李昌文 徐照明 游中琼 黄瓅瑶
摘要:湄公河是一条著名的雨洪河流,单位面积洪峰流量接近全球雨洪河流的极限值,洪灾频繁。为了减少洪灾损失,对湄公河干流的水系特征、洪水特性和洪灾特点进行了全面分析和分段论述;在此基础上探讨了洪灾成因,总结了防洪特点,并结合国内外防汛实践,提出了防洪对策。结果表明:湄公河干流洪水峰高量大,历时较长,河道洪水来量与泄洪能力不足的矛盾十分突出;洪水地区组成复杂,洪水来源以左岸支流为主,洪水类型以区域性洪水为主;湄公河三角洲漫滩、回流及潮流运动巨大,左右岸、河湖之间防洪关系非常复杂,宜按照“以人为本,人水和谐”的治理原则和“以泄为主,泄蓄兼筹”的防洪方针,科学处理蓄泄关系和河湖关系,对上下游、干支流洪水治理做出全面规划,并以中下游、三角洲地区和洞里萨湖区为规划重点,在充分利用河網、湿地、湖泊蓄泄洪水的基础上,因地制宜采取堤防护岸、河道整治、防洪水库等工程措施与非工程措施相结合的防洪体系;加强湄公河流域各国的防洪减灾合作,做到河湖两利,左右岸兼顾,上下游、干支流相协调相结合,保证重点防洪保护区人民群众生命财产安全,使得防洪减灾由被动防汛到主动迎汛,由单纯抵御洪水到安全管理洪水转变。
关 键 词:洪水特性; 洪灾特点; 防洪特点; 防洪对策; 湄公河
1 河流概况
澜沧江-湄公河发源于中国青藏高原唐古拉山北麓吉富山,流经中国、缅甸、老挝、泰国、柬埔寨和越南6国,干流总长为4 880 km,流域面积为81.24万km2,干流总落差约5 060 m,河道平均比降为1.04‰[1-3],是亚洲最重要的跨国水系,被称为“东方的多瑙河”、“幸福之母”[4],以其优越的自然条件哺育滋养着沿岸6国人民,并孕育了吴哥文明[5]。同时,澜沧江-湄公河又是世界著名的雨洪河流之一,单位面积洪峰流量接近全球雨洪河流的极限值[6],以其严重和频繁的洪水灾害影响着流域各国的社会经济发展,尤以柬埔寨泛洪平原和越南湄公河三角洲为甚[7]。因此,分析掌握澜沧江-湄公河干流洪水洪灾特点,探讨洪灾成因,研究防洪对策具有重要的意义。已有研究成果多是针对澜沧江[8-10]或湄公河的某一河段而展开的研究[11-13],尚未对全河段洪灾规律及防洪对策形成系统性的认识。
澜沧江-湄公河流域跨越26个纬度和15个经度(见图1),地形、地貌、气候和降雨的垂向和平面差异较大,出现全流域性洪水的机率很小,以区域性洪水为主,万象以上和万象以下洪水基本不连续[7]。1966年的洪水为自从有实测资料以来发生在澜沧江-湄公河流域覆盖范围最广的一场洪水,但其影响范围也主要是局限于澜沧江及湄公河的中上游。因此,宜分段研究洪灾特点及防洪对策。
澜沧江干流功果桥以上河段流经青藏高原区和横断山脉纵谷区,人烟稀少,雨强较小,洪水一般暴涨暴落,洪灾较轻。澜沧江干流功果桥至景洪河段建有功果桥、小湾、漫湾、大朝山、糯扎渡和景洪6座梯级水库,库区内无重要防洪保护对象。澜沧江干流景洪以下河段属山区峡谷地形,除了处于平坝区的景洪、橄榄坝等局部河段外,绝大部分河段基本上无防洪要求,而且该河段已基本形成了以堤防为基础,岸坡防护、河道整治、水库调洪削峰相结合的防洪工程体系。目前,景洪市未达标堤段治理已被列入规划[2],通过堤库结合,可将景洪市防洪标准提高到50 a一遇。因此,澜沧江干流的防洪问题可在规划期内基本解决。
本文的主要研究范围为湄公河干流,该河段控制集水面积为64.80万km2,干流长约2 719 km(其中,老挝境内、老缅界河、老泰界河、柬埔寨境内和越南境内干流长度分别为777.4,234.0,976.3,501.7 km和229.8 km),天然落差477 m,河道平均比降为0.17‰,面积、河长和落差分别占全流域的80%、56%和9%。基于水系特征、洪水特性、洪灾特点等情况,将研究区域分为湄公河干流南腊河口至万象(湄公河上游)、万象至巴色(湄公河中游)、巴色至桔井(湄公河下游)、桔井至入海口(湄公河三角洲)共4个河段,本文将分段论述其洪水洪灾特点及洪灾成因,并结合国内外防汛实践,提出总体防洪对策。
2 水系特征
(1) 从南腊河口到老挝首都万象(Vientiane)为湄公河上游,流经地区多为山地丘陵区,少量分布有山间平原、平坝和盆地;地形起伏较大,沿途受山脉阻挡,河道几经弯曲,河谷宽窄反复交替;河床坡降较陡,多急流和浅滩,最窄河谷宽大约50.0~100.0 m,最大宽约600.0~1 000.0 m;集水面积为13.46万km2,干流长为1 107.0 km,总落差约318 m,河道平均比降由南腊河口-清盛(Chiang Saen)段的0.50‰降为清盛-万象段的0.22‰~0.23‰。湄公河上游属“梳”状水系,河长超过100 km且流域面积大于4 500 km2的左岸支流有老挝境内的南塔河(Nam Tha)、南乌河(Nam Ou)、南森河(Nam Suong)和南康河(Nam Khan);右岸支流有泰国境内的Nam Mae Kok河、因河(Nam Mae Ing)和Nam Heung河[14]。
第7期 李昌文,等:湄公河干流洪水洪灾特点及防洪对策研究 人 民 长 江2019年 (2) 万象到巴色(Pakse)为湄公河中游,流经万象平原、他曲(Thakhek)谷地、沙湾拿吉(Savannakhet)平原和占巴塞低地,集水面积为24.60万km2,干流长为753.0 km,总落差约75.0 m,河道平均比降为0.07‰~0.15‰。湄公河中游支流众多,主要属“梳”状水系,左岸水系较右岸发育,河长超过100.0 km且流域面积大于4 500.00 km2的支流左岸有老挝境内的南俄河(Nam Ngum)、南涅河(Nam Nhie)、南屯河(Nam Cadinh)、色邦非河(Se Bang Fai)、色邦亨河(Se Bang Hieng)和色敦河(Se Done);右岸有泰国境内的颂堪河(Nam Songkhram)和蒙河-锡河(Nam Mun-Nam Chi)。
(3) 巴色到桔井(Kratie)为湄公河下游,流经地区为平坦而略为起伏的准平原,河床宽阔,多汊流,但部分河段有小丘紧束或横亘河中,构成了险滩、急流,全河最大的跌水孔瀑布(Khong Falls)就在此段;集水面积为10.62万km2,干流长为331.3km,总落差约71.0 m,河道平均比降为0.11‰~0.30‰。湄公河下游属“树枝”状水系,左岸水系较右岸发育,河长超过100 km且流域面积大于4 500.00 km2的支流为左岸的“3S”河,即公河(Se Kong)、桑河(Se San)和斯雷博河(Sre Pok)。
(4) 桔井到入海口为湄公河三角洲,河网密集,河道由冲积型变为淤积型,水系呈现不稳定、复杂和易变的特征;河段迅速变宽,超过3.0 km,河道中央出现沙洲、小岛和旁支,水流速度缓慢,泥沙逐渐淤积,形成了一系列宽阔的冲积平原和湿地。集水面积16.12万km2,干流长527.8km,总落差约17.5m,河道平均比降为0.02‰~0.04‰。属“辫”状水系,河长超过100 km且流域面积大于4 500.00 km2的支流左岸主要有川龙河(Prek Chhlong),右岸有洞里萨湖(Tonle Sap Lake)和特瑙河(Prek Thnot)。东南亚最大的淡水湖泊——洞里萨湖在金边(Phnom Penh)汇入湄公河三角洲,集雨面积为8.60万km2,平均比降0.03‰,多年平均湖面面积为6 176.8 km2,容积为151.40亿m3。湄公河干流在金边又分为湄公河和巴塞河(Bassac River)2条汊道,在越南境内分别称为前江(Tien River)和后江(Hau River),分别包括7条和2条入海汊道。
3 洪水特性
湄公河流域由于纬度跨度大,地形和降雨差异较大;而且河流走向、流域形状与季风活动路线基本平行,以区域性洪水为主,出现全流域性洪水的几率小[3]。
3.1 湄公河上游
湄公河上游洪水期为6~11月,其中,年最大洪水出现机会最多的为8月,清盛、琅勃拉邦和万象3站出现频次分别为56%、53%和56%,7月出现频次沿程递减,由清盛站的17%减少至万象站的4%;9月出现频次沿程递增,由清盛站的15%增加至万象站的35%。湄公河主要流经山地丘陵区,河槽汇流较快,洪水平均传播速度约为194.5~238.0 km/d;河网调蓄能力不大,干流与区间支流洪水先后叠加至清盛、万象后,易形成峰高量大的复峰型洪水;一次洪水过程历时分别为10~86 d和18~84 d,平均历时分别约为33 d和38 d。万象洪水主要来源有位于暴雨区的南腊河和南乌河等支流入汇的允景洪-琅勃拉邦区间,集水面积占万象的40%,多年平均汛期水量占万象的48%。
3.2 湄公河中游
湄公河中游洪水期为6~11月。其中,穆达汉站年最大洪水出现机会最多的为8月,出现机率为55%,其次为9月,出现机率为40%,巴色站8月和9月的出现机率相当,分别为47%和45%。河流主要流经平原低地,河道比降下降,江面展宽,水流变缓,洪水平均传播速度约为183.0~200.0 km/d,河道槽蓄量增大,洪水过程进一步坦化,与降水高值区的老挝支流洪水叠加后,常常会形成过程峰高量大的复峰型洪水。巴色洪水主要来源有位于降水高值區的左岸老挝境内南俄河、南屯河等支流入汇的万象-穆达汉区间,集水面积占巴色的17%,多年平均汛期水量占巴色的35%,约为面积比的2倍。
3.3 湄公河下游
湄公河下游洪水期为6~12月,年最大洪水出现在8月和9月机率相当。以上丁站为例,出现机率分别为46%和48%。河流主要流经准平原地区,洪水平均传播速度下降至121.0~130.0 km/d。与降水高值区的3S河等支流洪水叠加后,常常会形成过程高而胖的复峰型洪水,上丁站最大一次洪水过程往往要持续60~158 d,平均约为90 d;实测最大洪峰流量为78 093.000 m3/s(1939年9月1日),位居全球雨洪河流第四,单位面积最大洪峰流量为0.123 m3/s,位列全球雨洪河流第一[7],最大90 d洪量为3 601.000亿m3(1937年)。上丁洪水主要来源有位于暴雨区的左岸支流“3S”河入汇的巴色-上丁区间,集水面积占上丁的14%,多年平均汛期水量占上丁的25%,约为面积比的2倍。至上丁,上游约63.50万km2的流域所汇集的径流量已占到了澜沧江-湄公河流域总径流量的86%。
3.4 湄公河三角洲
湄公河三角洲季节性的河漫滩、回流河道及潮汐水流运动巨大,水动力关系非常复杂。
3.4.1 湄公河左右岸洪水关系
湄公河三角洲地势低平,河道泄流能力与上丁以上河段巨大洪量相比严重不足,当桔井、磅湛、达克茂3站水位分别高于17.50,13.00 m和8.00 m时,湄公河洪水经大量的分流河道或淤灌渠道至堤后的洪泛平原[15-16],洪水泛滥平均每年达19~48 d之久[17]。湄公河三角洲洪水漫滩主要发生于磅湛-昌瓦段,多年平均汛期(6~11月)漫滩水量约为312.000亿m3,约占上游磅湛站的8.7%,桔井-磅湛段和昌瓦-尼克朗段汛期漫滩水量相当,分别约为57亿m3和54亿m3,均占上游测站的1.6%。以2002年大洪水为例,当磅湛站流量超过25 000 m3/s时,洪水溢出磅湛-昌瓦段的湄公河两岸,两岸洪泛平原共削减昌瓦站洪峰流量约12 370.000 m3/s,削峰率达25%,调蓄洪量约500.000亿m3,占磅湛站的16%。季节性淹没形成的湿地起到了蓄水调节作用。
3.4.2 湄公河与洞里萨湖河湖洪水关系
洞里萨湖洪枯面积和容积相差较大,平均水位、面积、容积分别由5月份的1.51 m、2 487.00 km2、16.800亿m3增至10月份的8.70 m、12 768.00 km2和528.800亿m3,实测水位、面积、容积分别由2010年6月8日最低的1.11 m、2 053 km2和8.000亿m3增至2011年10月20日最高的10.54 m、15 261.00 km2和787.000亿m3。汛期5~10月,当湄公河水位高于洞里萨湖水位时,湄公河洪水倒灌入洞里萨湖,多年平均倒灌122 d,倒灌水量为377.000亿m3,占湄公河干流磅湛站同期来水量的14.4%;7~9月倒灌水量占全年的88.6%,最大倒灌水量发生在8月,多年平均倒灌水量为162.000亿m3,占湄公河干流同期来水量的17%;洞里萨湖对湄公河15,60 d和120 d时段洪量的调蓄能力平均分别为16%、14%和12%;多年平均削减湄公河洪峰6 985.000 m3/s,削峰率为16%,大大减轻了柬埔寨首都金边市及下游三角洲的洪水威胁[18-19]。
3.4.3 湄公河河口潮汐特性
(1) 湄公河河口10月的径流量最大。其中,前江和后江的分流比分别为53%和47%。前江芹河(Song Tieu)、戴河(Song Dai)、巴莱河(Song Ba Lai)、含龙河(Ham Luong)、古毡河(Song Co Chien)和宫候河(Cung Hau)计6条入海汊道的分流比分别为为1.4%、5.3%、0.5%、11.1%、18.7%和13.5%。
(2) 后江的定安河(Song Dinh An)和争提河(Song Tranh De)2条入海汊道的分流比分别为29.1%和18.2%。
(3) 湄公河三角洲潮汐特性十分复杂,前江金边至新州(Tan Chau)段和后江金边至朱笃(Chau Doc)段主要受径流的作用,前江新州至永隆段和后江朱笃至芹苴(Can Tho)段同时受到径流和潮汐的作用,前江永隆以下河段、后江芹苴以下河段主要受到南中国海潮汐的作用。上游径流、下游潮汐、风浪等构成河口地区复杂的水流动力因素,随不同地点、不同季节、不同年份、不同潮汛而变化。湄公河河口潮汐日不等现象显著,潮汐类型为不规则半日潮,由于径流的作用,涨落潮历时不对称,落潮历时大于涨潮历时,但涨落潮差基本相当。受湄公河上游来水的影响,旱季潮差大于雨季,枯水年潮差大于丰水年。潮流上溯过程中,在径流和河床边界条件阻滞下,潮波变形明显,潮差和历时由口外向上游沿程递减,其中,柬越边境在8~11月潮汐现象已不明显,柬埔寨首都金边市在6~12月潮汐现象均不明显。
(4) 湄公河三角洲江面较上游大幅展宽,调蓄量增大,洪水过程坦化明显,涨落平缓。在大水年受河网、湖泊、沿河湿地的天然调节作用,湄公河洪水过程涨落缓慢,多年平均日涨水率从上丁-磅湛(Kompong Cham)河段的0.16~0.21 m/d减少至湄公河三角洲的0.07~0.09 m/d和洞里萨湖区的0.06~0.08 m/d,多年平均日落水率从上丁-磅湛河段的0.09~0.13 m/d减少至湄公河三角洲的0.04~0.06 m/d和洞里萨湖区的0.05 m/d,通常会形成过程高而胖的复峰型洪水。
(5) 受潮汐影响,金边以下湄公河三角洲高洪水位持续时间长,洪水过程消退缓慢,洪水平均流速约1.5~2.0 km/h,总体上形成一个如馒头状的庞大洪水过程线,很难严格划分一次洪水过程的历时。加之2000年以后基础设施建设、城市化影响以及潜在的气候变化导致海平面上升等因素,使得洪泛平原和三角洲的蓄洪容积和泄流能力进一步减少,洪水位消退更趋缓慢。受热带风暴、洞里萨湖补给调节作用等影响,湄公河三角洲年最大洪水以9~10月的出现机率最高。
3.5 典型大洪水特性
以澜沧江-湄公河流域覆盖范围最广的1966年洪水和湄公河下游1960年以来实测最大的1996年洪水为例,对洪水特性展开分析,洪水过程如图2所示。
由图2可以看出,2场洪水均为复式峰,但受降水过程、沿途支流涨水、河网槽蓄、湖泊湿地调蓄等因素的影响,主峰突出。其中,湄公河上游的清盛、瑯勃拉邦站的洪水过程较为尖瘦,上、中游交界处的万象站洪水过程较为矮胖,下游的洪水过程高胖。
4 洪灾特点
根据历史洪水和洪灾资料,结合缅、老、泰、柬、越五国经济社会发展情况及其相关规划,依据流域地形图、土地利用图和人口密度图等基础地理数据,湄公河干流沿线受洪水威胁的重要城镇位置如图3所示。其中,缅甸乡镇1个;老挝38个(含首都万象、省会城市5个、一般城镇32个);泰国20个(含省会城市4个、一般城镇16个);柬埔寨199个(含首都金边、省会城市4个、一般城镇194个);越南74个(含省会城市6个、一般城镇68个)。
根据历史资料及调查资料,湄公河干流经常发生上游、中下游和河口三角洲等区域性洪灾,造成湄公河沿岸一些人口稠密的城市、农业区巨大的损失。其中,上游琅勃拉邦和万象平原地区时常发生溃决型洪灾,这种洪灾主要由江河洪水上涨冲毁或淹没两岸河谷阶地或堤防造成,具有突发性强、来势猛、破坏力大等特点;中下游他曲谷地、占巴塞低地、桔井至金边段洪泛平原等地区时常发生漫溢型洪灾,这种匯灾主要由江河洪水泛滥淹没冲积平原区和谷地造成,具有峰高量大、历时长、损失大和灾区集中等特点;河口三角洲地区时常发生漫溢型和海岸型洪灾,这种洪灾一般由天文大潮、台风暴潮或海啸与上游洪水联合作用而导致,造成防御设施漫溢、溃决淹没两岸城镇及大片农田,具有发生频率高、高水位持续时间长、淹没范围广、淹没深度大、灾后恢复难度大、附带问题多等特点。各区域洪灾情况分述如下。
4.1 湄公河上游
湄公河上游干流沿线主要分布有清盛、琅勃拉邦、清康、万象(老挝首都)以及廊开等城镇,曾发生过1966年特大洪水,1924年和2008年大洪水,以及1929,1942,1945,1971年和2002年较大洪水。1966年8~9月,湄公河上游发生了1913年以来的最严重的洪水灾害。清盛站最大日均流量为23 500.000 m3/s、约为20~50 a一遇,最大15 d洪量为246.000亿m3、超过100 a一遇;琅勃拉邦站最大日均流量为25 200.000 m3/s、约为50~100 a一遇,最大15 d洪量293.000亿m3、超过100 a一遇;万象站最大日均流量为25 900.000 m3/s和最大15 d洪量为313.000亿m3均为50~100 a一遇。
在该场洪水中,清盛站最高日均水位为370.91 m,超保证水位(368.91 m)2.00 m,清康站最高日均水位为212.21 m,超保证水位(211.52 m)0.69 m,均为有实测资料以来唯一一次日均水位超过了保证水位的年份;琅勃拉邦站的最高日均水位为289.56 m,超保证水位(285.20 m)4.36 m;万象站的最高日均水位为170.74 m,超保证水位(170.54 m)0.20 m;廊开站的最高日均水位为167.83 m,超保证水位(165.85 m)1.98 m。1996年的这场洪水造成老挝直接经济损失约1 380.00万美元(1996年市价,其中老挝首都万象市2/3的城区被淹,淹没水深达1~2 m),造成泰国直接经济损失1 150.00万美元(1996年市价,其中整个廊开城区被淹)。
4.2 湄公河中下游
湄公河中下游(万象至金边)干流沿线主要分布有北汕、那空拍侬、他曲、沙湾拿吉、穆达汉、巴色、上丁、桔井以及金边等城镇,是湄公河流域人口最集中、经济最发达的地区之一,主要面临淹没面积大、历时长的江河洪水灾害。中下游平原区曾发生过1937,1939,1940,1961,1978,1981,1984,1991,1996年和2000年等洪水灾害。其中,1978年桔井站洪峰流量为77 000.000 m3/s,为有实测资料以来最大;2000年汛期洪量为4 750.000亿m3,为历年最大。1978年和2000年的洪水分别造成湄公河干流沿线9个和6个重要城镇最高日均水位超出保证水位,其余城镇均超过了警戒水位。2000年洪水造成湄公河沿岸800多人死亡,直接经济损失约7.13亿美元(2000年市价),老挝、泰国、柬埔寨和越南洪灾损失分别为0.30亿、2.80亿、1.61亿美元和2.42亿美元。
4.3 湄公河三角洲
湄公河三角洲主要分布有金边、波罗勉、龙川、高朗、芹苴、永隆、美萩、槟知以及茶荣等城镇。金边-河口三角洲地势低洼,水网密集,土壤肥沃,为东南亚重要的稻米产区之一,受洪、潮相互作用,加上河道多为天然状态,容易遭受洪水灾害。自1960年以来,湄公河三角洲地区1961,1966,1978,1984,1991,1994,1996,2000,2001,2002,2009,2011年和2013年等均发生了洪灾,平均每隔4~6 a发生一次。其中,1937年洪水造成柬埔寨湄公河三角洲超过80%的农作物被毁;1978,1979年和2000年等洪水造成柬埔寨首都金边市区被淹;2000年洪水洪峰流量不高,仅约为5 a一遇,但洪量和历时却为实测最大,对柬埔寨湄公河三角洲造成的洪灾损失亦为历史最大,共造成330.56万人受灾,56.00万hm2农田受淹,直接经济损失达1.64亿美元(2000年市价);其中,波萝勉全省约有75%的土地面积被淹,平均淹没水深约1.00 m。越南湄公河三角洲洪水平均每年造成50%的地区、超过200万人受灾,淹没历时3~6月,其中,2000年直接经济损失达2.42亿美元(2000年市价)。
5 洪灾成因剖析
从历年的洪水洪灾情况来看,湄公河干流形成洪灾的因素,归纳起来主要有以下几个方面。
5.1 气象因素
(1) 湄公河流域属季风性气候,暴雨是暴发洪水灾害的直接原因。湄公河上游为亚热带到热带过渡性气候区,中下游为热带气候区[20],造成暴雨的天气系统主要为热带辐合带、热带气旋和热带低气压等[21]。
(2) 湄公河流域上中游、下游雨季分别为5~10月和5~11月,降水量分别约占全年的80%和90%,暴雨分别多发于7~9月和9~10月。
(3) 湄公河流域降水量呈现出左岸迎风坡多、右岸背风坡少、高山多、峡谷少、山区多、平原少的分布特征[22],年平均降水量从泰国东北部呵叻高原的1 000 mm以下递增到老挝中北部、南部、柬埔寨东部和越南山区边缘的4 000 mm以上[3,23];暴雨中心主要分布于长山山脉西南侧迎风坡一带的南乌河、南俄河、南屯河、色邦亨河、公河和桑河等左岸支流,暴雨强度大,过程持续时间长,笼罩面积广。
上述降水特点直接促使洪灾频繁发生。
5.2 地形地貌因素
湄公河上游为山地丘陵区,间断分布有少量的山间平原、平坝和盆地,河谷宽窄反复交替,在坝区盆地和冲积平原处河谷开阔平缓,因地势低平,加之受下游峡谷壅水等的影响,洪水期间容易受淹。湄公河中下游和河口三角洲流经地区以平原低地为多,因土地肥沃、气候湿热、雨量丰富、水源充沛,成为中南半岛的重要鱼米之乡,亦容易遭受洪水威胁,一旦发生洪灾,损失往往较大。
5.3 防洪设施薄弱
湄公河干流沿岸各国仅建成了零散的堤防、河道整治、分洪设施、闸坝等工程措施和非工程措施,尚未形成防洪减灾体系。
5.3.1 堤防工程体系不完善
堤防是湄公河干流的主要防洪工程措施,沿河、沿湖地区多采用路堤结合的方式,琅勃拉邦、万象、穆达汉、巴色、上丁以及桔井等部分城镇虽已建防洪堤及护岸工程,但标准较低或未形成完整的防洪保护圈。由于防洪设施零散,未成体系,不能达到整体防洪效果。目前,除柬埔寨首都金边市主城区防洪标准达到了100 a一遇外,湄公河干流沿岸城镇现状防洪能力普遍低于10 a一遇。其中,清盛、琅勃拉邦、万象、穆达汉、上丁的安全泄流量分别为16 100.000,18 000.000,19 900.000,33 500.000 m3/s和66 000.000 m3/s,现状防洪能力为5 a一遇;巴色、桔井安全泄量分别为38 500.000 m3/s和52 400.000 m3/s,现状防洪能力为2 a一遇。湄公河干流洪水峰高量大,湄公河河道安全泄量与湄公河峰高量大洪水的矛盾十分突出。泰国省会城市廊开在1913~2015年的103 a期间,有40 a(占39%)的最高日均水位超过了保证水位,老挝省会城市巴色在1965~2015年的51 a期间,有21 a(占41%)的最高日均水位超过了保证水位,遇覆盖范围最广的1966年洪水,清盛、琅勃拉邦、万象、穆达汉、巴色河段的超额洪量将分别达到35.000亿,57.000亿,54.000億,29.000亿m3和89亿m3,遇湄公河下游排位第二大的1978年洪水,巴色河段超额洪量将达到170亿m3。同时,防洪体系不完善,与堤防相应的泵站、闸门、交通道、排水渠等设施不配套,洪水期间,如遇本地降水,则内涝外洪交加。此外,湄公河干流农村河段基本处于不设防状态,一旦遭遇洪水即成灾。因此,湄公河干流的防洪形势仍然十分严峻。
5.3.2 防洪水库缺乏
截至到2015年,湄公河支流已建水电站53座,其中大(一)型水库10座,包括老挝6座、泰国2座、越南2座[24]。规划2016~2020年和2020~2040年,湄公河支流将分别新建水电站55座和28座。这些水库多以供水、灌溉、发电为主,缺乏控制性防洪水库,一遇暴雨洪水,成灾机率高。基于洪水洪灾特点及区域内防洪需要,干流不具备兴建防洪控制性水库的条件,尚需在主要支流增设一批有防洪作用的水库,通过堤库结合,来解决重点河段的防洪问题。
5.3.3 河道整治有待加强
湄公河干流仅金边、磅湛等重点河段进行了护岸整治,多数河段仍处于自然演变状态,弯多岸陡,多处河道凹岸处于迎流顶冲的位置。受弯道水流的作用,河道不断向凹岸侵蚀,洪水历时长,岸坡长期浸泡在水中;而河岸岸坡主要由第四系冲积的黏性土和砂土组成,土质抗冲性较弱,因而局部岸线已经出现了窝崩、土溜等不良地质现象。由于崩岸险情众多,已经严重威胁到了沿岸人民群众生命财产安全,因此河道整治有待加强。
5.3.4 防洪非工程措施建设滞后
(1) 湄公河沿岸各国虽然制定出台了一些灾害防治及风险控制、防汛抗旱等方面的政策法规、防洪和抢险应急预案,但仍不建全,缺乏防洪标准、定期的年度报告和洪水风险图;
(2) 涉河建设项目及河道管理落后,严重影响河道泄洪能力;
(3) 湄公河流域水文气象观测站点偏少,不能满足防洪抗灾的需要,而且分属不同的国家,水位、流量、降水、泥沙等水文要素测量精度不一致,湄公河干流主要控制站水位观测1天2次,流量测验每月4次,汛期测验次数适当增加,但测验精度较差,部分测站已损坏,洪水资料缺乏整编,从而增加了水文预报的难度和准确性;
(4) 在水雨情资料收集和数据传送方面,现代化办公水平低,导致防洪工作上信息失真和滞后;
(5) 湄公河委员会已建的湄公河干流洪水预报模型预见期短,仅为3 d,预报成果主要根据上、下游水位相关关系得出,没有考虑到河道洪水坦化、洲滩湿地调蓄、湄公河与洞里萨河的河湖关系、支流入汇及潮汐等的影响,因此难以准确预测洪水的演进过程,从而给沿岸各国联合开展水文预报、防洪减灾的决策部署带来诸多困难。
随着流域经济社会与城市化的快速发展,人口与财富更加集中,一旦发生洪灾,损失越来越大。因此,湄公河流域洪水组成复杂,防洪形势严峻,各国政府亟需采取综合措施解决防洪问题。
6 防洪对策
6.1 防洪特点
结合湄公河洪水的自然属性及社会经济属性,可将湄公河干流防洪的基本特点概括如下。
(1) 湄公河干流洪水峰高量大,历时较长,河道洪水来量与泄洪能力不足的矛盾十分突出。澜沧江-湄公河流域总面积为81.24万km2,湄公河下游汇集了所有干支流的洪水,致使洪水峰高、量大、历时长。比如上丁站最大一次洪水过程往往要持续60~158 d,1939年洪峰流量达78 093.000 m3/s,2000年最大120 d洪量达4 124.000亿m3。湄公河河道的安全泄量与湄公河洪水峰高量大的矛盾十分突出,以老挝首都万象市所处干流河段为例,泄流能力约为19 900.000 m3/s,100 a一遇设计洪水为27 300.000 m3/s,遇1966年型P=1%设计洪水,超额洪量为61.300亿m3;以老挝巴色市所处干流河段为例,泄流能力约38 500.000 m3/s,20 a一遇设计洪水为48 700.000 m3/s,遇1978年型P=5%设计洪水,超额洪量为207.300亿m3;以湄公河三角洲桔井河段为例,泄流能力约52 400.000 m3/s,1939年洪峰流量达66 700.000 m3/s,超安全泄量14 300.000 m3/s,超额洪水历时持续20 d,超额洪量为147.400亿m3。
(2) 湄公河干流洪水地区组成复杂。澜沧江-湄公河流域跨越26个纬度和15个经度,洪水地区组成十分复杂,出现全流域性洪水的机率很小,以区域性洪水为主,湄公河下游洪水主要来源于南乌河、南俄河、南屯河以及“3S”河等左岸支流。以湄公河下游上丁站洪水地区组成为例,“3S”河多年平均汛期水量占上丁站的25%,远大于面积比14%。
(3) 湄公河中下游为平原区,一旦受淹,历时长,损失重。湄公河中下游沿岸及洞里萨湖区地势低洼,主要为三角洲地区和平原区,人口密集,工农业较发达,是经济最繁荣的地区,一旦受灾,经济损失和社会影响均很大。
(4) 湄公河中下游平原区、上下游、左右岸、河湖之间防洪关系复杂。湄公河中下游左右岸、河湖洪水关系错综复杂,河漫滩、回流及潮流运动巨大,柬埔寨湄公河三角洲多年平均汛期漫滩水量达423.000亿m3,洞里萨湖多年平均调蓄湄公河水量达377.000亿m3,湄公河左右岸洪水关系及湄公河与洞里萨湖蓄泄关系的处理,是湄公河下游防洪规划的难点。另外,湄公河干流河道坡降平缓,上、下游之间相互影响较大。由此可见,防洪规划方案须在协调上下游、左右岸、河湖之间等复杂的防洪关系基础上拟定。
6.2 防洪治理措施
根据湄公河干流的水系特征、洪水特性、洪灾特点、洪灾成因和国内外的防汛实践,防洪规划拟定的原则为以泄为主、蓄泄兼筹,上下游、左右岸兼顾,干支流协调,工程与非工程措施相结合。防洪治理的目标为初步建成防洪工程措施与非工程措施相结合的防洪体系,保证重点防洪保护区人民群众生命财产安全,使得防洪减灾由被动防汛到主动迎汛,由单纯抵御洪水到安全管理洪水转变。为较好控制流域洪水,确保各防洪对象安全,按照“以泄为主,泄蓄兼筹”的防洪方针,在充分利用河道及湖泊蓄泄洪水的基礎上,发挥已有河网体系、湿地、湖泊等防洪作用,因地制宜采取堤防护岸、河道整治、水库等工程措施与非工程措施相结合的防洪体系。具体治理原则、思路与对策阐述如下。
6.2.1 以人为本,人水和谐
构建布局合理、生态良好的安全健康河湖水系,坚持以人民为中心的思想,着力解决好事关群众切身利益的防洪问题,切实改善生活生产条件,尊重治水的客观规律,切实保障防洪安全。
6.2.2 全面规划,确保重点
根据湄公河洪水特性与洪灾特点,对上下游、干支流洪水治理做出全面规划,并以中下游平原低地、湄公河三角洲地区和洞里萨湖区为规划重点,做到确保重点,兼顾一般。湄公河干流沿线城镇及大片农田众多,应根据各防洪保护区的重要性、受洪水威胁程度及洪灾严重程度,区分重点与一般,拟定不同的防洪标准,以使在大洪水来临时能确保重点防洪保护对象的防洪安全。
根据湄公河干流历史洪水、洪灾和防洪工程资料,结合缅、老、泰、柬、越五国经济社会发展情况及其相关规划,基于流域地形图、土地利用图和人口密度图等基础地理数据,识别出澜沧江干流景洪电站下游的重要防洪保护对象,包括清盛(泰国)、琅勃拉邦(老挝)、万象市(老挝)、廊开(泰国)、他曲(老挝)、穆达汉(泰国)、巴色(老挝)、上丁(柬埔寨)、桔井(柬埔寨)、金边(柬埔寨)、波罗勉(柬埔寨)和芹苴(越南)等城镇以及湄公河三角洲大片农田。
6.2.3 统筹兼顾,河湖两利
分析研究上下游、干支流的洪水规律及相互之间的联系,从全局和长远出发,统筹安排洪水治理措施,做到综合治理、蓄泄兼筹、河湖两利、左右岸兼顾、上下游协调以及兴利除害等相结合。
(1) 科学处理蓄泄关系。蓄与泄是共同解决防洪问题的基本措施。应根据各河段的开发治理条件、洪水地区组成及遭遇规律,拟定防洪方案。
湄公河上游平坝、中下游平原区地势低洼,洪水宣泄不畅,但湄公河干流不具备兴建防洪控制性水库的条件,故应以堤防护岸为主,加强沿河主要城镇等防洪保护区堤防工程达标建设,新建堤防形成封闭的防洪保护圈。结合河道实际情况,湄公河三角洲以堤防建设和河道整治为主,兼顾分蓄洪区(利用天然洪泛平原、湿地)建设,以控制和改善河势,稳定岸线,保障防洪安全。
值得一提的是,受地形地貌及土地利用情况的影响,湄公河中下游和三角洲沿岸洪泛平原有大片农田,且多处于不设防状态,洪水泛滥时会淹没两岸农田,洪水退去后则会留下一层厚厚的河泥,形成肥沃的土壤,很受当地群众欢迎。洪水对老挝和泰国的农业增收作用不大,但对柬埔寨和越南而言,平均每年可分别增加农业收入10.00亿美元和35.00亿美元[5]。湄公河干流的洪峰和最高水位对一次经济损失影响较大,洪水历时对二次洪灾损失影响较大,长期受淹将对社会、经济与水利工程造成累积影响[7]。因此,各河段的建堤方案需要慎重考虑湄公河区域洪水情势的自然、历史和地理特点以及洪水资源价值。
为了保障金边市、磅湛市等重点地区防洪安全,对于湄公河三角洲和洞里萨湖区等现状洪水经常漫溢的地势低洼地区,宜保留现有洪泛区蓄洪,避免无序利用缩小河湖调蓄场所、加重防汛负担。
在南乌河、南俄河、南屯河、色邦亨河、公河、桑河、斯雷博河等降水量大区、且具备兴建高坝大库条件的湄公河支流,本河流的防洪任务又不重的条件下,可结合兴利要求兴建一批控制性防洪水库,对于部分已建的大型水库,则可考虑预留一定的防洪库容。依据洪水地区组成和遭遇规律,实施骨干水库群的防洪联合优化调度,及时拦洪错峰、削峰,减轻干流的洪水威胁,同时,避免无序泄洪对湄公河干流防洪造成的不利影响。
(2) 畅通联系,河湖两利。洞里萨湖是东南亚最大的淡水湖泊,亦是湄公河洪水的重要缓冲区和天然储水库。在5~9月,当洞里萨湖水位低于湄公河水位时,湄公河10%~18%的洪水将通过洞里萨河倒灌进入洞里萨湖,1995~2011年,最大日均倒灌流量达10 679.000 m3/s,相应削峰率达24%,大大削减了湄公河的洪峰流量,减轻了柬埔寨首都金边市及湄公河三角洲的洪水威胁。同时,洞里萨湖区亦是柬埔寨的精华地区,流域内面积为8.18万km2,占全国土地面积的45%,2008年人口544万人,占全国总人口的41%,全国拥有10~30万人口的3个城市(暹粒市、马德望市、波比市)全部位于湖区,拥有5~10万人口的6个城市有4个(诗梳风市、菩萨市、磅同市和三隆市)位于本流域内。
流域内的马德望、班迭棉吉和菩萨等省份为柬埔寨的水稻主产区,洞里萨湖的渔业捕获量居世界内陆淡水湖第4,近30万人以渔业为生。经过洞里萨湖调洪后,湖水位由旱季最低的1.11 m涨到雨季最高的10.54 m,湖面面积由旱季最小的2 053.00 km2增加至雨季最大的15 261 km2,蓄水量由旱季最小的8.000亿m3暴增至雨季最大的787.000亿m3。因此,洞里萨湖对湖区本身及湄公河三角洲的防洪均具有极其重要的意义。防洪治理中必须以系统学为基础,深入研究湄公河与洞里萨湖河湖关系的演变机理、趋势及影响,尽可能维持洞里萨湖的调蓄能力和洞里萨河的分流能力,实現河湖两利。根据柬埔寨实际情况,结合下游越南的需求,目前宜维持湄公河与洞里萨湖现状的河湖关系。
6.2.4 综合治理,突出整体
采用工程措施与非工程措施相结合以及多种措施进行综合治理,突出防洪体系的整体作用。湄公河干流尤其是中下游及河口三角洲,洪水来量与泄流能力不足的矛盾尖锐突出。防洪不能仅靠工程措施,非工程措施是流域防洪减灾体系的重要组成部分,利用现代电子信息管理技术及通过法律、行政、经济管理手段,及时、准确掌握洪水规律;通过科学调度指挥,弥补工程设施的不足,将洪水灾害造成的损失降到最低。根据湄公河干流地形地貌、经济社会及防洪特点,防洪非工程措施规划主要内容包括以下几个方面。
(1) 加强湄公河干流沿岸各国水文、气象、泥沙等的统一观测,建设完善湄公河干流雨情、水情、工情、灾情信息监测体系和监测系统,提高设备的自动化水平,加强防汛期间的水文测验,增加监测次数,提高测验精度,满足防洪抢险的需要。加强河道地形原型观测,深入开展河势变化对河道行洪能力的影响等研究工作,在水文河道等观测基本资料积累的基础上,建立可靠的澜沧江-湄公河干流水文-水动力洪水演进模型,提高洪水预报精度,延长预见期,为今后澜沧江-湄公河干支流水库群的科学调度和防洪减灾领域的技术合作提供决策支持。建设完善的洪水预警预报系统及会商系统;健全和完善防汛通讯网络,以便当洪水到来时,及时准确地提供雨、水、工、灾情等信息,为防洪调度、指挥决策提供可靠依据。
(2) 完善防洪预案,充分发挥防洪工程的减灾作用。① 编制超标准洪水防御预案、防灾预案及救灾措施,建立灾害预警及应急响应机制,突出防洪预案的科学性和可操作性;② 编制主要水库的汛期调度运用计划,充分发挥水库的综合效益、最大限度地避免和减少洪涝灾害造成的人员伤亡和财产损失,做到有计划、有准备的防御洪水,充分发挥水库削峰、错峰和调蓄洪水的作用,减少水库下游洪水压力。
(3) 加强流域保护,防治水土流失。合理开发和保护流域土地资源,做好复耕和绿化措施,防止水土流失加剧,减轻河湖淤积。
(4) 制定完善的防洪政策法规体系,运用法律手段,规范水事行为,加强防災减灾宣传,增强群众防洪意识和自律意识,充分调动全社会的力量防洪减灾,以及重视和发挥非工程措施在防洪治涝中的作用;积极编制或引进国外防洪标准。
(5) 加强防洪减灾风险管理。① 对重点防洪保护对象应积极推进洪水风险管理,科学指导流域防洪建设、防洪调度,实施、指导和强化洪水风险管理和灾害应急管理;② 编制湄公河干流上游沿河坝区、中下游平原低地、湄公河三角洲和洞里萨湖区的洪水风险图,标出不同频率洪水下的淹没范围、水深、损失情况等要素;③ 应积极开展洪水保险。
(6) 健全防洪工程管理体系,建立河道管理良性循环运行机制。① 对堤防管理和保护范围打井、钻探、采砂以及其他一些建设项目进行全面排查,对违法活动依法予以取缔和整治;② 加强河道管理队伍建设,建立堤防工程运行维护和防汛抢险人员知识更新和培训制度,提高堤防常规维护、险情判别和应急处置等能力;③ 完善堤防运行管理机制,落实管理经费,④ 加强维修养护;加强崩岸险情巡查监测力度,提高崩岸预测预警水平,对堤防及穿堤建筑物进行险情排查,保障河势稳定和防洪安全;⑤ 加强水库管理和科学调度,对水库管理人员定期进行专业知识和技能的培训,提高管理人员素质。
(7) 加强湄公河流域各国的防洪减灾合作,减轻洪水灾害。澜沧江-湄公河流经中国、缅甸、老挝、泰国、柬埔寨和越南6个国家,是东南亚地区最重要的国际河流,洪水组成与遭遇十分复杂。为了提高流域各国的防洪减灾能力,改善民生,促进经济社会的稳定发展,应加强洪水预报的国际合作。1995年,老挝、泰国、柬埔寨和越南四国成立了湄公河委员会,每年均会发行湄公河流域防洪形势报告,总结流域洪水洪灾情况及四国防洪的经验与教训,指导防洪减灾工作。
目前,中国与湄公河国家已建立了澜沧江-湄公河合作机制,2003年起,中国已连续16 a向湄公河委员会无偿提供允景洪和曼安两个水文站的水文报汛服务,及时向下游国家通报汛情,为下游国家的防洪减灾和应对突发水情发挥了重要作用;2016年3月,澜沧江-湄公河合作首次领导人会议在中国三亚成功举行,水资源合作被列为五大优先合作领域之一;2017年6月,澜湄水资源合作中心在中国北京成立,在推进防洪技术交流、人员培训、合作项目实施等方面发挥了支撑和桥梁作用;2018年3月,流域六国起草的《澜湄水资源合作五年行动计划(2018-2022年)》将全球气候变化与防灾减灾作为优先合作领域,跨国防洪合作与交流具备了更好的实施条件和更广阔的应用前景。随着国家“一带一路”战略及澜沧江-湄公河合作的推进,亟待深入研究澜沧江-湄公河流域防洪跨界协调机制。
7 结 论
本文对湄公河干流的水系特征、洪水洪性和洪灾特点进行了全面分析和分段论述,在此基础上,探讨了洪灾成因,总结了防洪特点,并结合国内外防汛实践提出了防洪对策,可以得出如下主要结论。
(1) 湄公河干流洪水峰高量大,历时较长,河道洪水来量与泄洪能力不足的矛盾十分突出,洪水地区组成复杂,洪水来源以左岸支流为主。为此,应根据各河段的开发治理条件、洪水地区组成及遭遇规律,科学处理蓄泄关系,合理拟定防洪方案。建议按照“以泄为主,泄蓄兼筹”的防洪方针,加强对湄公河干流主要城镇防洪保护区开展堤防工程达标建设,形成防洪保护圈,结合兴利要求,在湄公河支流兴建一批控制性防洪水库,通过错峰、削峰来减轻干流洪水威胁。
(2) 湄公河上游多为山地丘陵区,人口、财富多集中于平坝区,洪水陡涨陡落、历时短、损失较小、灾区分散;中下游为平原区,社会经济发达,洪水峰高量大、历时长、损失大和灾区集中;湄公河三角洲地区地势低洼,水网密集,为东南亚重要的鱼米之乡,左右岸、河湖之间防洪关系复杂,洪灾发生频率高、淹没范围广、历时长、洪水资源价值高。根据洪水洪灾特点,建议对上下游、干支流洪水治理做出全面规划,并以中下游、三角洲地区和洞里萨湖区为规划重点,做到确保重点,兼顾一般、上下游协调。
(3) 采用工程措施与非工程措施相结合的方式以及多种措施进行综合治理,突出防洪体系的整体作用。根据防洪非工程措施现状,建议加强沿岸各国水文、气象、泥沙等的统一观测,增加高洪监测频次,提高测验精度,加强河道地形原型观测,建立水文-水动力洪水演进模型、洪水预警预报系统及会商系统,健全和完善防汛通讯网络,完善防洪预案和防洪政策法规体系,加强防洪减灾风险管理,健全防洪工程管理体系,加强流域各国防洪减灾合作,及时、准确地掌握洪水规律,通过科学调度指挥,弥补工程设施的不足,将洪水灾害造成的损失降到最低。
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(编辑:赵秋云)