 600 m3/s，与2021年汛初相同。

（3）生态分洪补水效果显著，实现水资源综合利用

秋汛洪水期间黄河下游河槽全面过水，河流水面区域扩展约一倍以上，对河漫滩湿地水分进行了充分补给。河口地区通过刁口河生态分洪和清水沟流路漫溢补水，对黄河三角洲淡水湿地规模扩大和生物多样性提高起到了积极作用。此外，向黄河三角洲国家级自然保护区南部核心区实现自然漫溢，共新增补水范围约40 km2。从植被生长情况看，黄河三角洲自然补水区自然植被面积和覆盖度明显增加，植被块面积增加25.7 km2。

在确保防洪安全前提下，通过水工程分阶段有计划拦洪蓄洪，最大限度储备水资源。截至2021年10月31日，龙羊峡、刘家峡、小浪底等干支流10座大型水库总蓄水量367.3亿m3，为后续冬、春季沿黄工农业用水、流域抗旱、调水调沙和生态用水储备了充足水源。

三、主要认识与建议

1.主要认识

（1）洪水风险依然是最大威胁

本次秋汛洪水发生时段集中、洪峰高、水量大、历时长，是新中国成立以来最严重秋汛洪水，潼关站出现1979年以来最大洪峰流量，2次洪水共历时28天，总水量达92.9亿m3，黄河中下游汛情持续至10月中旬。当前气候变化和人类活动导致的气象不稳定因素及致灾风险增加，黄河下游仍面临大洪水威胁，黄河发生超标准洪水的风险依然存在；小浪底到花园口区间尚有1.8万km2无工程控制区，预见期短，威胁下游防洪安全。黄河一旦决口不仅威胁12万km2保护区内1.3亿群众的生命财产安全，还会造成大范围生态灾难。下游滩区既是黄河滞洪沉沙的场所，也是190万群众赖以生存的家园，防洪运用和经济发展矛盾长期存在。河南、山东两省滩区居民迁建规划实施后，仍有近百万人生活在洪水威胁中。

（2）防洪工程是坚实基础，但仍存在突出短板

本次秋汛洪水防御面临着保水库安全、保滩区安全、保大堤安全、保人员安全的多线作战局面，防洪工程措施还存在突出短板。“上拦”工程还不健全，规划的黄河干流七大控制性骨干工程，还有古贤、黑山峡、碛口水利枢纽工程尚未建设，不能有效控制中游大洪水；三门峡、陆浑、故县等水库库区人口多，大洪水防洪运用压力大；“下排”工程不完善，高村以上299 km游荡性河段河势尚未有效控制，“二级悬河”形势依然严峻，易发生横河、斜河，危及堤防安全；黄河下游滩区防洪运用和经济发展矛盾突出，小浪底水库拦沙库容淤满后，保滩库容不能满足滩区保安要求，滩区洪水淹没风险高；“分滞”工程启用难，东平湖滞洪区老湖区洪水淹没风险高、淹没损失大，金山坝以西仍有3万多人，分洪运用难度大，实际运用问题突出。

（3）预演预案、防守经验是强大技术支撑，“四预”措施得到加强

2021年汛前，黄河中下游各单位均针对黄河水旱灾害防御应急抢险开展了针对性演练，为“政府领导，应急统筹，河务支撑，部门协同，群防群控”防汛运行机制提供了重要支撑。秋汛期间应用无人机巡航、遥感解译等新技术手段，跟踪分析工情险情，“一流量、一立方、一厘米”精细调度水工程，每两小时滚动预演、修订调度方案，精准对接花园口流量4 800 m3/s，充分发挥水库拦洪、削峰作用，实现干支流水库群的精准时空对接，进一步拓展了黄河中游骨干水库群精细调度技术。黄河水旱灾害防御应急响应机制启动后，黄河中下游相关单位按照水旱灾害防御应急预案规定，组织做好监测预报预警、水工程调度、堤防和水库巡查防守、山洪灾害防御、值班值守等各项工作，确保了工程安全、群众安全和防汛安全。

2.主要建议

（1）进一步完善黄河流域水沙调控工程体系

要紧紧抓住水沙关系调节“牛鼻子”，完善流域防洪工程体系。加快推进古贤等水利枢纽工程建设；开展三门峡、故县、陆浑、河口村等水库设计洪水位以下土地征用、淹没赔偿机制和库区移民迁建研究，并有序推进；针对无控区大洪水威胁问题，开展桃花峪水库前期论证。

（2）进一步加强黄河下游河道整治工程建设

开展下游标准化堤防现代化提升工程；在防洪规划批复确定的布局下，尽快启动河道和滩区综合提升治理工程，通过工程措施全面提高控导险工防洪标准，守住控导工程第一道防线和险工坝头底线，确保黄河大堤绝对安全；近期开展东平湖综合治理提升方案编制，中远期推进工程建设。

（3）立足从根本上解决滩区居民防洪安全问题，积极推进滩区安全建设和居民迁建

加快黄河下游贯孟堤扩建工程前期工作立项，解决封丘倒灌区居民安全问题，开展黄河温孟滩防护堤加固工程等滩区安全建设。按照防洪规划批复确定的布局，指导河南、山东两省加快滩区居民外迁安置，逐步将城镇空间从滩区调出；指导河南、山东两省加快滩区综合提升治理，结合乡村振兴战略实施，支持引导滩区走现代生态农业发展之路。

（4）加强东平湖、北金堤滞洪区安全建设

实施陈山口、清河门出湖闸流路疏浚，推进八里湾泄洪闸与柳长河连通工程、司垓闸向南四湖排水通道连通工程建设；优化东平湖滞洪区防洪工程布局及运用方式，解决金山坝以西防洪运用难题；研究复核东平湖分洪能力；尽快编制北金堤滞洪区安全建设整体规划，完善避洪安全设施工程体系，研究北金堤滞洪区分区运用。

（5）开展黄河中下游秋汛洪水演变规律及调度方案研究

根据历史秋汛洪水资料样本，分析中下游秋汛洪水演变规律；分析伊洛河橡胶坝群对不同量级洪水的影响，提升小花间水流模拟模型精度；开展秋汛洪水水库群联合调度方案研究，开展沁河张峰、河口村联合调度方案研究。

（6）以数字孪生黄河为抓手，提升黄河防洪减灾的“四预”水平

结合数字孪生黄河建设，优化卫星遥感数据传输通道，完善遥感数据应急采集机制，加强各级防汛部门无人机全天时洪水应急采集装备升级，建设黄河预警监测无人机应急调度和应用支撑平台，推进遥感影像采集、处理、解译等遥感作业基础环境支撑能力提升建设，建设天空地一体化洪水遥感监测应用服务平台。 ■