张家口市清水河流域综合治理研究

张步峰 张 良 原 彪

1.张家口市清水河河务管理处;2.河北省张家口水文水资源勘测局

张家口市清水河属于山区性河流,发源于张北县与崇礼县交接的桦皮岭一带,主要由东沟、正沟和西沟三条支流组成,穿过张家口市区注入洋河.东沟和正沟植被较好,西沟植被稀少,水土流失严重.近年来,由于上游用水量增加和降水量减少,河道内水量剧减,时有断流现象发生,但从清水河历史上发生的洪水推断,时空分布不均的大暴雨和特大暴雨形成的洪水时刻威胁着张家口市.

2006～2009年连续四年,清水河主城区及下游段进行了大规模的综合治理工程,修建了5道拦沙坝和31道橡胶坝,蓄水总长度23.5km,最大蓄水523多万m3,打造了景色宜人的生态山水城市,并把张家口市主城区段不足20年一遇的防洪标准提高到近40年标准,行洪能力达到2200m3/s.虽然治理成效巨大,但并未从根本上解决整个清水河流域存在的两个主要问题:一是下游主城区防洪标准低,仍然达不到50～100年一遇国家规定的防洪标准;二是上游流域严重的水土流失,大量的泥沙不断地淤积橡胶坝蓄水区.这两大难题的存在,使得清水河流域治理变得任重而道远.

1 防洪安全是根本

清水河纵贯张家口市主城区,一旦发生特大洪水,洪水越堤而出,两岸生命财产必然遭受巨大损失.我们提倡以人为本,从人民群众的根本利益出发谋发展、促发展,如果在满足人民群众物质文化需要同时生命财产都不能保障,一切就无从谈起.因此,防洪安全是清水河流域综合治理重中之重的头等大事,也是治理的根本.

1.1 险工险段改造

通过对河道清淤、局部拓宽和堤防加高加固,目前,清水河主城区段和下游段达到了2200m3/s治理标准,远大于治理前的800m3/s行洪能力,基本达到了张家口市近期防洪目标.主城区行洪能力虽然有了大幅度的提高,但其上游红旗桥段仍然存在一个致命节点,红旗桥处河宽只有72m,形成一个狭口,行洪能力只有1400 m3/s,防洪标准不足20年一遇,远低于清水河治理标准.此处洪水一旦越堤,洪水必然顺两岸滨河路而下,淹没部分城区.因此,此段河道拓宽和红旗桥拆除重建成了清水河综合治理的燃眉之急,也是张家口市主城区达到近期防洪目标(2200m3/s)的最后一步.

1.2 洪水预警系统建立

清水河上橡胶坝群的总蓄水量相当于一个小型水库,一旦短时快速塌坝下泄,必然形成相当大的人造洪峰流量,冲击下游;如果在大洪水到来之前,橡胶坝不能及时提前塌坝,受橡胶坝的顶托,洪水极有可能溢岸出堤,淹没城区.如橡胶坝不蓄水或少蓄水,河道防汛安全了,但没了景观;如蓄水或多蓄水,河道景观保证了,但洪水危险增加了.橡校坝群的存在,突显了蓄水和防洪的矛盾,也大大增加了橡胶坝群防汛调度难度.因此,建立更为提前、更为准确的降水告警和洪水预报系统,可有效防范和控制洪水突发事件,为橡胶坝调度提供必不可少的决策信息,及时处理好蓄水还是弃水问题,既可保市区防汛安全又可保橡胶坝及时蓄水.

目前,清水河上游只有啕来庙和崇礼两个水文站,啕来庙站控制西沟,崇礼站控制东沟,正沟无水文站.对当前橡胶坝调度而言,只有东沟崇礼站预报的洪水是可控洪水,西沟啕来庙站预报只能称其为半控(因距市区近,大洪水在橡胶坝未完全塌下之前可能已进入市区),正沟的洪水则完全不能控制.因此这两个水文测站远不能满足橡胶坝的运行调度要求,必须增设测站.增设的站址一个可选在东沟和正沟汇合处附近,一站控制两沟洪水.另一个选在西沟较上游位置,可提早测报西沟洪水,为橡胶坝提前放水争取更多时间.

当然,增设测站只是解决清水河橡胶坝运行调度的当务之急,从长远角度看,要做到更提前和更精确的洪水预报,就需逐步建立本流域降雨洪水预报模型,利用遥测加密雨量站和水位站的实时信息演算和预报进入市区的洪水过程.这套系统的建立,清水河橡胶坝防洪压力必将大大缓解.

1.3 上游修建蓄水工程

要真正从根本上解决张家口市的防洪和清水河橡胶坝目前难以解决的问题,就必须在清水河上游兴建多年调节控制性水库工程.通过水库的调蓄和控泄,一是大大提高市区防洪标准,可达到100年一遇,这也是张家口市远期防洪目标;实现张家口市的远期防洪目标.同时,水库还可调节水资源,为城市供水和农业灌溉提供水源,缓解市区用水紧张局面,改善农业生产条件,促进地区经济的可持续发展.因此,建设该工程是十分必要的.

依据2002年10月河北省编制的《永定河流域防洪规划》和《河北省城市防洪规划》,为减轻张家口市防洪压力,从根本上解决张家口市的防洪问题,并与城市供水、环境保护、为官厅水库拦沙等各方面综合因素相结合,规划在清水河上兴建控制性水库工程.

由于河道内水量较少,既为了降低危险事故发生机率,也为了增加可利用来水量,上游可考虑修建相应蓄水工程.

根据上述规划,2007年5月水利部河北水利水电勘测设计研究院编制完成了《河北省张家口市乌拉哈达水库工程项目建议书》(以下简称“项目建议书”),对水库的主要规划指标作了进一步研究,现将主要内容介绍如下:乌拉哈达水库位于清水河干流,推荐方案坝址位置为张家口水文站上游朝天洼村附近,控制流域面积2208km2,是一座以防洪、供水、灌溉为主的综合利用的大(Ⅱ)型水利枢纽.

水库的调节运用方式为完全年调节(P=50%),防洪标准为100年一遇洪水设计,5000年一遇洪水校核.

项目建议书推荐为朝天洼坝址.水库总库容1.59亿m3,其中兴利库容0.37亿m3,防洪库容0.561亿m3,死库容 0.773亿 m3.

水库洪水调度方式:起调水位为汛限水位,为保证下游张家口市的安全,20年一遇洪水由泄洪洞下泄200 m3/s,保护下游水库下游张家口市水源地、取水井、基本农田等;100年一遇洪水下泄1266 m3/s,保证张家口市主城区安全;1000年一遇洪水下泄2027 m3/s;5000年一遇洪水下泄2548m3/s.[1]

乌拉哈达水库工程已列入河北省水利“十一五”规划储备项目.

1.4 橡胶坝一些问题

洪水过后一些尖锐物品容易对橡胶坝造成损坏,在橡胶坝处应修建相应防护措施,减少坝体磨损、避免漏气现象发生;泥沙淤积问题等情况及时妥善处理,使橡胶坝始终处于最佳状态.

2 水土治理是基础

水土保持是一项长期而且艰巨的工作,水土流失不仅会使肥沃的土壤贫瘠,还会对环境会造成很大破坏,同时对下游水库、橡胶坝产生严重淤积.只有将源头水土流失问题控制住,才能进行流域治理下一步工作.在上游崇礼县和市区上游,可以采取工程措施、生态措施、封育措施,不断加大退耕还林、禁牧、植树造林的力度,以此涵养水源、防沙减沙.

3 污染治理是关键

河道排污和污染问题是清水河流域治理的难题之一,要建立日常水质监测和长效管理机制,随时掌握该流域水资源质量变化状态,加大联合执法力度和禁止向清水河排污的宣传力度,明确各管理部门职责,以预防为主,防治结合.一旦出现污染状况,应以最快的速度进行核实并启动水质监测应急预案,及时进行水质监测,随时向应急机构报告事态进展情况,并根据实际情况作相应处理减少污染带来的危害.

此外,清水河流域治理还应建立生态建设基金,使流域自然生态环境具有较好调节能力,促进人与自然的和谐发展,是清水河流域治理的最终目标.

[1]河北省张家口市乌拉哈达水库工程项目建议书,水利部河北水利水电勘测设计研究院,2007,5