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王維洛:北京永定河分洪加重河北省涿州市洪水災害的實證

——涿州洪水的靈魂三問

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涿州洪水

河北省涿州市是中國古代著名地理學家酈道元(466年或472年至527年)的故鄉。酈道元著有《水經注》,記錄了中國1252條河流。據傳,酈道元本是天庭水神,統領地上江河龍神,承天旨密授世人以天機[1]。日本地理學家米倉二郎稱酈道元為「中世紀全世界最偉大的地理學家」。世界地理界研究酈道元學說的人頗多,形成了一門「酈學」。鄰居陳橋驛教授是「酈學」研究的泰斗,有《水經注研究》、《水經註疏》等著作。

2023年7月底、八月初河北省涿州市遭受重大洪災,水神酈道元的故鄉被淹。淹沒涿州市的到底是什麼洪水?洪水從哪裏來?洪水到哪裏去?這是必須回答的問題。

經過初步分析、研究,淹沒涿州市的部分洪水是來自北京永定河的洪水,是通過永定河盧溝橋分洪樞紐的調控,經過小清河流入涿州市境內,與來自拒馬河等河流的洪水匯合,形成淹沒涿州的大洪水。永定河分洪開始的時間應該不晚於2023年7月31日下午。在沒有建設雄安新區之前,涿州市的洪水應該通過白溝河進入到南邊的白洋淀;在設置雄安新區之後,涿州市的洪水將經過新蓋房分洪樞紐的調控,通過大清河河道向東進入東淀蓄滯洪區。為了防止達到新蓋房分洪樞紐的洪水流量過大,使得分洪樞紐失去調控功能,所以在涿州分洪,淹了水神酈道元的故鄉,避免了洪水威脅雄安新區的風險。

2023年7月31日下午傳來北京盧溝橋斷了的消息。後北京豐臺出面回應指出,系分洪導致小清河橋坍塌。官網的這條闢謠,證實了當時北京正在分洪,將永定河的部分洪水引向小清河,通過小清河引向涿州!

圖1:2023年7月31日下午位於永定河盧溝橋分洪樞紐處的小清河橋坍塌,圖片來源:REUTERS– TINGSHU WANG

圖2:系分洪致小清河橋坍塌,圖片來源:搜狐屏

下面容筆者一一道來。

一、海河流域與北京五大水系

根據新華社報道,2023年7月底海河流域子牙河、永定河、大清河曾相繼發生編號洪水[2]。

海河流域有兩個概念,一個是大海河流域(又稱渤海灣水系),包括海河、灤河和徒駭馬頰河三個大河流域(圖3);一個是(小)海河流域,包括北運河(北支)、永定河(西北支)、大清河(西支)、子牙河(西南支)、南運河(南支)五個水系(圖4)。北支水系的北運河包括潮白河、薊運河和北運河。這裏必須補充的是,海河流域還有一條重要的人工河流,就是南水北調中線工程乾渠。不久還將增加南水北調東線工程乾渠。

水利部海河水利委員會郭勇在《海河流域水生態環境現狀與治理體系》[3]的報告中指出:海河流域的大中型閘垻數量共149座,居中國幾大流域之首。郭勇還指出:海河流域水生態退化問題突出,河流廊道/流態非連續性突出。海河流域呈現三段分佈特徵(山區段、平原段、濱海段)。上游山區大量水庫建設(近2000座),河流流量的70%以上被截留;平原閘垻林立,渠道、灌區密佈,閘垻下泄生態水量不足,水系地表水資源嚴重匱乏,河流物理連續性極差,河流動力學過程基本消失。

如果海河流域的近2000座水庫大壩,包括全國各流域中數量最多的149座大中型閘垻,對洪水有巨大的調控能力,可以容納2023年7月底、8月初降雨所形成的地表徑流。但是海河流域的近2000座水庫大壩在暴雨到來之前,水庫里基本是裝滿了水的,有的水還是千里迢迢從其他流域調來的,從黃河花錢調來的。

圖3:海河流域(又稱渤海灣水系),圖片來源:百度百科

圖4:海河流域的五大水系,圖片來源:百度百科

海河流域東臨渤海灣,西倚太行山,南臨黃河,北接蒙古高原。流域總面積32.06萬平方公里(一說31.8萬平方公里),佔全國總面積的3.3%[4]。

北京有五大水系

永定河水系;

潮白河水系;

北運河水系;

大清河水系;

薊運河水系(泃河)。

如果把潮白河、薊運河(泃河)與北運河都歸入北支北運河,北京涉及海河流域的三大水係為永定河、大清河和北運河。

圖5:北京的五大水系,圖片來源:如圖所示

此次暴雨,在北京主要集中在門頭溝河房山。北京門頭溝主要屬於永定河流域,北京房山主要屬於大清河流域(拒馬河)。門頭溝的洪水向永定河下游輸送,經蘆溝橋、廊坊、天津、經過永定新河進入渤海。而房山的洪水通過拒馬河經涿州再到大清河,原來應該經雄安進入白洋淀,然後經趙王新河進渤海。在沒有人為干涉下,永定河的洪水是不會進入大清河流域,不會流到酈道元的故鄉涿州的。

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二、北京、涿州和雄安新區、白洋淀的關係

2017年4月1日中共中央、國務院宣佈建設雄安新區的決定,並由工程院院士、原上海市市長、原工程院院長徐匡迪出面解釋雄安新區的選址。

徐匡迪首先解釋說,「這是來源於中國傳統文化關於城市建設的『山川定位』立軸線的哲學思想。」按照中國傳統南北軸線理論來看,北京城市中軸線南延下來正好是霸州,但因為霸州地質情況不是很好,不適合建新城。經在附近尋找,最後在5個選址中敲定雄縣、容城、安新三個區域聯合起來叫「雄安新區」。

「先有潭柘寺,後有北京城。」徐匡迪稱,潭柘寺歷史比北京城還要早五百年,雄安新區正好位於潭柘寺這條千年南北軸線正下方,而潭柘寺又和通州城市副中心以北京中軸線成對稱佈局(圖6)。這根南北向的中軸線又被稱為中華千年中軸線。

圖6:北京門頭溝潭枳寺至雄安新區的中軸線,中間正好是涿州,圖片來源:網絡截屏

雖然北京門頭溝的潭枳寺與涿州、雄安新區、白洋淀在一條南北向的軸線上,但是分屬兩個不同的水系:潭枳寺所在的門頭溝有永定河幹流流過,屬於永定河水系;涿州與雄安新區、白洋淀屬於大清河水系。

再強調一次,在沒有人為干涉下,永定河的洪水是不可能進入大清河水系的,也就是說,不可能進入涿州,淹沒涿州的土地的。

三、北京盧溝橋斷了?

也許有一些讀者還記得,2023年7月31日下午傳來北京盧溝橋斷了的消息[5]。

盧溝橋在北京、在中國也非常著名。北京盧溝曉月是著名的燕京八景之一。燕京八景始於金章宗在位期間,大約1190年至1208年。盧溝橋則始建於1189年,1192年完工。清康熙37年(1698年)盧溝橋毀於洪水,盧溝橋重建。對於筆者來說,盧溝橋的建設規模就說明了當年永定河的最小寬度。1698年盧溝橋毀於洪水,可見當時的洪水比如今更大。1937年7月7日爆發七七事變,揭開了中國全面抗日戰爭的序幕,盧溝橋的名氣就更大了。

北京盧溝橋斷了的消息傳得很快,而且還有好幾個視頻。從視頻從可以看到:水面上有兩座橋,後面一座橋高,前面一座橋低。前面的那座低橋的一個橋墩不見了,橋塌了,正好有幾輛橋車跌入水中(圖1)。有人問:車上有沒有人?有人答:你看車燈還在閃,車上有人!

接着就傳來闢謠的消息,說是盧溝老橋沒有垮,而是盧溝新橋垮了。然後又是對報道的修正,盧溝新橋沒有垮,而是小清河橋坍塌了,系分洪所致(圖2)!

幾百年前建造的盧溝老橋沒有垮,而新建於1971年9月、2022年經過大修的小清河橋卻坍塌了。很多人會關注小清河橋的工程質量和大修質量。筆者關注的是報道中的「分洪」兩字!什麼洪水(自然洪水還是人為干涉後的分洪洪水)?洪水從哪裏來?又把洪水分到哪裏去?

四、永定河盧溝橋分洪樞紐

小清河橋坍塌之處真好是永定河盧溝橋分洪樞紐。

圖7:盧溝橋和永定河盧溝橋分洪樞紐,圖片來源:谷歌地圖

倒塌的橋樑就是谷歌地圖中位於G107公路橋前面的那座橋,叫小清河橋。小清河屬於大清河流域,小清河流經涿州市,匯入白溝,至雄縣的新蓋房分洪樞紐,或匯入大清河或向南流入白洋淀。G107公路橋是盧溝新橋,就是圖1照片中位於後面的高橋。古老的永定河盧溝橋還在後面,就是圖中紅色圓圈所指明之處。盧溝橋的後面是盧溝橋分洪樞紐的攔河閘及分洪閘。

盧溝橋分洪樞紐工程於1985年春開工,1986年底基本完成。盧溝橋分洪樞紐工程具有

有分洪功能,據說能夠解決了永定河分洪問題,提高了永定河的防洪標準。

回到谷歌地圖。圖中Yongding River字的下面便是,盧溝橋分洪樞紐的擋水牆和泄流通道。用谷歌地圖的測距工具,永定河擋水牆長約400米;泄流通道截面長約50米。就是說,永定河大洪水不可能全部下泄到永定河下游的,因為泄流通道截面只是總截面的九分之一。部分的洪水需要通過盧溝橋分洪樞紐的分洪功能,先進入左下方的水體,即大寧水庫。然後通過大寧水庫將洪水送到小清河去。

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大寧水庫建於1959年(又是一座大躍進年代的產物),是一座平原水庫,原設計庫容330萬立方米。後將水庫圍堤及大壩加高,並深挖庫底,以增加水庫庫容。通過擴建工程,大寧水庫的總庫容為3600萬立方米,最大泄量每秒3143立方米。

如果永定河下游的洪水還是太太,下面還是有一條分洪的渠道將永定河的部分洪水再分流到小清河。

圖8:盧溝橋分洪樞紐的組成,圖片來源:百度百科

圖9:盧溝橋分洪樞紐的組成(衛星照片),圖片來源:百度百科

最後來看看盧溝橋分洪樞紐的「精妙」設計。前面提到,老盧溝橋的上游是盧溝橋分洪樞紐的永定河攔河閘和小清河分洪閘(圖10)。永定河攔河閘和小清河分洪閘呈一字形佈置,從外部看,無法區分這一連串的閘門有完全不同的功能,其中暗藏了分洪功能。筆者掌握的資料,永定河攔河閘18孔,小清河分洪閘擴建至15孔,可見分洪功能相當大。當洪水超過永定河安全流量,可由小清河分洪閘將部分洪水分入大寧水庫,經過大寧水庫的滯洪削峰,再進入水庫下游的小清河。

人們看不到盧溝橋分洪樞紐的分洪過程,但是盧溝橋分洪樞紐卻十分隱蔽地、又十分有效地將北京永定河的洪水分泄到下游的涿州市。但是如圖1所示,盧溝橋分洪樞紐的分洪洪水,能夠衝垮小清河橋的橋墩,可見分洪量相當大,而且洪水流速相當高,破壞力極大。按照設計,最大分洪流量達到每秒3143立方米。網傳涿州市市委主要領導人主動要求承接北京的分洪,應該是承接來自北京盧溝橋分洪樞紐的分洪。

圖10:盧溝橋分洪樞紐的永定河攔河閘和小清河分洪閘,圖片來源:百度百科

圖11:盧溝橋分洪樞紐結構,圖片來源:百度百科

圖12:永定河盧溝橋分洪樞紐與永定河、小清河以及涿州的關係,圖片來源:百度百科

圖13:小清河在涿州與北拒馬河、白溝等河流的相接,圖片來源:谷歌地圖

圖12展示了永定河盧溝橋分洪樞紐與永定河、小清河以及涿州的關係。如《百度百科》在永定河盧溝橋分洪樞紐字條中指出:小清河的洪害主要來自永定河分洪,其災情大小與永定河分洪洪水大小相關[6]。

圖13展示了小清河在涿州與北拒馬河、白溝等河流的相接情況。從河流相接的形狀可以看出,有嚴重的人為干預的痕跡。

根據自由亞洲電台報道[7]:8月2日凌晨,在涿州白溝河茨村,政府派人偷挖大橋西堤,被村民發現並制止但不成功,現場村民與警察爆發對峙,最終多名村民被警方強行帶走;而該村最終亦因大堤「出現決口」而全村被水淹沒,村民需連夜撤離。這裏的白溝河,正好是永定河分洪洪水所要經過的地方。

五、盧溝橋分洪樞紐下游的永定河為地上河,左岸河堤比右岸高

盧溝橋分洪樞紐下游的永定河,一直到梁各莊,均為地上河。就是說,這一段永定河就是一段小黃河,河床的高程高於河堤兩側的地面高程。一旦盧溝橋河道內的洪水溢出河堤,對永定河兩岸的人民生命財產威脅很大。所以在河堤設計與建設時,永定河左右岸河堤採用了不同的高度。任東紅、郭英卓、馮亞耐在《永定河洪水調度方案研究》[8]一文中指出:永定河盧溝橋至梁各莊段河道長約57公里,兩岸堤防經過整治,部分內坡已完成護砌,左右堤已基本達到泄流每秒2500立方米的標準,左堤超高2.5米,右堤超高1.5米。

從這段文字中可以看出,盧溝橋分洪樞紐下泄洪水的流量一般為每秒2500立方米,而盧溝橋分洪樞紐把洪水分到小清河的最大值可以達到每秒3143立方米。

任東紅等在文章中討論了不同的永定河洪水調度方案,其中第四個調度方案就是盧梁段右堤棄守方式,選擇向小清河行洪區和清北分洪的合適的分洪口門位置。任東紅等指出:盧溝橋樞紐由永定河攔河閘、小清河分洪閘和大寧水庫組成,是永定河分泄洪水入小清河的控制性樞紐。攔河閘設計最大泄量每秒6700立方米。分洪閘位於河道右側。設計最大分洪流量每秒2925立方米。擴建後最大分洪流量將由原設計的每秒2925立方米,提高到每秒3730立方米。永定河滯洪水庫位於盧溝橋以下永定河稻田及馬廠河段內,距北京市區約20公里,水庫控制了官廳山峽1600平方公里的流域面積,其主要任務是防洪。在不改變盧溝橋分洪樞紐運用方式的情況下,經大寧水庫和滯洪水庫聯合調度,在永定河發生100年一遇洪水時。劉莊口門不分洪,大寧水庫向小清河泄流每秒214立方米,將小清河分洪區的使用機遇由50年一遇提高到100年一遇。盧溝橋樞紐研究了閘上來流超過每秒1500、2000、2500、3000立方米提小清河分洪閘分洪方案。與現狀超過每秒2500立方米開始提閘分洪方案相比,每秒1500和2000立方米分洪方案提前運用了滯洪水庫的防洪庫容,將導致滯洪水庫不能防禦100年一遇洪水,使滯洪水庫達不到設計效益:每秒3000立方米分洪方案則會加大永定河下游的洪災損失。改變永定河現狀防洪格局。推薦採用每秒超過250立方米提小清河分洪閘方案。

雖然任東紅等的文章發表於2006年,但是文章證實了永定河洪水調度方案中早就有了將永定河的部分洪水通過盧溝橋樞紐送人小清河的具體操作方案。

初步結論是:淹沒涿州市的部分洪水是來自北京永定河的洪水。自北京門頭溝的永定河洪水,通過永定河盧溝橋分洪樞紐的分洪,將永定河的部分洪水通過大寧水庫進入小清河,通過小清河流入涿州市境內,與來自拒馬河等河流的洪水匯合,形成淹沒涿州的大洪水。永定河盧溝橋分洪樞紐開始分洪的時間應該不晚於2023年7月31日下午。在沒有建設雄安新區之前,涿州市的洪水應該通過白溝河進入到南邊的白洋淀;在設置雄安新區之後,涿州市的洪水將經過新蓋房分洪樞紐的調控,通過大清河河道向東進入東淀蓄滯洪區。為了防止達到新蓋房分洪樞紐的洪水流量過大,使得分洪樞紐失去調控功能,所以在涿州分洪,淹了水神酈道元的故鄉。

[1]李唐風:野史雜論水淹涿州,《看中國》,2023年8月5日,https://kzg.secretchina.com/news/gb/2023/08/05/1042200.html

[2]新華社:海河流域上游主要河道水位平穩回落,2023年8月4日,刊登在《中國網》,http://news.china.com.cn/2023-08/04/content_98210820.shtml

[3]水利部海河水利委員會郭勇:海河流域水生態環境現狀與治理體系,中國與歐洲水論壇,2018年10月,https://cewp.eu/sites/default/files/files/High-Level%20Conference%20Beijing%202018/Source%20to%20Sea_11_The%20ecological%20environment%20in%20Haihe%20River%20Basin%20and%20its%20governance%20system_Guo.pdf

[4]百度百科:海河流域,https://baike.baidu.com/item/%E6%B5%B7%E6%B2%B3%E6%B5%81%E5%9F%9F/7590848,

維基百科:海河流域,

[5]新黃河:網傳暴雨致盧溝橋坍塌,北京豐臺回應:系分洪致小清河橋坍塌,2023年7月31日,刊登在《搜狐網》,https://www.sohu.com/a/707753063_121347613

[6]百度百科:永定河盧溝橋分洪樞紐,https://baike.baidu.com/item/%E6%B0%B8%E5%AE%9A%E6%B2%B3%E5%8D%A2%E6%B2%9F%E6%A1%A5%E5%88%86%E6%B4%AA%E6%9E%A2%E7%BA%BD/24485001

[7]【華北水災】涿州政府「偷挖大堤」致全村淹事前爆警民對峙,自由亞洲電台,2023年8月4日,https://www.rfa.org/cantonese/news/dam-08042023041221.html

[8]任東紅,郭英卓,馮亞耐:永定河洪水調度方案研究,海河水利,2006年第5期,http://106.37.81.211:8082/images/sjsimages/pdf/qk/hhsl/hhsl2006/0605pdf/060509.pdf

阿波羅網責任編輯:李廣松

來源:議報

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