以2021 年秋汛为例浅谈黄河下游防汛抗洪抢险实践经验

韩沙沙，潘佳良，李国顺，张 玥，赵连军

（1. 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 水利部黄河下游河道与河口治理重点实验室，河南 郑州 450003；2. 清华大学 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京 100084； 3. 开封黄河河务局第一黄河河务局，河南 开封 475002；4. 河南黄河河务局，河南 郑州 450003）

0 引 言

黄河一直体弱多病，水患频发，其根本症结是水少沙多、水沙关系不协调，这也决定了黄河防汛工作的长期复杂性［1］。黄河下游河道因其河势游荡、“二级悬河”形势严峻等突出特征［2-4］，成为了黄河防汛的重点和难点［5，6］。近年来，随着气候变化和人类活动的加剧，“灰犀牛”、“黑天鹅”等极端天气频发，进入黄河下游的水沙条件发生显著变化［7-10］，尤其是2018 年以后编号洪水出现频次大幅增加［11］，下游河道防洪安全受到严峻威胁。在深入推动黄河流域生态保护和高质量发展的关键时期，研究与总结黄河下游防汛抗洪抢险行之有效的实践经验显得尤为迫切。

2021年，黄河发生了新中国成立以来最严重的秋汛，干流9天历经3 次编号洪水，加之伊河、洛河、沁河三条支流发生的同期以来最大洪水，洪水总量较多年同期均值偏多1.2 倍，下游河道饱受此次罕见秋汛洪水的严峻考验［12，13］。位于黄河“豆腐腰”河段核心的开封河段是此次秋汛最核心的防守重点，防洪任务十分艰巨，但其经受住了4 800 m3/s 左右量级洪水的长时间持续过程，成功夺取了防汛抗洪抢险的全面胜利，尤其是黄河下游控导工程中最危险、出险最多的黑岗口下延控导工程的成功防御，为黄河下游防汛抗洪抢险有效经验的分析总结提供了不可多得的典型实践案例。

因此，本文以开封河段为例，基于上游水文站实测水文数据及局部河段水下地形资料，在分析2021年秋汛洪水特征的基础上，总结该河段防御洪水的实践经验。研究成果不仅可为未来黄河防汛抗洪抢险工作提供支撑，对其他河流的治理也具有重要的借鉴意义。

1 研究河段概况

开封黑岗口-王庵河段河道全长约22 km，纵比降约为1.8‰，两岸堤距为5～15 km，临、背河悬差为7～10 m。如图1所示，该段黄河大堤右岸相应大堤桩号为70＋250～94＋907至96＋517～97＋630，共有6 处河道工程，其中有黑岗口、柳园口2 处险工及黑岗口上延、黑岗口下延、高朱庄、王庵4 处控导工程，坝垛护岸共计223 个，堤防长度为25.77 km。河道管理范围分属于开封市示范区、龙亭区、顺河区三个行政区域，沿黄涉及3 个乡镇17 个自然村，滩区面积约6.48 万亩，可用耕地约5.85万亩，常住人口约1.83 万人。

图1 研究河段示意图Fig.1 The study river reach

2 2021年秋汛期间上游洪水特征

为分析研究河段上游洪水特征，基于小浪底、花园口、夹河滩三站实测水文资料，分别统计了2020、2021 两年9 月1 日至10月31日期间不同量级洪水出现的天数见表1，2021年秋汛期间三站洪水流量过程见图2。由图表可知，2020 年秋汛期间三站最大流量均小于4 500 m3/s，洪水流量级多集中于2 000～3 000 m3/s 与4 000～4 500 m3/s 之间，2 000 m3/s 量级以上流量出现的天数三站均仅为19 天。相对地，2021 年黄河下游自9 月1日起就多次出现洪峰过程，其中，花园口与夹河滩站于9 月3 日洪峰流量超过2 000 m3/s，于9 月21 日洪峰流量超过3 500 m3/s，而自9 月29 日至10 月21 日左右，两站流量基本均超过4 500 m3/s，其洪峰量级较2020年大幅增加。

表1 2020-2021年秋汛期间不同量级洪水出现天数Tab.1 Days of different magnitude flood during the flood period in 2020 and 2021

图2 上游水文站2021年秋汛期间洪水过程Fig.2 Flood process of upstream hydrology stations during the flood period from September to October in 2021

此外，2021 年秋汛期间小浪底站洪峰流量均小于4 500 m3/s，各流量级出现的天数随流量级的增大而增加，即流量越大持续时间越长；花园口与夹河滩两站前两个流量级出现天数与2020 年持平，4 000～4 500 m3/s 流量出现的天数较2020 年减少，但4 500 m3/s量级以上流量出现的时间大幅增加至21天。相对于2020年，2021年2 000 m3/s量级以上流量出现的天数小浪底、花园口、夹河滩三站分别是2020 年的1.3 倍、2 倍以及1.9 倍，特别是4 500 m3/s以上大流量持续时间显著增加。

2020与2021年开封河段上游水文站夹河滩站9-10月水位流量关系曲线见图3。图3 中拟合水位与流量的相关关系，可知二者呈直线相关关系，且拟合精度较高。由关系式可知相同流量下2021 年较2020 年水位偏高约0.16 m，按照2020、2021 年9-10 月最大流量分别为4 270、4 940 m3/s 计算两时段夹河滩最高水位可知，同比条件下2021年较2020年偏高0.50 m左右。

图3 夹河滩站水位流量关系曲线Fig.3 Stage-discharge relation curve at Jiahetan Station

综上所述，2021年秋汛洪水不仅流量大、历时长，且同比条件下水位较2020年偏高。此次秋汛洪水作用下，下游河道尤其是处于“豆腐腰”的开封河段河道面临的防汛形势极其险峻，该河段险工和控导工程作为确保黄河防汛安全的第一道屏障遇到了前所未有的防守压力，现有的黄河防汛抢险机制、料物储备、后勤保障等也遇到了极大的考验。

3 开封河段2021年秋汛防御实践经验

2021 年秋汛洪水作用下，开封河段冲刷严重，其中黑岗口下延10-13号坝附近至最大水深达26.7 m（图4），远超以往人们对黄河下游防洪工程坝前水深的普遍认知。坝前冲刷直接导致各类险情发生的次数和频率大幅增加，仅9 月24 日至10 月25 日研究河段发生险情多达209 次，出险体积约35 540 m3，险情类别主要为根坦石下蛰、坦石坍塌、坝档坍塌、非裹护段土胎蛰陷等。针对不同险情类别，抢护方法主要有抛投铅丝笼护根、散石护坡、抛投土工包护胎、柳石枕护胎、挂柳防冲等，其中抢险用石34 313 m3，消耗铅丝47 091 kg，土方1 227 m3，抢险机械2 902 台时，人工9 230 工日，抢险总投资为1 146.67 万元。

图4 2021年10月18日黑岗口下延工程实测水深Fig.4 Measured water depth at Heigangkou down extension work on October 18， 2021

开封河段在此次应对大流量、长历时、高水位的秋汛洪水期间，锚定“不伤亡、不漫滩、不跑坝”的防御目标，取得了黄河开封河段2021年秋汛防御工作的全面胜利，其有效实践经验可分析总结如下：

（1）提出了“一二三四五”防汛工作基本原则。即坚持“一个中心”：以黄河秋汛防汛安全为中心；抓住“两个关键”：及时发现险情的关键，抢早抢小的关键；坚守“三个不能”：不能伤亡，不能漫滩，不能跑坝；确保“四个到位”：责任落实到位，协调指挥到位，人员机械物料到位，技术支撑和预案落实到位；实现“五个转变”：领导负责制从有名向有实、有效的转变，防御力量从专业单人到群防群治的转变，防御任务从总体要求到责任落实的转变，防御措施从被动抢险到前置主动的转变，防御目标从险工险点到全线全面防御的转变。

（2）创新提出并实施了“党政领导、应急统筹、河务支撑、部门协同、群防群控”的防汛抢险机制。一是党政主要领导亲自坐镇指挥，分管领导奔赴分包河段靠前指挥，成立前线指挥部，建立统一指挥体系，发挥了党政领导在抗洪抢险中的决定性作用；二是应急部门充分发挥统筹协调作用，如协调组建消防救援抢险突击队，协调公安交通部门设置劝返卡点，协调电力部门为夜间抢险保驾护航，协调8 个乡（场）办事处出动群防力量24 小时巡查防守等；三是河务部门作为技术参谋，为抵御秋汛提出专业化解决方法，如在裂缝险象部位喷涂油漆标记，安排专人“蹲守”查险，制作“明白卡”加强业务培训等；四是相关部门做好队伍、物资调用，其中电力部门紧急架设照明线路，公安交通部门实施交通管控，地方武装部组织民兵参加抗洪抢险，各部门通力协同抗洪抢险；五是构筑区、乡、社区三级防汛力量，成立了消防救援、河务职工、当地群防3支抢险突击队。

（3）提出了黄河滩区迁安救护的四类安置新方法。一是自有住房类，对于在滩区外有住房的群众，可以选择自有住所进行安置；二是投亲靠友类，对于滩外有亲友愿意接纳的，可以选择投亲靠友进行安置；三是户联互帮类，在政府的组织动员下，引导有条件的滩外群众，为滩区群众提供安全住所进行安置；四是集中安置类，由政府提供集中安置住所进行安置。

（4）制定了科学的洪水防御措施。创新实施了“谋在河势变化之前、抢在险情发生之初、护在工程重点部位”的防御措施，采取“白天主动进攻，夜间严防死守”，用空间换时间，算好“提前量”，打好“主动仗”。例如专家预判黑岗口下延控导工程7～13号坝可能出现重大险情后，迅速组织抢险力量白天主动抢险，对坝体大溜顶冲的迎水面和坝头坦坡底部抛投铅丝石笼进行除险加固，加固体出水高度1 m、宽2 m，并在坦坡根石迎水面抛洒红色油漆和白色石灰水（图5），24小时蹲守观察，及时发现险情。

图5 2021年10月6日黑岗口下延控导10坝抢险现场Fig.5 Flood fighting site at Heigangkou down extension work on October 6， 2021

（5）把党支部建在坝头上，充分发挥了党支部的战斗堡垒作用。在黑岗口下延控导工程1-13 号坝成立13 个临时党支部，成立了以党员为主的黄河专业抢险、应急救援抢险、群众抢险3 支抢险队伍，每队100 人，专业进行铅丝笼抛投，把抢险效果提高到90%以上，确保工程安全。在秋汛期间，始终让党旗飘在一线、阵地建在一线、党员冲在一线。把决战黄河秋汛的人防建成战斗堡垒，把决战黄河秋汛的工防建成防守堡垒，做到关键时刻有组织、关键岗位有党员，关键时刻上得去、守得住、打得赢，确保险情“早发现、早报告、早处置”。

4 结 论

（1）2021 年秋汛期间黄河下游洪水特征可总结为大流量、长历时、高水位。2021 年9 月1 日至10 月31 日期间，研究河段上游夹河滩站4 500 m3/s 以上量级洪水持续21 天，与2020 年同期相比持续时间长，且相同流量下水位偏高。

（2）面对局部河段坝前冲刷26.7 m 的严峻局势，开封河段仍完成了“不伤亡、不漫滩、不跑坝”的防御目标，其实践经验可总结为：①提出了“一二三四五”防汛工作基本原则；②创新提出并实施了“党政领导、应急统筹、河务支撑、部门协同、群防群控”的防汛抢险机制；③精准施策，提出了黄河滩区迁安救护的四类安置新方法；④制定了科学的洪水防御措施；⑤把党支部建在坝头上，充分发挥了党支部的战斗堡垒作用。

（3）开封河段应对大流量、长历时、高水位汛期洪水的实践经验，不仅可为未来黄河防汛工作提供支撑，也可复制、推广于其他河流的相关治理工作。