永定河历史洪灾分析与探讨

2023-01-02 15:52龚秀英张妙妙
中国水利 2022年11期
关键词:决口永定河卢沟桥

龚秀英,张妙妙,李 昌

(北京市永定河管理处,100165,北京)

一、永定河历史洪灾概述

辽金以前,有关永定河洪灾的直接记载与描述不多,如桓帝永康元年(167年)《天灾表》记载“六月大水,渤海溢”,《东安县志》记载“大水”;北魏太武帝神麋叚四年(431年)《蔚县志》记载“夏六月大水,坏民庐舍数千”;北魏太武帝延和元年(432年)《大同府志》《山西通志》载“六月甲戌代京水溢,坏民庐舍数百家”,《天灾表》载“六月北魏、京师水溢,坏民庐舍数百家”。 分析这些文字记录,所记载的水灾可能与永定河流域有关。 直到宋太宗淳化三年(992年)《朔州志》明确记载了“七月桑干河溢,漂禾坏屋、溺人甚众”。

有关永定河的历史洪灾,很多史书或地方志包括个人撰文都做过统计,但因写作目的各有侧重,所做的统计结果有所不同,要准确统计永定河的历史洪灾有一定难度。 尤其是有的洪水多种险情同时发生,既有漫决,又有迁徙、改道。如,1939年洪水,卢沟桥下游1 km 处右岸为冲决,而左岸的梁各庄为漫决。 根据一些史书、地方志及有关水利专著的水情和灾情记载并加以分析比较,以年代为计数单位,统计永定河自辽代首次有洪灾文字记载起至1949年的灾情,洪灾年份(次)共159 次,其中辽代4次,金代4 次,元代14 次,明代32 次,清代101 次,民国10 次。 新中国成立后,永定河产流与历史典型洪水相比大幅度减小,1950—1959年卢沟桥洪峰流量为336~2450 m3/s,卢沟桥以下常发生一些滩地冲刷、堤坡塌陷的常规险情,但1956年在下游西麻各庄发生决口造成一定的洪灾损失。 1960年以后,由于降雨减少,加上官厅水库蓄水,除1963年最大洪峰流量达到813 m3/s 外,其余年份汛期均未产生大水。20 世纪60年代末以后,永定河三家店以下逐渐断流。

二、永定河洪水特点及洪灾种类

1.洪水特点

永定河洪水从降水频率上有两个特点: 一是年内丰枯变化剧烈,经常出现先旱后涝、 春旱秋涝的现象。如清康熙皇帝在位的61年中,春季干旱的年份有30 个,其中有17年在春季作了祈雨,有11年在夏秋季发生了洪涝灾害。 二是久旱之后出现洪涝,或连旱连涝、旱涝交替现象。 自1673—1680年连续干旱之后,1868—1899年的31年间,发生洪灾23 次,平均1.3年发生一次。

从洪水发生的季节上看有“四汛”:即凌汛、麦汛、伏汛和秋汛。 永定河的凌汛最大时达到500~600 m3/s,“其势荡荡,其声呜呜”,景象颇为凶险壮观。 据史料记载,凌汛决口最严重的是清乾隆十六年(1751年)农历二月,凌汛水发,全河奔注冰窖堤口,将堤防埽工冲开缺口,河水夺溜而出,迫使于王庆坨南开引河导流入葉淀,河道由此改道。 但是,永定河水量最大、危害最重的洪水是由夏季暴雨所造成的伏汛。 其洪水流量经常在1000 m3/s 以上,最大可达10000 m3/s。一次洪水的延时一般是3 天左右,但在连续降雨后又降大暴雨时,洪峰往往形成复峰,洪水持续时间会长达10 天左右,对两岸的危害很大。

2.洪灾种类

对永定河历史洪灾情况分析可知,其洪水险情有“溢”“决”“徙”“夺”等几种。 辽代和金代灾情记载都比较简单,辽代2 次均为“溢”,金代3 次均为“决”。 元代的洪灾记载比以前稍为详细,有“决”有“溢”。 从明代起,洪灾记载比较详细,灾情中包含了“溢”“决”“徙”,或是先“溢”后“决”,说明明代的下游河道已出现淤积并造成迁徙、改道。 清代的洪灾记载中,除了包含明代的几种灾情外,还出现了“夺”,有时“溢”“夺”“徙”同时在一次洪水中发生。

3.洪灾特点

通过对比分析永定河历次洪灾资料可知,产生洪涝灾害的前提条件除河道有底水外,还有两个降雨条件,一是连续多日(次)降雨,二是流域性降雨(永定河流域和海河流域)与当地降雨遭遇。 永定河洪灾有如下特点:

①洪水危害的主要地区在中下游。 除卢沟桥及其附近易发生决口以外,下游其他地区的受灾次数及程度远远多于上游。 统计的159 次历史洪灾中,有明确记载固安、东安等地遭受溢决的次数达121 次,占洪灾总次数的76%。 而永定河洪水又经常与大清河、子牙河、潮白河同时泛滥,使海河诸水的出口天津市成为历次洪水的重灾区之一。 如清嘉庆六年(1801年),永定河洪水与大清河、子牙河洪水相遇,水淹天津城二十余级城砖。又如1939年,永定河发生洪峰流量达4665 m3/s 的洪水,大清河、 子牙河、南运河诸河水位同时上涨,天津内围堤决口,仅5 个小时天津市水深就达2.12 m。 同时,永定河的泥沙对海河造成的淤积也是相当严重的,“注入海河者悉永定河浑浊之水,遂使海河日渐淤塞”。 自民国十六年(1927年)后“反淤浅日甚”。到民国十七年(1928年),吃水十英尺以上的轮船不能在海河上行驶,“天津几成为死港”,航运受到“历来所未有”的影响。 一向因水灾著名的永定河,其淤沙问题开始受到关注。

②典型洪水多在卢沟桥及其附近决口。 前述永定河的历史水灾统计中,明确记载发生在卢沟桥地区的洪灾达20 次,明代30 次洪灾统计中,在卢沟桥及其附近的狼窝口、衙门口等处发生决口的就有9 次。 此外,在典型历史洪灾中,如1668年、1801年、1893年、1924年、1939年,都在卢沟桥处发生了洪灾。 洪水导致决口后,多次波及北京外城,有两次(1626年和1668年)洪水进入内城的记载。

三、借鉴历史,反思现状

1.永定河西麻各庄决口发生的原因应引起重视和反思

1956年永定河流域发生流域性降雨,其暴雨特性不同以往,对流域规划和防洪工作具有参考价值。 除自然因素外,其他因素不可忽视。 一是官厅水库的频繁启闭对下游溜势变化可能造成一定影响。 1956年8月1—7日水库泄洪洞8 个闸门反复启闭6 次,频繁启闭对河道流量的变化和险情影响可能起到推波助澜的作用。 二是抢险经验不足和抢险准备不充分。 从险情的发生、发展到决口,都表现出防汛准备不足。 现场负责人不熟悉河性,缺乏有经验的技术力量,在主溜距大堤尚余100 多m 时,没有抓紧有利时机进行抢护,加上调动抢险队伍迟缓,致使险情急剧发展,最后造成决口。 三是这次洪水中三家店站的流量(2640 m3/s)有14%由官厅水库下泄,其余86%由官厅山峡区间产流。 历史上官厅山峡区间产生过7 次洪水,目前在山峡出口没有控制工程,下游防洪安全存在潜在威胁。

2.对现状河道的行洪能力及防洪标准进行评估

永定河目前的河情与1956年相比有很大变化。 近年新修建的十几座跨河建筑物,对河道设计水位和行洪能力来说是极大的考验。 国内其他河流已经暴露了此类问题,永定河65年没有发生洪水,河道堤防没有经过洪水考验,现状河情下的行洪能力和河道防洪标准是否与设计能力相符,应进行安全评估。

3.卢沟桥以下的“三固一束”治理目标建议延续

1958年8月原水电部召开永定河中下游河道整治会议,确定永定河卢沟桥至梁各庄段河道治理目标是“三固一束”,即固定险工、 固定河槽、固定滩地和束窄河槽。 结合上下游、左右岸的不同要求,逐段落实了治导措施,并明确在官厅水库下游洪水还没有完全控制以前,永定河治导线作为一项过渡措施。基于历史上下游多次决口改道的事实以及官厅山峡段至今没有控制性工程的现状,应继续按照“三固一束”的治理目标,并延用卢沟桥至梁各庄间的河道治导线。 结合近年生态补水以及航拍、模型试验等技术手段,对于子槽局部流向不合适的给予适当修改。 1959—1961年实施的治导工程如雁翅林、丁顺坝等,作为当时永定河下游河道整治工程中的新技术措施,目前其防护作用已大打折扣,应一并进行完善。

4.对下游河道划定洪水风险区并进行风险评估

根据历史上永定河洪灾发生的频次和严重程度,卢沟桥附近及固安、永清、廊坊及天津等地区为易受灾区。 只有在风险评估的基础上,才能制定合理的减灾措施。 建议对卢沟桥以下河道进行洪水风险区划定,并针对性地对其进行洪水灾害风险评估。 评估的主要内容包括:历史洪水发生频率的调查分析,历史大水灾的流量、淹没范围、淹没水深、历时等水力学因素的调查,洪水淹没的水力学计算和分析,当出现同等的历史大洪水时现在的淹没范围、水深、流速、历时等,划分出不同洪水的风险区域,以制定相应的对策、现有社会资产评价及洪灾损失评估。

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