王维洛:寿光洪灾原因探讨(三)

——对寿光洪灾质疑的否定之否定

 

在寿光洪灾原因探讨(二)一文中揭示了,对下游寿光影响大的是冶源、黑虎山和嵩山三座水库。寿光市人民政府防汛抗旱指挥部办公室在2018年8月19日晚间发布的通知中只公布了冶原、淌水崖和黑虎山三座水库的合计泄洪流量达1700立方米/秒。在这里用对下游寿光没有直接影响的小型水库淌水崖水库取代了中型水库嵩山水库。文件中所提到的三座水库的合计泄洪流量为1700立方米/秒,实际上只是冶原和黑虎山两座水库的合计泄洪量,这里缺少嵩山水库的泄洪流量。潍坊市人民政府防汛抗旱指挥部和寿光市人民政府防汛抗旱指挥部向社会提供了虚假信息,致使“漫堤决口,导致群众被迫转移、村庄农田被淹、蔬菜大棚坍塌、养殖场冲毁”。这是造成寿光洪灾的关键。

本文将具体分析冶原和黑虎山两座水库的泄洪过程,指出管理者在惊慌失措状态下做出的错误决策。

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先对寿光洪灾原因探讨(二)做一些补充:

寿光市人民政府防汛抗旱指挥部办公室《寿汛旱办电(2018)41号》《关于弥河上游水库加大流量泄洪的预备通知》的传真电报指出:“目前,台风降雨已致弥河流域上游冶原水库、淌水崖水库、黑虎山水库接近或超过汛末蓄水位,潍坊市防办计划加大三大水库泄洪流量,合计出库流量1700立方米/秒。洪峰到达寿光市时间在凌晨1时30分左右。”

 

冶原水库、淌水崖水库与黑虎山水库的具体位置如下:

 

来源谷歌地图:最南边为淌水崖水库,中间为冶原水库,最北边为黑虎山水库

淌水崖水库的泄洪流量必须经过冶原水库后才进入弥河下游河道。因此冶原、淌水崖与黑虎山三座水库的出库流量1700立方米/秒。实际上只是冶原与黑虎山两座水库的出库流量1700立方米/秒。这里没有包括嵩山水库的出库流量。

而中外媒体都以为三座水库是指冶原、黑虎山与嵩山这三座水库。

 


来源:江玉楼:寿光水灾是否人祸 官民两种矛盾说法值得深思,http://www.sohu.com/a/249778488_665455

不计算嵩山水库的出库流量,只计算冶原与黑虎山两座水库的合计出库流量,无论是预计的1700立方米/秒,还是实际的1780立方米/秒,还是最大可能的1860立方米/秒,都小于技术上规定的门槛值。只要再加上嵩山水库的出库流量,三座水库的合计出库流量就超过了技术上规定的门槛值。而正是冶原、黑虎山与嵩山三座水库的出库流量超过了门槛值,才导致寿光严重的洪灾

2018年8月21日,寿光市人民政府防汛抗旱指挥部办公室发布《关于冶原、嵩山、黑虎山水库停止泄洪的通知》,全文如下:

各镇(街道),市防指成员单位:

接潍坊市防汛抗旱指挥部通知,冶原、嵩山、黑虎山水库定于8月21日18点15分,全部关闭溢洪闸,停止泄洪。

 


2018年8月21日寿光市人民政府防汛抗旱指挥部办公室发布的这个通知,又回到了冶原、嵩山、黑虎山三座水库。这个文件自己暴露了潍坊市防汛抗旱指挥部和寿光市人民政府防汛抗旱指挥部在2018年8月19日晚间发布的弥河上游泄洪的三座水库为冶原、淌水崖与黑虎山这三座水库是一个虚假信息,误导弥河下游寿光市的民众。

对寿光洪灾原因探讨(二)的补充到此结束。

五、关于黑虎山水库泄洪

央视记者回答第三问时借用了潍坊市水利局赵清松副局长的话:“三座水库放水的起始时间差不多,但放水的流量有差别,举一个例子说,黑虎山水库,8月19日晚上的19点10分,洪峰入库,洪峰的流量是1780立方每秒,水位上得非常快,也上得非常高,曾一度达到汛末蓄水位以上4.7米,非常危险,必须泄洪,否则将会影响大坝的安全,对下游的群众是极不负责任的。”

似乎赵清松副局长回答了“是否需要三座水库同时泄洪”的第三问。但是第三问的关键,不是黑虎山水库必须泄洪,而是三座水库是否需要同时泄洪,并且以1700立方米/秒的流量或者更大的流量泄洪。下游弥河河堤是否能够承受上游三座水库这样大的泄洪量,特别是黑虎山水库这样大的泄洪量。

黑虎山水库是弥河上游同时泄洪的三座水库之一。关于黑虎山水库的技术数据并不多也十分不全面。

黑虎山水库位于弥河支流石沟河上,具体位置在山东省青州市王坟镇东部,距青州城25公里处。黑虎山水库控制流域面积190平方公里,水库总库容为5646万立方米。黑虎山水库上游部分地区为风景区或者自然风景区或者国家森林公园,植被保护相对比较好。黑虎山大坝是粘土坝,工程始建于1966年,于1972年建成,就是文化大革命的产物,1973年开始运行。库底海拔高度为海拔136米,警戒水位海拔168.19米。在1974年蓄水达海拔165.38米,这是2018年8月19日之前的曾到达的历史最高水位。2018年到达的最高水位为海拔167.84米,。这个水位逼近警戒线,只差35公分。这个应该比汛末蓄水位高出4.7米。

关于此次暴雨过程中,黑虎山水库控制的上游流域上空的暴雨量,有不同的说法:

根据中国经济周刊记者胡巍的《寿光洪灾追踪:19日晚,黑虎山水库发生了什么?为何部队也上了大坝》文章中,黑虎山水库管理局局长孙明光介绍说:“气象台预报是40到70毫米的降水量。就算是80毫米,也完全在我们的承受范围内,那时没想到降水会达到300多毫米。18日开始下雨,19日中午、下午雨量达到最大。雨水连成线,根本不是雨滴。青州一片汪洋,其中水库附近的王坟镇雨量最大。”

根据侠客岛的小伙伴经济ke在前方拿到的资料,19日傍晚,这三个水库上游降水量分别是115.5、209.5和189.5毫米,远高于全市平均值。18日三个水库上游流域降水量总和为170毫米、20日则仅为0.5毫米。所以,此次暴雨集中在19日。

来自潍坊市水利局的消息则称,此次“温比亚”到来后,给潍坊市带来了超强降水,降水量达到了174.7毫米,是预报降水量的3.2倍。其中,弥河上游流域降水量达到241.6毫米,是预报降水量的3.9倍。

据潍坊市气象局局长王令军介绍,受第18号台风“温比亚”影响,8月18日6时至20日10时潍坊过程平均降雨量174.7毫米,加上8月13日的“摩羯”台风降雨,一周内两次降雨叠加,全市平均达到254.7毫米。8月20日寿光、青州、临朐、昌乐降雨超过200毫米。过程最大降雨量出现在青州王府338.0毫米。

综上所述,在此次暴雨过程中,黑虎山水库控制流域上空的暴雨量是最大的,而且集中在8月19日。按照侠客岛的资料,黑虎山水库控制流域上空的暴雨量为约200毫米。190平方公里流域上的总降水量为3800万立方米。径流系数也称地表径流系数,是指某一时段内降水所产生的径流深度(毫米)与降水深度(毫米)的比例。弥河流域多年平均年降水量为706毫米,多年平均年径流深为156.5毫米,径流系数为0.22。中国的径流系数一般采用0.5。为保险起见,这里的径流系数按0.7计算,3800万立方米的降水量产生径流总量为2660万立方米。从最不利的条件出发,这2660万立方米径流量全部进入黑虎山水库,那么将是什么样的情景?

黑虎山水库总库容为5646万立方米。活动库容多少万立方米,不知道,起码为4209万立方米或者更大(参见:记者王亚赛、张轶君与实习生苏昕发表的《一图看懂寿光洪灾,上游泄洪导致下游村庄被淹》,《澎湃新闻》,2018年8月23日)。如果台风暴雨降临之前,黑虎山水库的全部活动库容4209万立方米均可以供防洪目的使用。那么4209万立方米的库容,可以全部容纳2660万立方米的径流总量,这是小学生也能计算的。

如果活动库容的一半2105万立方米已经被占用,还有2104万立方米的库容尚可以供防洪目的使用。

黑虎山水库按照潍坊市防汛抗旱指挥部的通知,8月19日上午8时加大泄洪流量至100立方米/秒,那么一天的泄洪量就是864万立方米。暴雨产生的径流量为2660万立方米,减去一天的泄洪量864万立方米,还剩1796万立方米。黑虎山水库尚有的库容量2104万立方米,对付这1796万立方米的径流量应该没有什么大问题。

如果把泄洪流量从100立方米/秒增加到300立方米/秒,那么一天的泄洪量就是2592万立方米。用一天的时间就可以将暴雨产生的2660万立方米径流量全部安全下泄并通过下游地区。

8月19日下午X时,黑虎山水库按照潍坊市防汛抗旱指挥部的通知,将泄洪流量从100立方米/秒加大至500立方米/秒。如果泄洪流量保持在500立方米/秒,那么一天的泄洪量就是4320万立方米。用不到15小时的时间就可以将暴雨产生的2660万立方米径流量全部安全下泄并通过下游地区。从8月19日下午3时起到20日上午6时可以将暴雨产生的2660万立方米径流量全部安全下泄。

而实际上,8月19日黑虎山水库的最大泄洪流量高达900多立方米/秒(黑虎山水库管理局局长孙明光),是潍坊市防汛抗旱指挥部通知规定的100立方米/秒泄洪流量的9倍多。不知道这900多立方米/秒到底是比900立方米/秒多出多少。用900立方米/秒的泄洪流量,在短短8.3小时中可以泄光2660万立方米的径流量。从8月19日下午7时起到20日上午3时半之前可以将暴雨产生的2660万立方米径流量全部安全下泄。

黑虎山水库的最大泄洪流量高达1160多立方米/秒(潍坊日报2018年8月22日),用这个泄洪流量,在短短6.4小时中可以泄光2660万立方米的径流量。从8月19日下午7时起到20日上午1时半之前可以将暴雨产生的2660万立方米径流量全部安全下泄。

根据孙明光的介绍,“19日上午,黑虎山水库入库流量从100、110、120立方米/秒一路上涨,一时一个变化。晚上7点左右,入库流量峰值达到1780立方米/秒,比上午的较大流量还相差上十倍。水位持续上涨,最快的10分钟涨了32公分,情况十分危急。这次的最高水位逼近警戒线,只差35公分。

关于泄洪,8月19日早上8点左右,一直到下午3点左右,出库流量从100立方米/秒逐渐增加到500立方米/秒左右,这是根据潍坊防汛指挥部指令进行调节的。但从当时入库流量来看,我们已经十分着急了。我们的大坝是粘土坝,一旦漫坝,必垮无疑。我们的库容量约3070万立方米,一旦垮坝,下游的铁路枢纽、建筑、高速公路等全部会被淹。泄洪量最大的时候是900多立方米/秒,大概在19日晚上七八点钟,持续了四五个小时。晚上7点的时候,雨还很大,当时就盼望变天。到晚上8点,雨小了一点,9点基本就停了。如果当时继续下雨,即使泄洪量增到最大,我认为大概五六个小时后就会漫坝,也就是说可能垮坝。”

孙明光认为,“在这次水灾中,黑虎山水库还是发挥了重要作用,一定程度上削弱了洪峰。入库峰值达到1780立方米/秒时,如果没有水库,水就直接下去了。我们水库上涨的水,就是我们削减的洪峰的量。但水库确实太小了,只能削减一定的洪峰。”

但是,孙明光说这话的底气不是很足,他认为:黑虎山水库还是发挥了重要作用。这里的“还是”是什么意思?就像人们说:当年的慈禧还是做过一些好事的。这是在无可奈何的情况下,进行一些情感上的紧急补救。

根据《澎湃新闻》记者王亚赛、张轶君与实习生苏昕2018年8月23日发表的《一图看懂寿光洪灾,上游泄洪导致下游村庄被淹》一文所提供的黑虎山水库从8月17日至8月24日蓄水量的变化(山东水文局提供),就可以看到,黑虎山水库的最大蓄水量为4209万立方米,时间是8月20日。而在暴雨来临之前的8月18日到8月19日,黑虎山水库已经装有约3200万立方米的水,可以用于拦蓄洪水的库容只有约1000万立方米水。孙明光局长说的:“我们的库容量约3070万立方米”,不知道是黑虎山水库在暴雨来临之前有约3070万立方米的水库库容可以用于防洪,还是约3070万立方米已经被占用,不能可以用于防洪。用约1000万立方米的水库库容来应付暴雨所产生的2660万立方米径流量,是件不容易的事情,但是还是可以做到的。

 


资料来源:记者王亚赛、张轶君与实习生苏昕发表的《一图看懂寿光洪灾,上游泄洪导致下游村庄被淹》,《澎湃新闻》,2018年8月23日

因为,黑虎山水库最大入库峰流量1780立方米/秒只持续了很短的时间,虽然峰值很高,但是持续时间短,总量不大,根本原因就是黑虎山水库上游流域面积确实不大。

预测台风的主要经过路线和最大暴雨强度是件不容易的事情。最初的气象台预报是40到70毫米的降水量,出现了大偏差,这是不争的事实,但这不是造成此次寿光洪灾的主要原因。因为气象台对的台风预报不是只报了一次,而是在不断地进行修正的,预报的降水量也在不断修正的,可能几个小时修正一次,可能一个小时修正一次,可能半个小时修正一次。

水库管理部门和潍坊市防汛抗旱指挥部从8月18日开始已经注意到先前气象台预报出现了大的偏差,或者他们已经接到新的气象台预报,所以从这个时候起不断发出通知,不断地调高水库下泄流量。

在这种情况下,潍坊市防汛抗旱指挥部可以采取三种措施应对:

第一,水库下泄流量大于水库入库流量,争取水库的水位在台风到来之前有所下降,并利用现有的水库库容和期间增加的库容,来应付可能出现的特殊情况。这是最稳妥的措施;

第二,根据经验和主观判断,逐步地缓慢地加大水库下泄流量,但不要求水库下泄流量必须大于水库入库流量,从而增加水库蓄水量,消耗现有的水库库容,水库的水位在台风到来之前必然有所上升。在紧急状态下再加大下泄流量,以保证水库大坝的安全。这是最冒险的措施,因为没有考虑如何应付可能出现的特殊情况,没有留有任何余地;

第三,加大水库下泄流量,保持水库下泄流量与水库入库流量的一致,保证水库的水位在台风到来前不发生变化。利用现有的水库库容,来应付可能出现的特殊情况。这是折中的措施。

从上面的水库蓄水量变化图中可以看到,冶源水库采取了与黑虎山水库、嵩山水库完全不同的措施。在8月18日这一天,冶源水库的蓄水量持续减少,冶源水库的蓄水位减低,大约增加了250万至300万立方米的库容量,可供防洪用。冶源水库采取了第一种最稳妥的措施。8月19日前,冶源水库有可供防洪使用的库容约1900万立方米。而黑虎山水库和嵩山水库在8月18日这一天,水库的蓄水量不但没有减少,而且还增加了,可供防洪使用的库容减少,水库的水位得到抬升。在这个过程中,黑虎山水库蓄水速度超过嵩山水库,增加的蓄水量也比嵩山水库多。在8月18日这一天,黑虎山水库增加蓄水量200万至300万立方米;嵩山水库增加蓄水量100万至200万立方米。黑虎山水库和嵩山水库都采取了第二种最冒风险的措施,而且黑虎山水库比嵩山水库更愿意冒风险。8月19日前,黑虎山水库有可供防洪使用的库容约1000万立方米。后来的资料表明,冶源水库出现的最大入库流量为1730立方米/秒,黑虎山水库的最大入库峰流量是1780立方米/秒,两者相差不大。冶源水库是用1900万立方米的库容去对付这次洪水,黑虎山水库用约1000万立方米的库容去对付同样规模的洪水,这就是采取两种不同措施的不同结果。如果在8月18日这一天,黑虎山水库也是采取与冶源水库一样的措施,不是增加蓄水量200万至300万立方米,而是减少蓄水量200万至300万立方米,那么8月19日前,黑虎山水库有可供防洪使用的库容约1400至1600万立方米,可能就避免这场寿光洪灾。在台风到来前,水库采取什么样的措施,这是关键。

根据jasonng网友提供的资料,冶源水库8月18日17时将泄洪流量提升至50立方米/秒,此后至21时迅速提升至150立方米/秒,19日9时提高至200立方米/秒,19日10时30分提高至300立方米/秒。

根据2018年8月24日澎湃新闻发表的对山东省防汛抗旱总指挥部新闻发言人林荣军的采访,林荣军提供了下面一张图(截屏)。


澎湃新闻:独家曝光寿光上游监测数据:泄洪或延迟,2018年8月24日

桔黄色线是冶源水库的入库流量变化,淡蓝线是冶源水库的出库流量变化,蓝灰线是黑虎山水库的出库流量变化,图中缺少的是黑虎山水库的入库流量变化。根据介绍,黑虎山水库的入库流量变化曲线与冶源水库相差不多。但是还是有区别的,这不妨碍下面的分析。

这张图的X轴代表时间,从2018年8月19日的上午6时开始,到8月22日的中午12时结束。Y轴代表流量,单位是立方米/秒,但是标出的数量出错,多写了一个零,4000应为400立方米/秒,20000应为2000立方米/秒。

如果真如黑虎山水库管理局局长孙明光介绍的那样,19日上午,黑虎山水库入库流量从100、110、120立方米/秒一路上涨,一时一个变化。黑虎山水库的出库流量也从100立方米/秒逐渐增加到500立方米/秒左右。如果黑虎山水库真是按照出库流量等于入库流量这样调节的话,那么水库的水位不会上升,被占用的水库库容量不会再增加,尚存的约1000万立方米水库容量还在。

但是从林荣军提供的图中可以看出,从19日6时到19日18时,黑虎山水库的出库流量依然小于入库流量,两者差别最大在250立方米/秒。按照入库流量平均大于出库流量150立方米/秒计算,到19日18时,黑虎山水库的蓄水量又增加了约650万立方米,可供防洪使用的库容只剩350万立方米。可以说黑虎山水库管理者是见钱(水可以卖钱)不要命。

相反,看看冶源水库,从19日6时到19日15时,冶源水库的出库流量一直大于入库流量。按照出库流量平均大于入库流量100立方米/秒计算,到19日15时,冶源水库又增加可供防洪使用的库容300多万立方米。从19日15时到19日19时,冶源水库一直保持出库流量等于入库流量。这样冶源水库可供防洪使用的库容约2200万立方米。

冶源水库入库洪峰的持续时间不长,但洪峰值很高。笔者以为,这和冶源水库上游的诸多水库和塘堰突然泄洪或者冲沟坝倒塌有关。因为冶源水库在暴雨到来之前,持续地减持水库的蓄水量,使得有约2200万立方米的防洪库容可以用来对付可能出现的非常情况,水库调度能够从容冷静应对,出库流量从400立方米/秒增加到550立方米/秒,然后再最大增加到698立方米/秒(一说700立方米/秒),接着又减少到400立方米/秒。

而黑虎山水库在入库洪峰到来时,所剩的可供防洪的库容已经不多,出库流量在短时间内从150立方米/秒紧接着最大增加到960立方米/秒(一说1160立方米/秒),并基本保持这个水平约八个小时。由于黑虎山水库在暴雨到来之前,持续地增加水库的蓄水量,使得防洪库容所剩无几,当出现了特殊情况,水库调度显得惊慌失措,反应过于偏激,黑虎山水库大泄洪导致了下游寿光的漫堤决口。

预测台风的路径和暴雨的强度是一件不容易的事,但是预测台风的离开时间和暴雨停止的时间,这不是一件难事,因为根据气象卫星云图不难做出准确的判断。在8月19日下午19时入库洪峰到来的时候,就可以比较准确地预测到台风的离开时间和暴雨停止的时间,这是马上就要发生的事情。正如如孙明光介绍的那样,“到晚上8点,雨小了一点,9点基本就停了”。

黑虎山水库的最大入库峰流量达1780立方米/秒,但只持续了很短的时间。如果黑虎山采用冶源水库的调度措施,就能在暴雨到来之前保持尚存约1000万立方米水库容量,甚至增加到约1400至1600万立方米。那样可以将下泄流量减少到600立方米/秒的水平,可以坚持多个小时,从而避免此次寿光洪灾。因为到晚上8点降雨就减小,到晚上9时降雨基本就停了。如果黑虎山水库尚存约1000万立方米水库容量,也还可以让弥河下游的居民免遭洪灾之苦。

小结一下:

虽然最初的气象台预报出现了偏差,但是潍坊市防汛抗旱指挥部从8月18日开始已经注意到先前气象台预报出现了大的偏差,并不断地调高水库下泄流量以应对。8月18日之前的气象台预报出错,是一个可以更正的错误。

对比同一区域内的冶源水库和黑虎山水库在8月18日之后的水库调度措施就可以看到:冶源水库采取了最稳妥的措施,水库下泄流量大于水库入库流量,争取水库的水位在台风到来之前有所下降,并利用现有的水库库容和期间增加的库容,来应付可能出现的特殊情况。而黑虎山水库正好相反,采取了最具有风险的措施,水库下泄流量小于水库入库流量,增加了水库蓄水量,消耗了尚有的水库库容,使之所剩无几。当出现特殊情况的时候(最大入库峰流量达1780立方米/秒),水库调度惊慌失措,最大泄洪流量高达960立方米/秒(一说1160立方米/秒),并基本保持这个水平约八个小时。在水库调度时忽略了可以预见到的在短时间内的台风的离去和降雨的中止。在惊慌失措的状态下,水库管理者看到的是:“水位上得非常快,也上得非常高,曾一度达到汛末蓄水位以上4.7米,非常危险,必须泄洪,否则将会影响大坝的安全,对下游的群众是极不负责任的。”但是没有一个人能够冷静应对。

山东省防汛抗旱总指挥部新闻发言人林荣军拿冶源水库说事,说冶源水库发挥了最大的防洪效益,削减洪峰1000多立方米/秒。其实冶源水库的防洪效益十分有限,它还是把所有的洪水量在短时间内都送到下游寿光了。但是林荣军没有敢拿黑虎山水库来说事,因为在那里看到的只是一个错误接一个错误,最后酿成人祸。用黑虎山水库管理局局长孙明光的话:黑虎山水库还是发挥了重要作用。

 

 

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