王维洛:寿光洪灾原因探讨(四)

——对寿光洪灾质疑的否定之否定

 

 

在寿光洪灾原因探讨(三)一文中指出: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日开始已经注意到这个偏差,并做出调整。可见8月18日之前的气象台预报出错,是一个可以更正的错误。在8月18日之后,冶源和黑虎山两座水库采取了完全不同的措施,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,争取在台风到来之前,可供防洪使用的水库库容有所增加,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,这个过程一直延续到洪峰的出现。此时可供防洪使用的水库库容所剩无几。当最大入库峰流量达1780立方米/秒时,水库调度惊慌失措,水库下泄流量最高达960立方米/秒(一说1160立方米/秒),并持续了很长时间。由于作为中型水库又位于支流上的黑虎山水库下泄流量超过位于主流上的大型水库冶源水库,两座水库的总和下泄流量达1660立方米/秒(或1860立方米/秒),加上没有公布的嵩山水库下泄流量,三座水库的总和下泄流量超过了下游弥河河道的通过能力,导致漫堤决口,酿成严重的寿光洪灾。

本文将讨论央视记者否定的第二问:泄洪河道被违章建筑蚕食导致行洪受阻?

 

 

对寿光洪灾原因探讨(三)做一些补充:

据说当黑虎山水库把下泄流量加大到960立方米/秒(一说1160立方米/秒)时,央视记者正好在离黑虎山大坝最近的青州市王坟镇做现场报道。这里摘录“最爱曼联777”这位网友的一段文字:
央视记者胡杨,你必须给寿光百万人民一个说法!

在人民大众心目中,记者,是一个神圣的职业,是一个十分受人尊崇敬重的职业,也必须是一个实话实说的职业。央视更应该是一个说实话讲实情的與论平台。然而,在8月19日至20日山东省潍坊市受强台风影响,暴雨成灾,地处该市上游的临朐、青州、昌乐市的三处水库以2250立方米/秒的流速向地处下游的寿光市弥河急速大流量泄洪之时,寿光市弥河河水急速上涨,20多处堤坝决口,60多个村庄被洪水淹,上口镇口子旧村洪水漫过屋顶,新村进屋洪水淹至1.3米,市镇村三级干部此时正在连夜现场组织群众转移,老百姓携老带幼,在深夜的哭叫声中转移,寿光大地上一片危险与狼籍……

然而,身为央视记者的胡杨小姐却面带笑容,敝着娘娘腔,手握话筒,在青州市王坟镇做现场报道,报道中振振有词的胡说“王坟镇虽然暴雨成灾,下的这么大,遭这么大的灾,现青州市正在从黑虎山水库向下游泄洪,这次泄洪,并没有给下游造成什么大的影响”。

请问胡杨小姐,你在现场报道的时候,你在讲这些话的时侯,你知道寿光市的市委市政府、镇村干部群众们在干什么吗?你看到过电视剧中播放的逃难民众的景况吗?他们正在转移、逃难和哀嚎,而你却面带笑容的在向全国人民报道“下游没什么压力!没给下游造成什么影响。”

水库泄洪水猛于虎,这位央视记者是真不知道还是在演戏?

六、为什么水库泄洪水流的破坏能力特别大?

老子说:“上善若水。水善利万物而不争,处众人之所恶,故几于道。”中国的政治家喜欢把“上善若水”的字幅挂在办公室里、挂在客厅里。至于古人为什么认为“上善若水”,大概没有几个人明白的。水善利万物而不争,是因为水的位置处于众人之所恶,就是处于卑下的最低处。

中华人民共和国成立之初,毛泽东向斯大林取经,从苏联那里学来了“既能防洪又能抗旱的”水库大坝工程。在不到七十年的时间中,中国拥有了世界一半的水库大坝。所以水库大坝工程是从外国引进的意识形态和方法,不是中国传统水利大国之所长。

水库蓄水,水不是处于低处,而是处于高处。水处于高处,就失去了“水善利万物而不争”的所有优点,成为一个很大的风险因素。水处的位置越高,这个风险就越大。根据孙明光局长的介绍,黑虎山水库库底海拔高度为136米,远远高于水库附近的临朐县县城地面,比秦池酒厂烟囱(曾是临朐县最高建筑物)的顶端还高出33米。2018年8月19日黑虎山水库的最高蓄水位为海拔167.84米。依据http://www.mapcoordinates.net/提供的资料,黑虎山水库大坝下面的海拔高度为约126米。最高蓄水位167.84米与坝下高程差为41.84米。

水库泄洪水流的流速要大于一般洪水的水流流速,这是因为水库大坝壅高了水位,水库泄洪就增加了一个由于高程差而产生的速度。如果水在大坝处的初始速度为X,
41.84米的高程差,黑虎山水库下泄水流到底坝下的速度就是X加上28.6米/秒。就算初始速度X等于零,这28.6米/秒的速度超过每小时一百公里的速度。这是理论上的最大值。由于黑虎山水库的下泄洪水是通过溢洪道或者泄洪道排泄的,泄洪道的边坡和底部都会产生摩擦力,阻碍水流的前进。实际的流速低于理论最大值。所以在实践中往往在理论最大值的前面再乘以一个小于一但大于零的系数予以修正。

水的破坏力在于水的能量。物体由于运动而具有的能量,称为物体的动能。动能的大小为物体质量与速度平方乘积的二分之一。水流的破坏能力来自动能,水流动速度越快,动能越大,破坏力也越大。如果速度增加一倍,动能是原来的四倍。如果水处于众人之所恶的最低处,水流速度等于零,动能等于零,破坏力也等于零。

显然,央视记者没有看到黑虎山水库下泄洪水的这种破坏性危害,信口开河地说:“这次泄洪,并没有给下游造成什么大的影响”。黑虎山水库刚刚开始大流量泄洪,洪水还没有到达下游,央视记者怎么能够先知先觉地确定,这次泄洪没有给下游造成什么大的影响?

最新的科学研究表明,大流量的水库泄洪可能会形成立波,而立波的传播的速度更快,破坏力更大。海啸就是以立波形式推进的。不久前笔者在泰国考拉克参观了海啸纪念馆。2004年印尼大海啸重创了泰国南部,一艘泰国海军巡逻艇被海啸冲到岸上两公里外的地方,可见海啸立波力量之大。如今,这艘泰国海军巡逻艇成为海啸纪念馆的展品。对于水库泄洪的这个新认识来自科学家对三峡工程下泄洪水的观察和研究。

长江水利委员会水文局的程海云、陈力和许银山在《人民长江》杂志二○一六年第十一期上发表《断波及其在上荆江河段传播特性研究》的文章指出:三峡水库投入运行后,其下游荆江河段洪水传播特性发生了一系列变化,主要表现为洪水传播时间明显缩短。大坝下游上荆江河段(宜昌至石首)洪水总传播时间由天然洪水的三十小时左右最短缩为六小时。文章指出,三峡工程在防洪和应急调度期间,致使下泄流量在较短时间内发生很大变化。此时,三峡工程下泄水流具有突变特徵,形成不连续波,称为急变洪水波。水库溃坝洪水波、潮汐涌波、闸坝启闭时的泄水波也同属于急变洪水波。急变洪水波形成过程中,大都可能形成断波,也就是人们常说的立波。

天然洪水是运动波,而三峡工程下泄流量则不同于自然洪水,是断波,是立波,两者的区别在于波高和波速。断波的波高比运动波高出许多,如海啸形成的立波。断波的波速更是大于相同流量的运动波的波速,断波波高越大波速越快。程海云等以宜昌站为例加以说明:自然流量为每秒二万立方米时,平均流速为每秒一点五六米(即每小时五点六公里),自然流量为每秒四万五千立方米时,平均流速为每秒二点四二米(即每小时八点七公里)。而当三峡水库泄洪,流量由每秒二万立方米时骤然增加至每秒四万五千立方米时,形成断波,速度可高达每秒十八米(即每小时六十四点八公里)。

当三峡工程下泄洪水总传播时间由天然洪水的三十小时左右缩短为六小时,速度是天然洪水的五倍,下泄洪水的破坏力就是天然洪水的二十五倍。用土石堆砌起来的长江干堤,显然是无法承受下泄洪水如此大的破坏力,致使大坝下游地区的经常发生崩塌与溃堤,防洪形势更加险峻。中央政府需要不断地大量投资修补长江大堤,而这钱从三峡工程开建以来到现在,乃至到未来的几十年,都要老百姓承担。

三峡工程大流量泄洪形成立波,而立波的传播的速度更快,破坏力更大。这个规律也适用于其他水库的大流量泄洪或者泄洪流量的突变。人们对水库泄洪的破坏力应该有一个新的认识,尽快采取一些措施,而不应该停留在老的、过时的认识上。

下面讨论央视记者文章中的第二问:泄洪河道被违章建筑蚕食导致行洪受阻?

先将央视记者文章中的回答摘录如下:

“针对网络传言泄洪河道被蔬菜大棚、养殖场等违章建筑蚕食,行洪受阻的传闻是否真实呢?

为了求证事实,央视财经记者利用无人机沿着弥河寿光段上游飞行观察,河道内洪水已退去,露出了两边的河床,河道内除了挖沙留下的几处坑之外,并没有发现阻塞河道的农业设施,整个河道是畅通的。

但是此次寿光依旧出现漫堤决口、农田被淹的险情发生。山东省寿光市水利局副局长范荣誉解释,由于雨水过大,加上受第一次台风的影响,河槽中已经蓄满水,导致主河槽的滞洪作用消失,随着降雨量的增加,往下游的流量逐步加大,才出现的问题。

山东省寿光市气象局局长王勇强介绍说,19日这一天占2017年全年降水量的53%。从全世界范围来看,夏天的局地雷暴雨预报都很困难,国内主要按照等级预报。“摩羯”、“温比亚”两个台风接连而来,降水叠加之下,使得降雨量如此之大,完全超出了预期。王勇说他从上班以来没有见过这样的强降雨。”

央视财经记者利用无人机沿着弥河寿光段上游飞行观察,这是她得到的第一手资料。从无人机获得的影像中可以看到:“河道内洪水已退去,露出了两边的河床,河道内除了挖沙留下的几处坑之外,并没有发现阻塞河道的农业设施,整个河道是畅通的”。可见网络传言泄洪河道被蔬菜大棚、养殖场等违章建筑蚕食,行洪受阻等等,都是不真实的。

其实,泄洪河道是否被蔬菜大棚、养殖场等违章建筑蚕食,使得行洪受阻,这不是导致寿光洪灾的主要原因,最多只是次要原因。弥河上游冶原和黑虎山两座水库的下泄流量高达1860立方米/秒,冶原、黑虎山和嵩山三座水库的下泄流量超过2000立方米/秒,可能达到2250立方米/秒,流速又是如此之高,又可能形成立波,就是原来的河道中种有植物,或盖有蔬菜大棚或者养殖场等,在洪水的摧枯拉朽之力的冲击下,早已不见踪影了。洪水过后,无人机没有发现阻塞河道的农业设施,说明整个河道是畅通的。但是这并不能说明,在弥河上游三座水库巨大的下泄洪流到来之前,河道里没有种有植物,没有盖有蔬菜大棚,没有养殖场等。

笔者在这里要指出的是,使得行洪受阻的主要人工拦河构筑物,是寿光水务控股集团在弥河上的拦河闸坝等工程。央视财经记者利用无人机沿着弥河寿光段飞行时,应该看到这些拦河闸坝。

寿光洪灾原因探讨(一)中提到的2108年8月19日寿光市人民政府防汛抗旱指挥部办公室发布的(寿汛旱办电(2018)28号)《关于弥河上游水库加大流量泄洪的紧急通知》,收件人各有关镇(街道),寿光水务控股集团。《紧急通知》特别提到“请水务集团做好所辖拦河闸坝等工程的调度运行”。

可见弥河上的拦河闸坝等工程,归寿光水务控股集团调度运行,是寿光市的最主要的水利设施,对弥河河道的行洪有重大影响。

在2108年8月19日寿光市人民政府防汛抗旱指挥部办公室发布的(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》中,只提到“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”。收件人为各有关镇(街道)及市防指成员单位,并没有单列寿光水务控股集团,也没有要求水务集团做好所辖拦河闸坝等工程的调度运行。可以逻辑推理,在上游冶原、黑虎山和嵩山三座水库的下泄流量超过2000立方米/秒、可能达到2250立方米/秒的情况下,寿光水务控股集团对弥河拦河闸坝等工程的调度运行,已经不起作用,可能起到阻碍作用。

而在2108年8月26日寿光市人民政府防汛抗旱指挥部办公室发布的(寿汛旱办电(2018)62号)《关于水库泄洪的紧急通知》中又提到“水务集团要密切观察水位水量变化情况,做好闸坝调度运行工作”(参见寿光洪灾原因探讨(二))。可见此时寿光水务控股集团对弥河拦河闸坝等工程又起作用了。

弥河上最大的拦河闸坝为弥河寒桥拦河闸工程。

寿光市是中国首批所谓的国家生态园林城市,弥河风景区是其最主要的组成要素。寒桥拦河闸工程位于弥河风景区的最北端也是最下游端。利用拦河闸壅高弥河水位,形成一个南起王口桥的总长7公里的人工湖区。这个人工湖区两边是公园、欧洲村欧式商住楼,建造了许多水景房,建成区面积200余万平方米,现已经成为寿光城区一条亮丽的风景线,是潍坊市十大免费景点之一。

寒桥拦河坝总长228.4米,拦河闸门高度4.5米,挡水高度4.2米,设计流量2000立方米/秒。寒桥拦河闸以上弥河的河宽超过150米,形成一个人工湖。寒桥拦河闸以下弥河分为两条河,两条河道的宽都不超过30米。在平原地区,下游河道比上游河道还要狭窄,这符合自然生态规律吗?

资料来源:谷歌地图,弥河和寒桥拦河闸工程

网络照片:寿光寒桥拦河闸工程

弥河公园的欧式别墅,http://sgyl.shouguang.gov.cn/sgylst/sgylst_jqgy/201411/t20141105_57982.html

据相关资料记载,弥河上共有10座这样的拦河闸。据说建造这些拦河闸的目的是为了增强弥河的拦蓄功能,增大回灌补源水量,提升地下水位,进一步改善了弥河两岸的生态环境。这些人工拦河闸工程在防洪、排涝、蓄水、灌溉等方面可以发挥重要作用。

利用谷歌地图和卫星照片就可以看到,弥河河道不再是自然河道,有主河床、河漫滩,而是完全经过人工改造的河道,一段宽,一段窄或者一点窄,在宽河道和窄河道突变的地方,就建有拦河闸工程,为了壅高河流的水位,为了制造水景。从形态上来说,弥河有点象德国的灌香肠,一段段香肠之间用绳子捆紧。

这样,弥河上拦河闸工程的设计通过流量就成为弥河最大通过能力颈项。目前已知的是寒桥拦河闸工程的设计通过流量为2000立方米/秒。这里必须指出的是,寒桥拦河闸工程通过流量为2000立方米/秒的这个设计是存在很大问题的,因为1963年7月20日曾出现过4380立方/秒的洪峰流量。

寒桥拦河闸工程通过流量为2000立方米/秒,这是弥河的最大通过能力。这就不难理解,为什么寿光市人民政府防汛抗旱指挥部办公室在8月19日这一天发布的最后一份特急传真电报中只提到“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。”

这个出库流量1700立方米/秒,实际只是冶原和黑虎山两座水库的泄洪流量,加上区间来说,没有超过拦河闸工程的设计通过流量2000立方米/秒。

如果这个出库流量1700立方米/秒在加上嵩山水库的泄洪流量,那么冶原、黑虎山和嵩山三大水库的合计泄洪流量就超过了寒桥拦河闸工程设计通过流量2000立方米/秒。

寿光当地的老百姓,特别是基层领导干部,他们脑袋中应该对弥河拦河闸工程的通过能力有个总体的评判。如果寿光市人民政府防汛抗旱指挥部办公室的特级传真电报中称三大水库的合计泄洪流量为1700立方米/秒时,基层领导干部会认为,1700立方米/秒泄洪流量可以安全通过弥河河道,通过诸多的弥河拦河闸工程,不会导致溃堤。当然,这些基层领导干部在这样的外部条件下,自然不会注意到文件中的冶原、淌水崖和黑虎山这三水库不是冶原、黑虎山和嵩山那三大水库,冶原、淌水崖和黑虎山三水库的合计出库流量其实只是冶原和黑虎山两座水库的合计出库流量,这里缺少了嵩山水库的几百立方米/秒的泄洪流量。寿光市人民政府防汛抗旱指挥部办公室的特级传真电报中没有把嵩山水库的几百立方米/秒的泄洪流量计算在内,但是弥河河道中的水流量并不是听从特级传真电报的命令,它是不会掩盖谎言的。

央视记者借山东省寿光市水利局副局长范荣誉的话来否定质疑:“由于雨水过大,加上受第一次台风的影响,河槽中已经蓄满水,导致主河槽的滞洪作用消失,随着降雨量的增加,往下游的流量逐步加大,才出现的问题”。范荣誉副局长忘记了弥河上建有十座拦河闸工程。拦河闸工程的任务就是壅高水位,使得河槽中蓄满水,有一个悦人的水景。寿光市可以利用水景开发房地产市场,促进经济发展。弥河自然河流河槽的滞洪作用已经随着十座拦河闸工程的建造而消失。

不知道读者是否注意到,在最初媒体关于寿光洪灾的报导时都采用了“上游水库开闸泄洪,位于下游寿光境内沿河的村庄被倒灌的河水淹成了一片泽国”。为什么沿河村庄被倒灌的河水淹成了一片泽国?在什么情况下会发生河水倒灌?河水倒灌与拦河闸工程是什么关系?

还有,不知道读者是否注意到,这次寿光水灾,受淹的都是村庄、农民的住家、蔬菜种植大棚、畜牧场、农田等等,而没有看到弥河两边的那些水景房,那些欧式别墅等被淹的情景。这又是为什么?

这些问题留给读者思考和讨论。

现在对央视记者文章中的第二问“泄洪河道被违章建筑蚕食导致行洪受阻?”做一个小结:

央视记者在洪水过后,利用无人机对弥河河道进行拍摄,没有发现有阻塞河道的农业设施,想以此证明整个河道是畅通的。但是这并不能说明,在弥河上游三座水库巨大的下泄洪流到来之前,弥河河道里没有种有植物,没有盖有蔬菜大棚,没有养殖场等。因为冶原、黑虎山和嵩山三座水库的下泄流量如此之大,流速又是如此之高,就是原来的河道中种有植物,或盖有蔬菜大棚或者养殖场等,在洪水的摧枯拉朽之力的冲击下,也早已不见踪影了。其实,泄洪河道是否被蔬菜大棚、养殖场等违章建筑蚕食,使得行洪受阻,这不是导致寿光洪灾的主要原因,最多只是次要原因。

弥河上建有十座拦河闸工程,弥河河道经过人工强力改造,形成一段宽,一段窄或者一点窄的河态,弥河拦河闸工程的设计通过流量就成为弥河的最大通过能力。目前已知的是寒桥拦河闸工程的设计通过流量为2000立方米/秒。

寿光市人民政府防汛抗旱指挥部办公室在8月19日这一天发布的最后一份特急传真电报中只提到“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。”这份特急传真电报有意掩盖了嵩山水库的泄洪流量,掩盖冶原、黑虎山和嵩山三大水库的合计泄洪流量已经超过了寒桥拦河闸工程设计通过流量2000立方米/秒这个事实。水库泄洪流量超过拦河闸工程设计通过流量,形成河水水位抬升、河水倒灌,导致20多处堤坝决口,60多个村庄被洪水淹。

 

 

 

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