2018年长江流域水旱灾害防御工作回顾与展望

2018年,长江水利委员会在防灾减灾方面取得了突出成绩,有效应对了长江上游区域性较大洪水,成功应对了金沙江、雅鲁藏布江4次堰塞湖险情,特别是全力做好了“11·3”金沙江白格堰塞湖险情应急处置工作,展现了良好的工作状态和精神风貌,生动诠释了“团结、奉献、科学、创新”的长江委精神。目前长江流域防洪抗旱减灾工程体系已初步形成,以三峡工程为核心的流域水库群逐步建成并投入运行,流域防汛抗旱能力有所提高,但水旱灾害防御能力与经济社会发展水平和人民对美好生活的向往仍不相适应,水旱灾害防御工作仍存在一些薄弱环节和突出问题,形势依然严峻。2019年长江水利委员会将着力从强化责任落实、强化综合调度、强化监督管理、强化基础工作、强化协调配合等5个方面下功夫,全力做好流域水旱灾害防御工作,确保流域水安全。     

堰塞湖信息获取与溃坝洪水预测

准确及时的信息获取是开展堰塞湖灾变过程预测、溃决洪水演算、风险评估和应急处置的先决条件,溃决洪水预测则是风险评估和应急处置的技术支撑。以2018年秋在金沙江白格和雅鲁藏布江米林前后发生的4次堰塞湖及其应急处置工作为背景,分析介绍了堰塞湖应急处置的现状和存在的问题,归纳总结了在管理实践中堰塞湖在信息获取、洪水预测及其风险评估等方面积累的经验和技术手段。根据这些应急处置中相关信息获取和洪水预测技术的应用效果,提出了今后应加强的技术领域,以期为今后类似突发的堰塞湖应急处置提供借鉴。     

云南鲁甸红石岩堰塞湖排险处置的思考与探索

大型堰塞湖的处置是目前应急抢险任务中较为棘手的一个问题,而科学正确的处置方案和施工组织是保证堰塞湖得到快捷、安全处理的关键。结合工程实例,对云南鲁甸红石岩堰塞湖处置所采用的施工方案和施工组织情况进行了归纳总结,同时对突发性自然灾害抢险处置所涉及的应急救援技术优选、施工组织方法、施工机械选择、灾情信息数据获取等问题进行了延伸探索。相关经验可供类似险情处理借鉴。     

金沙江白格堰塞湖处置中水库应急调度经验与启示

2018年10、11月金沙江四川、西藏交界的白格村接连发生两次山体滑波并引发堰塞湖险情。长江水利委员会按照水利部统一部署,及时启动应急响应,科学分析堰塞湖洪水风险,提前研究工程处置方案,科学调度金沙江中游水库,为成功处置这两次堰塞湖险情提供了强有力的技术支撑。详细介绍了溃坝洪水演进过程,以及在处置"11·3"堰塞湖洪水期间,提出的针对堰塞体溃决前后两阶段四步走的腾库实施方案。通过优先使用梨园、阿海、金安桥水库拦蓄洪水,金沙江中游梯级水库约腾出13亿m~3库容消纳溃坝洪水,将金沙江上游万年一遇洪水消减为一般洪水,全力保障下游水库安全,成功实现堰塞湖应急处置。     

堰塞湖关键工程措施快速、定量分析方法研究——以2018年“11.03”白格堰塞湖为例

堰塞湖一旦失控溃决,将对下游造成极大威胁。其可供应急处置的时间极为有限,急需采取切实有效的应急处置技术,其中关键工程措施的选择尤为重要。在归纳总结国内外多座堰塞湖应急处置经验的基础上,选择基于物理机制的DB-IWHR溃决分析方法和参数化溃决分析方法结合白格堰塞湖实例开展关键工程措施对比论证。结果表明：物理机制分析方法能够快速、定量地确定堰塞湖关键工程措施——开挖引流槽。2018年“11.03”白格堰塞湖紧急开挖的一条长220 m、深15 m、顶宽42 m、底宽3 m的引流槽,可使堰塞湖库容由8.08×10⁸ m³减小至5.79×10⁸ m³,溃决洪峰流量由39 277.35 m³/s减小至31 000 m³/s。DB-IWHR物理机制分析方法快速实用,可在1 h内完成方案论证,适用于堰塞湖应急处置的快速、定量需求。通过与参数化溃决分析方法对比,表明物理机制分析方法具有更详细的结果,可为堰塞湖应急处置关键工程措施的确定提供科学支撑。     

梯级水库群超标洪水的协同应急调度研究

受全球气候变暖影响,极端天气事件发生频次增加,超标准洪水灾害的突发性、危害性和不可预见性更加突出,使得梯级水库面临的应急处置问题日益凸显,其中大坝溃决或连溃是梯级水库面临的最大威胁。针对超标洪水,实施水库群协同应急调度,是发挥水库综合利用效益的有效手段之一。本文选取最高水位最低化准则作为超标洪水协同应急调度模型的目标函数,采用逐步优化算法求解梯级水库群超标洪水协同应急调度模型,对梯级水库群超标洪水应急调度方案进行了有益的探索,并以大渡河流域瀑布沟水库、深溪沟水库和枕头坝一级水库为例,对其超标洪水过程进行调度计算,验证了上述模型的合理性和可靠性。结果表明:通过梯级水库群的协同应急调度,各水库在洪水前期预泄水库水量,尽可能腾出更多的水库库容,便于迎接后期可能发生的洪水,尽可能地降低各水库的水位,有效确保梯级水库群的防洪安全。研究成果对各大流域梯级水库群超标洪水的应急调度机制的建立具有重要的理论意义和工程实践价值。     

基于风险管控理念的洪水灾害防御策略

机构改革后,我国防汛抗旱工作体制机制发生了重大变化。根据批复的"三定"方案,水利部关于洪水灾害防御工作重点主要包括水情旱情监测预报预警、水工程防灾联合调度和防御洪水应急抢险技术支撑等方面,这意味着各项工作重点前移至防御和洪水灾害风险管控层面,因此必须加强研究,从认识风险特性着手,结合洪水灾害防御实践经验,提出加强洪水风险管控的措施和方法。在分析洪水风险定义、致灾属性的基础上,从研判风险、规避风险、调控风险和抗御风险等四个方面提出了洪水风险管控措施。     

金沙江下游与三峡梯级水库群协同消落方式研究

梯级水库群消落期协同运行方式是梯级水库群联合调度重要环节。以溪洛渡、向家坝、三峡与葛洲坝梯级水库群为背景,将消落期来水分成丰水年组、平水年组和枯水年组,以分组期望发电量最大为目标,建立了消落期随机联合优化调度模型,结合各库不同消落期初水位开展了模拟计算,得到不同水文年型下梯级水库群的期望协同消落方案。结果表明:金沙江下游与三峡梯级水库群协同消落方式能在一定程度上提高梯级期望总发电量;当来水较少且三峡消落期初水位较低时,金沙江下游与三峡梯级水库群协同消落方式可显著提高三峡和葛洲坝水库的供水效益。最后,总结归纳了不同情境下溪洛渡-三峡协同消落策略,以指导金沙江下游与三峡梯级水库群消落期实际运行。     

《堰塞湖风险等级划分标准》和《堰塞湖应急处置技术导则》发布实施

这两本标准的编制，体现了对堰塞湖处置有关“安全、科学、快速”的总体要求；安全等级划分标准和应急处置导则的同步编制，通盘考虑处置堰塞湖相关的工程措施和非工程措施，对于实现排险和避险相结合具有重要指导意义；由于堰塞湖涉及的不确定因素较多，应急处置和后续处置的经验相对较少，标准的条文中含有一些警示和提醒性质的内容，既有不少开创性的成果，又有较强的探索性；两个标准的及时发布与实施，为当前正在实施的由四川汶川大地震导致的29座堰塞湖的后续处置提供了技术依据，也是以实际行动纪念我国首个“防灾减灾日”。     

水文测验应急监测方案的设计

论述水文测验应急监测方案的设计方法,强调以先进的技术、安全简便的监测手段、有针对性的监测信息构成完整体系为应急监测方案的设计原则,同时应充分考虑应急监测区域的特殊地质环境。对堰塞体监测、堰塞湖区域的水文测验应急监测网络的建设、堰塞湖关键地点的实时视频监视,应采用先进的监测手段,获取完整的水文监测信息,为防灾减灾提供水文测验应急监测基础信息支撑。     

欧美国家堤防防洪若干特点及与我国的比较

我国是世界上洪水灾害最严重的国家之一。堤防工程是抵御洪水灾害的重要措施,对促进人类与自然和谐发展具有重要的战略意义。系统阐述了欧美主要国家与中国的堤防工程及其防洪基本情况,重点从堤防概况及其防洪效益、堤防安全标准与堤防工程建设投资、法律规范与堤防管理、堤防工程日常养护与应急抢险等工程与非工程措施的角度,分析总结欧美国家堤防防洪具有安全标准高、法律管理体系完善、洪水风险转移措施多元化等特点。结合我国堤防防洪实际情况,建议我国应从堤防安全标准、堤防险情演化机理、法规管理、预警与应急抢险技术水平等方面开展深入研究,以提升防汛减灾综合实力。     

黄河下游滩区洪水风险分析及减灾措施研究

黄河下游滩区洪水漫滩灾害频发,作为防洪非工程措施的洪水风险分析对于指导黄河下游滩区实施防洪减灾措施有着重要的意义。针对黄河下游滩区呈现“二级悬河”的不利局面及下游洪水泥沙含量大的特点,采用基于GIS的黄河下游二维水沙数学模型分量级计算相关洪水风险信息。根据洪水风险分析结果,制定滩区居民迁安救护方案,编制了不同量级洪水淹没下的滩区洪水风险图,增强滩区居民风险意识及应急避险撤退能力。提出了相关减灾应对措施,有着显著的防洪减灾效益。     

宁夏山洪灾害雨量预警值计算研究

随着山洪灾害监测预警非工程措施建设和全国2013年-2015年度山洪灾害防治建设的推进,宁夏全区防洪减灾综合能力得到了显著改善和全面提升.但现阶段尚没有科学、系统、定量的分析研究突发暴雨、洪水、积涝、滑坡、泥石流等山洪灾害预警指标,突发性洪涝灾害的应急避灾、紧急处置和抢险救助仍旧十分困难.结合宁夏水系分布与防洪工程建设实际情况,在参考已有临界雨量推求方法的基础上,综合应用暴雨等值线和P-Ⅲ频率曲线表反推不同量级洪水对应的雨量值作为山洪灾害预警值.该方法简单易操作,计算成果对宁夏防洪减灾工作具有重要意义.     

试论长江流域洪水灾害风险管理

长江是一条著名的雨洪河流，雨量充沛，暴雨洪水频繁，洪灾分布范围广泛。长江洪水灾害主要集中在上游的四川盆地和中下游平原地区；丘陵山地亦时有发生，多表现为山洪、滑坡、泥石流和山崩等灾害；近海的长江三角洲地区还有风暴潮灾害。简要介绍了长江流域洪水灾害和长江防洪治理情况，分析了长江防洪减灾当前所面临的形势，阐述了防洪减灾思路的转变方向，总结了洪水风险管理的初步实践成果，提出了进一步加强洪水风险管理的主要措施。     

“11·3”金沙江白格堰塞湖水文应急监测预报

堰塞湖形成后,迅速有效地开展水文应急测报工作对制定处置方案、减少损失起着至关重要的作用。在分析河道特性、沿岸人口和经济社会分布的基础上,从应急监测、应急分析计算、应急预报3个方面对长江水利委员会水文局在"11·3"金沙江白格堰塞湖中的水文应急工作进行了分析总结。全面介绍了此次堰塞湖水文应急监测工作的总体布局和实施情况,水文应急分析计算的方法和成果,水文应急预报方法、共享模式等情况,并对有关问题提出了建议和设想。     

变化环境下洪涝风险演变特征与城市韧性提升策略

在全球气候变暖与快速城镇化的背景下，极端暴雨洪涝发生的可能性与不确定性在增大，同时洪涝威胁对象、致灾机理、成灾模式、损失构成与风险特性均在发生显著变化。本文基于郑州“7.20”特大暴雨水灾的实地调研与典型案例的剖析，阐述当代社会洪涝风险连锁性、突变性、传递性的演变机理与趋向，结合国际社会与水共存、韧性提升的理念与实践，探讨变化环境下与新时代基本国情相适宜的洪涝灾害防治策略。研究结果表明，应对快速城镇化进程中极端暴雨洪涝灾害，需以流域为单元做好综合治水的统筹规划；韧性城市只有建成不怕淹的城市，才有利于实现人水和谐的目标；在发展不均衡、不充分的现实条件下，完善与健全洪涝灾害风险管理与应急管理体制与运作机制，不仅在于保障安全，而且要为新时代经济社会快速平稳发展保驾护航。     

基于快速连溃洪水计算的梯级堰塞湖风险分析

地震滑坡堵江作用形成的梯级堰塞湖,上下游单元之间存在级联效应,增大了溃决风险和成灾规模。及时合理的应急方案可以有效保证上下游的生命财产安全,然而现阶段缺乏快速定量的梯级堰塞湖的风险分析方法。以溃口洪水计算为核心,结合河道洪水演进计算和水库调洪计算,提出了一种梯级堰塞湖连溃洪水的快速计算方法,并应用至国内外第一个具有详细数据资料的梯级堰塞湖小岗剑梯级堰塞湖溃决实例中。定性分析了堰塞湖风险等级,使用提出分析方法进一步定量反演计算连溃洪水过程,评估了应急处置工程效果,分析不同组合状况下连溃洪水的规模。结果显示:反演计算其连溃峰值流量为3 736 m~3/s,与实测值3 950 m~3/s基本一致。当不开挖泄流槽时,连溃峰值流量高达4 865 m~3/s,泄流槽降低梯级洪峰30%。快速定量连溃洪水计算可以辅助优化联合调度方案,是减轻连溃洪水灾害、保护流域整体安全的一种行之有效的非工程措施。研究结果可以为梯级堰塞湖定量风险评估以及应急除险预案制定提供理论依据。