張松達，江偉安， 馬 群

(寧波市河道管理中心，浙江 寧波 315100)

姚江流域是甬江支流，流域面積1 934 km2，主要分布于寧波地區(qū)余姚市、慈溪市、江北區(qū)、海曙區(qū)和紹興地區(qū)上虞區(qū)等市區(qū)，干流全長107 km，出口段為感潮河段，由姚江大閘控制，姚江是浙東沿海地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的重要區(qū)域。流域地勢低洼、潮位頂托、排澇困難，歷來是洪澇重災(zāi)區(qū)。尤其是在臺風(fēng)暴雨期間，受災(zāi)程度更甚，如2013年“菲特”臺風(fēng)暴雨致使余姚城市遭受了特別重大的洪澇災(zāi)害，2021年第6號臺風(fēng)“煙花”是繼“菲特”臺風(fēng)以后嚴重影響流域的又一次超強臺風(fēng)暴雨，但對比兩次超強臺風(fēng)對流域的影響和災(zāi)害程度，后者卻大大降低，主要得益于系統(tǒng)的流域治理和科學(xué)的洪水調(diào)度[1-4]。

1 “煙花”臺風(fēng)對姚江流域的影響特點

1.1 影響時間長

“煙花”臺風(fēng)于2021年7月18日2時生成，7月22日臺風(fēng)外圍開始影響寧波，臺風(fēng)中心緊擦寧波沿海緩慢北移，7月25日12時30分前后才登陸舟山普陀沿海，登陸后一直在舟山本島徘徊，然后轉(zhuǎn)向進入杭州灣，在杭州灣海域以5 km/h的速度慢行16 h，后在嘉興平湖沿海再次登陸。臺風(fēng)暴雨對寧波的持續(xù)影響時間長達8 d，影響范圍覆蓋寧波全境，對四明山區(qū)影響最大。

1.2 暴雨量級特大

“煙花”臺風(fēng)影響下，降水時程長達4～5 d，姚江全流域普遍出現(xiàn)了強降水，暴雨量打破寧波臺風(fēng)記錄和姚江流域歷史極值。據(jù)統(tǒng)計，姚江流域面雨量達到452 mm，流域內(nèi)的余姚市面雨量達561.2 mm。暴雨中心出現(xiàn)在余姚市的四明山鎮(zhèn)和大嵐鎮(zhèn)，其中丁家畈雨量站過程雨量達到1 048 mm，創(chuàng)歷史極值。姚江流域內(nèi)超過800 mm的有4個測站，超過500 mm的有39個測站。姚江干流水系見圖1，“煙花”臺風(fēng)路徑見圖2。

圖1 姚江干流水系圖

圖2 “煙花”臺風(fēng)路徑圖

1.3 風(fēng)力強，潮位高，風(fēng)暴潮三碰頭

“煙花”臺風(fēng)經(jīng)過寧波沿海時，沿海海面風(fēng)力13至15級，12級以上大風(fēng)持續(xù)20 h。其間遭遇天文大潮，強臺風(fēng)引起甬江口臺風(fēng)增水，鎮(zhèn)海站最大增水1.4 m，寧波三江口站最大增水1.6 m，創(chuàng)甬江寧波站歷史最高潮位。由于特大高潮位頂托，嚴重影響?zhàn)?、姚江和奉化江的排洪?/p>

1.4 姚江流域出現(xiàn)歷史最高洪水位

在上游洪水和下游高潮位的共同作用下，姚江干流持續(xù)高水位。7月26日9時10分余姚站水位達到3.53 m，比歷史最高洪水位高出0.13 m，創(chuàng)余姚站歷史最高水位紀錄。超保證水位歷時達95 h，余姚市又一次受到洪水的嚴重威脅。7月26日1時45分姚江干流出口姚江大閘站洪水位達到3.38 m，比2013年“菲特”臺風(fēng)最高洪水位高出0.44 m，為姚江大閘高水位歷史極值。由此，姚江干流全線出現(xiàn)歷史最高洪水位。

1.5 奉化江與姚江出現(xiàn)同頻洪水

同處甬江流域的奉化江流域也遭遇特大暴雨，處于奉化江流域暴雨中心的四明山梨洲站雨量達1 005 mm，三天最大暴雨量達780 mm，流域內(nèi)的周公宅水庫面雨量達764 mm，皎口水庫面雨量705 mm。處于奉化江干流上的北渡潮位站最高潮位達到4.21 m，超過該站歷史最高潮位0.54 m。奉化江流域和姚江流域均出現(xiàn)接近50年一遇洪水，兩江流域洪水在寧波三江口匯合，互為影響，進一步加劇了甬江的排水困難。

2 “煙花”臺風(fēng)影響前的流域治理面貌

2013年的“菲特”臺風(fēng)使姚江流域遭遇了特大暴雨洪水的襲擊，對寧波市尤其是余姚市造成極其嚴重的洪澇災(zāi)害，寧波全市直接經(jīng)濟損失超過330億元。此后，為抵御洪水侵襲，寧波全面推進姚江流域洪澇治理“6+1”工程。至2021年6月底，絕大部分已經(jīng)完成，并已經(jīng)發(fā)揮效益。

2.1 實施流域分洪工程

姚江西排工程于2021年6月全部工程通過驗收，并正式投入運行，總投資12.32億元。姚江西排工程是姚江流域向曹娥江流域排洪的通道，為姚江分洪，提高上虞區(qū)四十里河沿岸防洪排澇能力，減輕姚江干流及余姚城區(qū)防洪壓力。西排工程梁湖樞紐共有5臺機組，單機流量33 m3/s，總排澇流量165 m3/s。同時，改造姚江上游的通明閘。

姚江西分工程2017年6月開工，“煙花”臺風(fēng)影響時，瑤街弄調(diào)控樞紐姚江擋洪閘已建成，姚江至北排排澇通道和閘泵工程正在施工中，尚未發(fā)揮效益。為西分工程配套的余姚北排三期也正在實施中，總投資19.3億元。該工程主要由瑤街弄調(diào)控樞紐、姚江至北排排洪通道和排澇閘泵組成，為姚江向北排分流，總分流規(guī)模為150 m3/s。

姚江二通道(慈江)工程主要有慈江閘站、化子閘站、澥浦閘站三級強排泵站和沿線堤防及河道整治工程組成，通過慈江二通道為姚江分洪。慈江閘站、化子閘站、澥浦閘站的排澇流量分別為100，150和250 m3/s。加高堤防30.8 km，整治河道3 km。主體工程已于2020年底完成并發(fā)揮效益，但慈江洪塘鐵路段還存有卡口，部分限制了設(shè)計效益的發(fā)揮。

2.2 完善姚江干流堤防擋洪工程

姚江堤防自上而下，分四段全線整治，提升防洪能力。上陳至食祿橋江段堤頂高程3.73～3.63 m，設(shè)計防洪標準20年一遇。食祿橋江至蜀山大閘段，即余姚城區(qū)段，堤頂高程4.13～3.63 m，設(shè)計防洪標準50年一遇。蜀山大閘-繞城高速段，堤頂高程3.63～3.87 m，設(shè)計防洪標準20年一遇。該段余姚市堤防比較單薄，標準較低。繞城高速至姚江大閘段，即寧波城區(qū)段，堤頂高程3.63 m，設(shè)計防洪標準100年一遇。姚江整體防洪加固工程已于2018年底基本完成。寧波城市和余姚城市分別達到100年一遇和50年一遇防洪標準。

2.3 提升干流行洪能力工程

四明湖水庫下游河道整治工程于2018年7月完工，已發(fā)揮效益。該項目通過對四明湖水庫下游上虞段河道3.75 km、余姚段河道0.8 km的整治，堤防加高，使四明湖水庫下游河道泄洪能力恢復(fù)到80 m3/s流量，實現(xiàn)四明湖水庫調(diào)度正常運行，并提高兩岸平原防洪排澇能力。

甬江清淤工程于2014年開始，甬江全面實施常態(tài)清淤工程，三年一輪，每年投資3 000萬元。據(jù)統(tǒng)計，2014—2019年間，共清淤3.63×106m3，較好地改善了姚江閘下及甬江的排洪能力。

以上工程除了姚江西分工程尚在建設(shè)外，其余五大工程均已發(fā)揮效益，干流防洪排澇工程能力有了較大的提升。同時，流域內(nèi)的四明湖水庫、陸埠水庫、梁輝水庫、雙溪口水庫等“一大三中”水庫工程，均已創(chuàng)建完成省級標準化驗收，工程運行正常。一系列流域治理工程，為抗御“煙花”臺風(fēng)暴雨洪水奠定了良好的基礎(chǔ)。

3 “煙花”臺風(fēng)洪水調(diào)度

應(yīng)對“煙花”臺風(fēng)特大暴雨洪水，主要策略是圍繞姚江全流域采取系統(tǒng)分析、突出重點、破解難點，以整體最優(yōu)的思路開展洪水調(diào)度。重點圍繞前期預(yù)排、頂潮搶排、全力強排、閘泵聯(lián)排、分流外排、攔洪削峰的流域調(diào)度模式展開，在實時調(diào)度上科學(xué)研判、協(xié)同推進、快速決策、智慧運行，為抗御“煙花”臺風(fēng)特大暴雨洪水提供了科學(xué)調(diào)度方案。

3.1 前期預(yù)排

“煙花”臺風(fēng)直接影響前，果斷采取應(yīng)排盡排策略，努力使河網(wǎng)水位降至低水位。姚江大閘從20日12時開始開啟全部36孔，實行預(yù)排，余姚蜀山大閘同步開啟，沿姚江干流水閘也同時開啟預(yù)排。至23日17時，姚江大閘共預(yù)排水量3.731×107m3，姚江大閘水位降至0.65 m，余姚站水位降至0.89 m，干流水位平均降幅0.7 m，姚江干流及內(nèi)河均處于低水位。流域內(nèi)的大中型水庫提前預(yù)泄，提高水庫承洪能力。四明湖水庫、梁輝水庫、陸埠水庫和雙溪口水庫等四座大中型水庫分別按預(yù)報500 mm暴雨量進行預(yù)泄，預(yù)排水量達1.877×107m3。四座水庫在臺風(fēng)暴雨到來前降至汛限水位蓄量的72%。

3.2 頂潮搶排

姚江大閘是姚江干流排澇的骨干水閘，由于閘下為潮汐河道，受潮位影響，高潮位時需要關(guān)閘運行。為了增加排水量，在大閘調(diào)度時，采用候潮排水、頂潮搶排的調(diào)度策略[5]，即當(dāng)出現(xiàn)閘下高潮位時，關(guān)閉12孔閘門，形成上下游水位差，使剩余24孔繼續(xù)頂潮排水。通過這一調(diào)度措施，在7月25日—7月28日期間，姚江大閘連續(xù)排水144 h，有效地增加了排水時間和排水量。至7月30日預(yù)警結(jié)束，姚江大閘總排水3.56×108m3，最大排澇流量達到1 020 m3/s(7月26日9時45分)，接近水閘校核流量，極大地發(fā)揮了姚江大閘排澇作用。

3.3 賦能強排

姚江兩岸有100多座排澇站，排澇流量達600 m3/s以上，眾多的平原排澇站，將平原和集鎮(zhèn)澇水迅速排入干流，從而快速排出甬江發(fā)揮了很大的作用。在泵站的調(diào)度上，分別采取正常和非常措施。當(dāng)姚江干流余姚水位在3.13 m以下，且姚江大閘開閘時，兩岸排澇站全力強排，爭取將平原澇水通過姚江大閘快速排出。當(dāng)姚江干流余姚水位達到3.13 m以上時，采取非常調(diào)度措施，調(diào)度指令沿江排澇站全部關(guān)閉，為干流洪水錯峰，以確保城市和重要堤防安全。“煙花”臺風(fēng)期間采取的關(guān)泵措施及時而有力，效果較好。

3.4 閘泵聯(lián)排

寧波城市三江沿岸分布了50座水閘和排澇站，為寧波中心城區(qū)排澇發(fā)揮了十分重要的作用。閘泵聯(lián)合調(diào)度確保了中低潮位水閘自排、高潮位氣泵強排全程智慧管理[6]，實現(xiàn)了閘泵聯(lián)排無縫對接?！盁熁ā迸_風(fēng)期間，寧波城區(qū)三江沿岸排澇閘站共排出澇水5.4×108m3，有效地保障了城區(qū)排澇安全。

3.5 分流外排

姚江干流有西排、西分、姚江二通道等三處分流外排口，“煙花”臺風(fēng)期間，三處分流外排水量達7.222×107m3，為降低姚江干流洪水位和高水位歷時發(fā)揮了十分重要的作用。

1) 姚江西排工程為姚江分流。7月21日14時，位于上虞梁湖的西排工程開始預(yù)排，降低豐惠地區(qū)水位。7月25日9時25分開始3臺排澇泵站排水，至12時40分開啟全部5臺排澇泵全力排水，排澇流量165 m3/s。本次臺風(fēng)，姚江西排工程通過梁湖樞紐強排到曹娥江水量達3.53×107m3，其中前期預(yù)排水量0.699×107m3。

2) 姚江二通道(慈江)工程排水。7月24日處于姚江二通道進口的慈江水閘和泵站輪換開啟為姚江分流。泵站排水流量50 m3/s。據(jù)測算，至7月30日關(guān)閘，慈江閘站從姚江抽排水量達1.997×107m3/s，姚江二通道通過化子閘站排水5.163×107m3，澥浦閘站外排入海水量1.009×108m3。為減輕姚江流域洪澇壓力，也為江北、鎮(zhèn)海區(qū)域排澇，發(fā)揮了重要作用。

3) 姚江經(jīng)馬渚中河通過西橫河閘北排。余姚的西分工程尚未發(fā)揮效益，但是調(diào)度分析河區(qū)水位后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有馬渚中河通過西橫河閘，可以為姚江分流。7月23日14時，馬渚中河水位開始高于西上河區(qū)水位，進入西上河河區(qū)北排為姚江分流調(diào)度時刻，即時，姚江干流洪水通過馬渚中河進入西上河河區(qū)，進而通過陶家路江北排入海，為姚江分流。至29日0時，西橫河閘上下游水位持平，分流結(jié)束。經(jīng)測算，共分流1.695×107m3，分流時間130 h，平均流量36.2 m3/s，最大流量60 m3/s。

3.6 攔洪錯峰

“煙花”臺風(fēng)暴雨，余姚四明湖水庫、梁輝水庫、陸埠水庫和雙溪口水庫等四座大中型水庫在前期預(yù)泄的基礎(chǔ)上，充分利用水庫承洪能力，全力攔蓄洪水。其間總攔蓄9.265×107m3，其中四明湖水庫攔蓄4.512×107m3，梁輝水庫攔蓄1.723×107m3，陸埠水庫攔蓄1.190×107m3，雙溪口水庫攔蓄1 840 m3。除了陸埠水庫錯峰削峰外，其余水庫實現(xiàn)了洪水全攔。

4 防御成效

從實際防御“煙花”臺風(fēng)的總體效果看，成效是十分顯著的，防洪效益是巨大的，主要體現(xiàn)在以下4個方面：

1) 寧波城區(qū)和余姚城區(qū)未發(fā)生重大內(nèi)澇。城區(qū)沿江堤防較好地擋住了長時間的超高水位和特高潮位帶來的洪水風(fēng)險，未發(fā)生2013年“菲特”臺風(fēng)期間洪水漫堤、余姚城區(qū)大面積受淹的情況。

2) 姚江干流堤防未出現(xiàn)決口漫堤情況，確保了重要堤防的安全，姚江平原農(nóng)村未發(fā)生嚴重的內(nèi)澇。干流和重要支流堤防與平原排澇泵站聯(lián)合發(fā)揮作用，除了局部地區(qū)短時間受淹外，沿江平原未出現(xiàn)長時間的內(nèi)澇。

3) 人員零傷亡。當(dāng)?shù)卣头姥粗笓]部及時對危險區(qū)域和險工險段的人員進行轉(zhuǎn)移，尤其是對下姚江河姆渡鎮(zhèn)兩江之間的所有人員采取果斷措施，緊急轉(zhuǎn)移，防止姚江堤防決口造成人員傷亡，確保了人員安全。

4) 水庫山塘正常運行。多年來的水庫山塘加固改造和標準化建設(shè)，安全性能得到了進一步提升。在“煙花”臺風(fēng)高強度、長時間的暴雨洪水情況下，它們發(fā)揮了很好的攔洪削峰作用，水庫山塘無一出險,有效地保護了水庫下游人民生命財產(chǎn)安全。

“煙花”臺風(fēng)防御成功，是姚江流域現(xiàn)代化水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成效的縮影，是全民防御的勝利，是上下游地區(qū)通力合作、一致防御的結(jié)果，也是水利部門科學(xué)調(diào)度的成果。

5 思 考

“煙花”臺風(fēng)暴雨洪水的調(diào)度實踐，取得了科學(xué)應(yīng)對大洪水的調(diào)度經(jīng)驗，也發(fā)現(xiàn)了一些問題，這些問題的解決將有利于更好的應(yīng)對今后流域的大洪水。

1) 流域治理重點工程要發(fā)揮整體效益，才能實現(xiàn)流域防洪目標[7]。一是余姚西分工程連同北排陶家路江工程應(yīng)盡快發(fā)揮效益。今年“煙花”臺風(fēng)偶遇西上河河區(qū)較小的暴雨量，河區(qū)水位相對較低，姚江高水位可以通過馬渚中河經(jīng)西橫河閘向北排自然分流，如果西上河河區(qū)與姚江河區(qū)遭遇同頻洪水，則需要通過西分工程泵站強排為姚江分流。二是姚江二通道(慈江)工程加快打通慈江洪塘鐵路卡口，也是實現(xiàn)設(shè)計分洪目標的一個節(jié)點。三是姚江蜀山大閘以下的余姚干流堤防應(yīng)進一步加固堤身。

2) 閘泵聯(lián)調(diào)機制及調(diào)度規(guī)則尚需進一步完善。沿江閘泵分屬市、區(qū)、鎮(zhèn)三級管理，指揮權(quán)限分散，管理力量差異，運行計量不清，監(jiān)控手段缺乏。為此，建立統(tǒng)一高效的閘泵管理機構(gòu)，明確管理范圍、調(diào)度權(quán)限、調(diào)度規(guī)則，建立暢通、高效、一致的調(diào)度機制和監(jiān)控量測的運行監(jiān)管系統(tǒng)已是當(dāng)務(wù)之急。“煙花”臺風(fēng)調(diào)度實踐表明，姚江二通道調(diào)度規(guī)則所確定的閘泵開啟與關(guān)閉條件在操作上存在許多矛盾，實際運行時往往在超越這些條件下運行的。因此，完善規(guī)則也很有必要。

3) 科學(xué)應(yīng)對洪澇矛盾轉(zhuǎn)移問題。2013年“菲特”臺風(fēng)以后，姚江兩岸快速建設(shè)了許多排澇站，截至目前已達600 m3/s以上的排澇規(guī)模，排澇模數(shù)已超過2.0 m3/(s·km2)。這些排澇站對提升兩岸治澇標準起到了決定性作用，但客觀上推高了姚江干流洪水位，增加了干流和城市防洪壓力?！盁熁ā迸_風(fēng)暴雨除了姚江大閘排洪外，分流外排了7.0×107m3的洪水，余姚站的最高洪水位仍比“菲特”高出0.13 m；同時，又出現(xiàn)了一個反常的現(xiàn)象，7月25日凌晨有一段時間，下游姚江大閘閘前水位高于上游余姚站水位0.1 m之多。上述現(xiàn)象說明，沿江排澇站對干流洪水位的抬升作用十分明顯。筆者建議，姚江干流應(yīng)嚴格控制排澇泵站的規(guī)劃建設(shè)，對現(xiàn)有排澇站制定關(guān)停運行的干流水位指標和控制條件，建立科學(xué)的關(guān)停機制，防止?jié)乘修D(zhuǎn)移而加劇城市洪水風(fēng)險和干流堤防危險[8-9]。

4) 完善姚江西排工程控制運行。通明閘關(guān)閉時機上建議適當(dāng)提前，可以考慮在余姚站水位低于3.13 m時提前關(guān)閉，減少干流入流；適當(dāng)降低上虞梁湖樞紐泵站預(yù)泄目標水位，排澇氣泵水位也可從通明閘水位4.1 m適當(dāng)下調(diào)0.5 m，目的是充分發(fā)揮姚江西排工程作用，減輕余姚城市防洪壓力。

5) 應(yīng)用大系統(tǒng)理論分析流域洪澇問題?！盁熁ā迸_風(fēng)姚江與奉化江出現(xiàn)同頻大洪水，且又遭遇風(fēng)暴潮三碰頭，姚江在分流外排較多水量的情況下，仍然出現(xiàn)超歷史最高洪水位，三江口潮位又創(chuàng)歷史紀錄，上述問題并非偶然現(xiàn)象。除了暴雨與流域地形因素外，甬江風(fēng)暴潮的影響至關(guān)重要。受高潮位影響，甬江排洪能力受到限制。如果通過人工措施，改善提升姚江、甬江的排洪外邊界條件，給甬江或姚江排洪賦能，筆者以為是可行方案。為此建議加快姚江大閘或甬江(姚江)特大排澇泵站的研究進展，以應(yīng)對流域性特大洪水對寧波城市的襲擊。