黄河下游滩区洪水风险分析

《黄河下游滩区洪水风险分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《黄河下游滩区洪水风险分析（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、黄河下游滩区洪水风险分析刘红珍 张建 刘娟（黄河勘测规划设计有限公司）摘要 黄河下游滩区是黄河下游防洪工程体系的重要组成部分，具有行洪、滞洪、沉沙的功能，同时又是 180 万人的居住场所。黄河下游洪水漫滩后淹没耕地、村庄，滩区群众长期生活在洪水风险中。以洪峰流量是否超过平滩流量作为洪水漫滩的判别指标，通过分析黄河下游洪水泥沙特点、下游河道冲淤特性、小浪底水库防洪运用方式、下游平滩流量等，预估近期黄河下游滩区滞洪运用几率为 35 年一遇。分析计算了现状滩区洪水淹没风险，通过风险度分析表明，现状黄河下游滩区洪水风险较高。对降低滩区洪水风险的措施进行分析，说明目前采用的各种措施均不能较好解决滩区耕地

2、淹没损失。分析滩区实行补偿政策可化解的洪水风险，说明剩余风险的特点；分析淮河流域实行补偿政策的实际效果，指出补偿政策可使滩区群众承担的洪水风险得到分担与补偿，解决黄河下游防洪矛盾。关键词 黄河下游 滩区 洪水风险 补偿政策 1 黄河下游滩区概况黄河下游河道两岸堤防之间，有 120 多个大小不等的滩地，滩区总面积 4000 多 km2，占下游河道总面积的 85%以上。截止 2003 年，滩区涉及沿黄 43 个县（区） ，滩区内有村庄1924 个，居住人口 180 万人，耕地面积 375 万亩，黄河下游滩区总体情况见表 1-1。表 1-1 黄河下游滩区总体情况河段 行河历史河段长度（km）河道宽（

3、km）滩区面积（km 2）耕地（万亩）村庄（个）人口（万人） 主要滩区孟津白鹤京广铁桥 禹王故道 98 4.110 580.5 51.0 84 9.1 温孟滩京广铁桥东坝头 明清故道 131 5.512.7 847.5 73.7 355 41.5 原阳滩、郑州滩、开封滩东坝头陶城铺铜瓦厢决口改道 235 1.420 1759.6 170.5 994 88.8长垣滩、濮阳习城滩、范县辛庄滩、范县陆集滩、台前清河滩、兰东滩、鄄城葛庄滩、鄄城左营滩陶城铺渔洼铜瓦厢决口改道 350 0.45.0 859.3 80.3 491 40.1 长平滩合计 814 4046.9 375.5 1924 179.5

4、黄河下游滩区经济是典型的农业经济，基本无工业。农作物以小麦、大豆、玉米、花生、棉花为主。由于汛期洪水漫滩的影响，秋作物有时种不保收，产量低而不稳，滩区群众主要依靠一季夏粮维持全年生活。2 黄河下游洪水、泥沙及河道冲淤特性黄河下游洪水具有年际变化大、年内分布不均、大洪水发生时间集中等特点，1949年1999 年花园口最大洪峰流量为 22300 m3/s，最小洪峰流量为 3190 m3/s。黄河下游大洪水主要来自中游地区的河口镇至龙门区间、龙门至三门峡区间和三门峡至花园口区间。小浪底水库建成后，威胁黄河下游防洪安全的主要是小浪底至花园口区间洪水。三门峡以上的河龙间和龙三间的洪水可以遭遇，形成三门峡

5、的大洪水，这种洪水峰高、量大、含沙量大，一般称为“上大洪水” ；以三花间来水为主形成的下游洪水峰高量大、预见期短、含沙量小，一般称为“下大洪水” 。 “上大洪水”和 “下大洪水”一般不相遭遇。多 年 平 均 进 入 黄 河 下 游 的 水 量 、 沙 量 分 别 为 419.3 亿 m3、 12.98 亿 t。 黄河下游水沙量年际、年内分布不均，最大年沙量为 1933 年的 37.63 亿 t，最小年沙量为 1961 年的 1.93亿 t。水沙量主要集中于汛期，下游多年平均汛期水量占全年水量的 57.8%，汛期沙量占全年沙量的 86.0%。近二十多年来，黄河流域雨量减少，流域水利水保措施、干流

6、大型骨干工程、灌区引水引沙等都对来水来沙影响很大，黄河下游的来水来沙发生了较大的变化，主要表现为水沙量减少幅度增大、年内水沙量比例变化、汛期大流量出现机遇大幅度减少等。天然情况下，黄河下游河道的冲淤变化主要取决于来水来沙条件、河床边界条件以及河口侵蚀基准面。其中来水来沙是河道冲淤的决定因素。下游河道呈现“多来、多淤、多排”和“少来、少淤（或冲刷） 、少排”的特点。淤积沿程分布不均，艾山以上宽河段淤积量明显大于艾山以下窄河段；主槽淤积量小，滩地淤积量大，滩槽同步抬升。 近期龙羊峡水库运用以来，进入下游的水沙条件发生了较大变化，汛期来水比例减少，非汛期来水比例增加，洪峰流量减小，枯水历时增长。下游

7、河道冲淤量相应表现为年际间冲淤量变化较大；横向分布不均，主槽淤积严重，河槽萎缩，行洪断面面积减少；高含沙量洪水机遇增多，对防洪威胁较大；漫滩洪水期间，滩槽泥沙交换、主槽冲刷，对河道排洪有利。小浪底水库下闸蓄水运用以来，黄河下游各个河段都发生了冲刷，白鹤至利津河段冲刷 13.227 亿 t。采用多种方法预估 2000 年 2015 年 黄 河 下 游 共 冲 刷 泥 沙 11.24 亿 t，年平均冲刷约 0.75 亿 t，该时段前几年冲刷，后几年回淤，冲刷主要发生在高村以上河段。2015 年后随着小浪底水库拦沙作用的减弱，下游回淤较快。2015 年2030 年下游河道淤积 11.85亿 t，年平

8、均淤积量仅为 0.79 亿 t。3 黄河下游滩区滞洪几率分析以下游河道洪峰流量是否超过平滩流量作为滩区滞洪的判别指标。3.1 小浪底水库防洪运用后下游洪水小浪底水库从建成到拦沙库容淤满，库容从 126.5 亿 m3 逐渐减小到 51 亿 m3。小浪底目前的防洪库容为 89.3 亿 m3（2006 年汛后） ，拦沙库容淤满后，设计防洪库容为 40.5 亿m3。在小浪底水库拦沙期，随着防洪库容的变化，其防洪运用方式逐渐调整。近期小浪底水库的淤积量小、汛限水位低，能够按照控制中常洪水不超过下游平滩流量运用。随着淤积量的增加，汛限水位逐步提高，对中常洪水的控制流量也逐步提高，到小浪底水库拦沙库容淤满，

9、水库汛限水位稳定在 254m，保持 40.5 亿 m3 的防洪库容，中常洪水的控制流量为 8000m3/s。3.2 下游河道平滩流量分析对于冲积河流而言，平滩流量是流域来水来沙的产物，平滩流量主要取决于径流、洪水条件。1999 年 10 月小浪底水库下闸蓄水，2002 年开始调水调沙运用，黄河下游河道普遍发生冲刷。冲刷使各水文站的同流量水位都明显下降，和 1999 年汛期相比，2006 年汛初的同流量水位下降了 0.651.39m 。伴随着下游河道的持续冲刷，各河段平滩流量不断增大，至 2006 年汛初平滩流量增加 10002600m 3/s。现状年花园口以上河段平滩流量一般大于 5000m3

10、/s；花园口高村 4000m3/s 左右，高村艾山 3500m3/s 左右，艾山以下大部分在 3700m3/s 以上。预估黄河下游不同时期的平滩流量见表 3-1。表 3-1 各个时期黄河下游各河段平滩流量变化预估表 单位：m 3/s时间 花园口以上 花园口高村 高村艾山 艾山利津 下游河道2015 年 7 月 6440 4780 4290 5160 42902020 年 7 月 4640 3880 4070 4950 38802030 年 7 月 5840 4560 4620 4820 45603.3 滩区滞洪运用几率分析据实测资料统计，1949 年至 2006 年黄河下游滩区滞洪几率约为 1

11、.8 年一遇。其中1949 年至 1985 年约为 1.5 年一遇，1986 年至 1999 年约为 1.8 年一遇,小浪底水库运用后约为 3.5 年一遇。小浪底水库运用后，削减下游洪峰流量，减小下游洪水的漫滩滞洪几率。对黄河下游常遇中小洪水进行水库防洪调度计算，得到不同时期黄河下游洪水过程。将不期量级洪水与相应时期平滩流量进行对比，现状 3 年一遇洪水黄河下游各站洪峰流量基本不超过平滩流量；2015 年 5 年一遇洪水下游各站洪峰流量基本不超过平滩流量。因此，按照设计洪水计算的近期黄河下游滩区滞洪几率约为 35 年一遇。4 滩区洪水风险分析4.1 现状滩区洪水淹没风险下游滩区滞洪后，洪水淹没

12、滩区耕地、村庄、人口，造成滩区群众的生命财产损失。不同时期、不同量级洪水的淹没损失和滞洪风险不同，洪水量级越大、淹没损失越多，滩区滞洪运用的风险越高。对不同频率洪水的分析结果表明，滩区滞洪风险基本以 10 年一遇洪水为转折点，5 年一遇洪水滞洪风险相对较小，洪水从 5 年一遇增大到 10 年一遇时，各淹没指标数值增长较快，10 年一遇以上各级洪水淹没损失的增长较缓慢。滩区滞洪运用后，水深 01 米的范围所占比例较小，淹没区大部分水深在 1 米以上；随着洪水量级的增大，水深 01 米、13 米的范围逐渐减小，水深 3 米以上的范围逐渐增大。 铁谢京广铁桥河段淹没人口少、淹没水深浅，滞洪风险最小。

13、京广铁桥东坝头河段大部分人口位于水深 01 米的滩区，其次位于水深 13 米的区域，水深 3 米以上分布的人口很少。东坝头陶城铺河段滞洪风险最大，淹没人口多且基本都位于水深 1 米以上的区域。陶城铺以下河段绝大部分淹没人口分布在水深 1 米以上的区域，滞洪风险略大于京广铁桥东坝头河段。4.2 滩区洪水风险评价以水文风险 Risk1 = H/N（H 水深，N 重现期）计算滩区洪水风险的大小，根据 20 年一遇洪水的淹没水深计算风险度。由风险度计算结果确定 20 年一遇洪水淹没水深在 01m的为低风险区，1m3m 的为中度风险区，3m 以上的为高风险区。则现状滩区大部分地区为高风险和中度风险区，低

14、风险区的人口和耕地只占淹没总数的 14%和 10%，黄河下游滩区淹没风险较高。同时近年来黄河下游滩区主槽淤积严重，槽高、滩低、堤跟洼的“二级悬河”形势严峻，滩区进水后，退水困难、洪水淹没时间长。由于积水长时间难以排出，不仅秋季作物不保，而且连冬小麦也无法播种，造成连季欠收或不收。因此对于滩区群众来说，洪水淹没耕地是不可承受的风险。而滩区又是黄河下游滞洪沉沙的场所，耕地淹没是不可回避的风险。 4.3 降低滩区洪水风险的措施分析为减小黄河下游滩区洪水淹没风险，近年来国家、地方和群众多方采取了各种措施。黄委运用小浪底水库减小进入下游的洪水流量、通过调水调沙扩大下游河道主槽过流能力，降低洪水的淹没几率

15、和淹没损失；国家和地方政府投资进行滩区安全建设，对滩区群众实行外迁、修建避水设施、撤退道路等，降低洪水的淹没损失；滩区群众自发修建生产堤降低洪水的淹没几率和淹没损失。但国家和地方采取措施的作用有限，小浪底水库的主要任务是防御大洪水，不能完全解决下游滩区的洪水淹没问题；黄河水资源有限，调水调沙作用只能使下游河道主槽过流能力维持在 4000m3/s5000m 3/s。小浪底水库作用后，下游滩区的淹没几率提高到 35年一遇左右，滩区仍将面临淹没的危险。滩区安全建设只能解决群众的生命安全问题，不能解决耕地淹没问题。生产堤由群众自发修建，短期内可降低当前小洪水滩区耕地的淹没问题，但对黄河下游防洪和治理的

16、负面作用大，从长远看，反而增加滩区的淹没风险。因此由于滩区的特殊地位和作用，滩区耕地淹没的风险是不可避免的，目前黄河下游滩区迫切需要一种能够替代生产堤、降低滩区耕地淹没风险的措施。如果实行补偿政策，对滩区群众的耕地淹没损失进行补偿，使滩区群众不致因洪致贫，则滩区洪水淹没风险有可能成为群众可承受的风险。5 实行补偿政策，使滩区洪水风险成为可承受的风险补偿有两种形式。一是事前补偿，指在受淹前进行安全建设措施建设；二是事后补尝，指受淹后进行补尝，是最直接、最常用的补偿方式。5.1 安全建设可化解的风险及滩区剩余风险分析根据黄河下游滩区安全建设规划，滩区安排措施的村庄 1757 个，总人口 162.85 万人，其中外迁安置村庄 498 个，人口 37.92 万人；就地就近滩内安置村庄 873 个，人口 78.29 万人；临时撤离村庄 386 个，人口 46.64 万人。不考虑安排措施的村庄 167 个，人口 16.62 万人。滩区安全建设可化解的风险主要指可减少的对