鄭 昕 張長偉 王新濤 郭東光 歐陽銘葛
(1.新疆維吾爾自治區(qū)水利廳水旱災(zāi)害防御處,烏魯木齊 830099;2.新疆維吾爾自治區(qū)水利廳防汛抗旱服務(wù)中心,烏魯木齊 830099)
麥茲巴赫冰川堰塞湖位于吉爾吉斯斯坦境內(nèi)阿克蘇河支流庫瑪拉克河上游的伊利爾切克冰川南北兩支交匯處(42°12′02″N,79°50′32″E),是典型的冰川阻塞湖。伊利爾切克冰川北支退縮使得冰川前緣形成湖盆,而南支阻塞湖盆形成冰壩,從而產(chǎn)生麥茲巴赫冰川堰塞湖。麥茲巴赫冰川湖為阿克蘇河支流庫瑪拉克河河源區(qū),庫瑪拉克河與托什干河在距離阿克蘇市西大橋以上12 km處匯合而成阿克蘇河(圖1)。根據(jù)目前的研究,麥茲巴赫冰川堰塞湖潰決機理是由于冰川融水不斷地流入冰川湖,當湖水達到一定深度,會使冰壩漂浮起來,這時冰壩會打開冰下通道,湖水開始排出。當湖面水位下降到一定程度,漂浮的冰壩會下降再次阻塞冰湖,排水結(jié)束,并再次凍結(jié)底部[1]。
圖1 麥茲巴赫冰川湖地理位置示意圖
麥茲巴赫冰川堰塞湖潰決洪水多發(fā)于夏秋季[2],主要集中在每年7—9月,與冰川表面的強烈消融季節(jié)相一致。麥茲巴赫冰川堰塞湖潰決發(fā)生洪水的頻率高,且具有突發(fā)性。據(jù)水文資料統(tǒng)計,1932—2010 年共發(fā)生突發(fā)性排水64 次,頻率高達92.7%。冰川堰塞湖突發(fā)性主要是洪水形成的突發(fā)性、出現(xiàn)時間的隨機性以及洪水過程的不確定性造成[3]。冰川堰塞湖潰決洪水漲水緩慢,落水迅速,夏、秋季節(jié)受高溫融雪(冰)影響,在山區(qū)河流中形成冰雪消融型洪水,而多數(shù)突發(fā)洪水疊加于該消融型洪水之上,從而在徑流過程中表現(xiàn)為漲水緩慢,至少連漲3 d,過了峰頂,然后迅速下落。洪水歷時7~8 d,漲幅流量至少600 m3/s,漲水期占總歷時的80%。
據(jù)應(yīng)急管理部風(fēng)險監(jiān)測和綜合減災(zāi)司、新疆維吾爾自治區(qū)生態(tài)氣象和衛(wèi)星遙感中心相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析,從2022年6月1日起,冰川堰塞湖面積逐漸增大,特別是受當?shù)馗邷赜绊懀? 月23 日至7 月10 日冰川加速融化,冰湖內(nèi)漂浮未融化的冰塊增多(圖2),冰湖面積從1.59 km2增加至2.20 km2,7 月13 日達到最大面積2.30 km2,7 月16日,冰川湖面減至2.20 km2。經(jīng)判斷,麥茲巴赫冰川堰塞湖于7月16日開始局部排水、發(fā)生潰決,初期排水較慢,流量逐漸增大,逐步達到洪峰流量。18日堰塞湖水體面積減少明顯,21日冰川湖水已基本排空,湖床只余留冰水沉積物。
圖2 部分時段麥茲巴赫冰川堰塞湖影像圖
據(jù)距離麥茲巴赫冰川堰塞湖下游208 km 的庫瑪拉克河協(xié)合拉水文站斷面監(jiān)測,受氣溫回升影響,自7 月12 日起,協(xié)合拉水文站斷面日平均流量逐漸增大,18日后,流量增長速率增大,尤其在19日,由647 m3/s增長至1 120 m3/s,20日,21日最大流量分別為1 110 m3/s、1 220 m3/s,在22日0時流量急劇消落至690 m3/s,洪水過程如圖3所示。
截至7月22日14時,麥茲巴赫冰川堰塞湖潰決洪水全部平穩(wěn)經(jīng)過阿克蘇河抵達塔里木河干流阿拉爾水文站。全過程洪水流量均未超過各斷面警戒流量。洪水未對在建的大石峽水利樞紐,運行的小石峽工程、協(xié)合拉引水樞紐、艾里西引水樞紐等沿線水利工程及下游河道造成影響。本次麥茲巴赫冰川堰塞湖潰決下泄洪水10 769萬m3,由塔里木河流域管理局統(tǒng)一管理和調(diào)度,根據(jù)調(diào)度方案,阿克蘇河及塔里木河干流共利用洪水資源9 247 萬m3,資源利用率85.8%,主要用于灌溉和生態(tài)補水。
圖3 洪水過程線圖
另據(jù)新疆維吾爾自治區(qū)氣象臺監(jiān)測,7 月21 日白天,阿克蘇地區(qū)氣溫35℃以上,冰湖零度層高度提升,高山區(qū)融冰雪徑流增加,疊加河道基流,22 日8 時、12 時、16 時,庫瑪拉克河協(xié)合拉水文站河道流量再次稍漲,分別為781 m3/s、821 m3/s、678 m3/s,經(jīng)分析,此時段的河道來水已是上游高山區(qū)融雪(冰)水。
新疆維吾爾自治區(qū)水利廳歷來高度重視麥茲巴赫冰川堰塞湖潰決的情況,2022年更是密切關(guān)注該冰川堰塞湖的潰決洪水風(fēng)險,在工作中認真貫徹落實水利部和自治區(qū)黨委、人民政府安排部署,提前編制了《麥茲巴赫冰川湖潰決洪水防范應(yīng)對工作方案》,督促指導(dǎo)塔里木河流域管理局及阿克蘇地區(qū)水利局等單位壓緊壓實防御責任,落實落細各項防范應(yīng)對措施,確保潰決洪水安全下泄的前提下,加大對洪水資源化利用。
(1)提前謀劃、精心部署。水利廳多次會同氣象、水文、應(yīng)急等部門召開會商會和專題會議,并邀請專家學(xué)者建言獻策,分析潰決洪水風(fēng)險形勢,研究防范應(yīng)對措施。7月19 日,會商研判冰湖發(fā)生潰決洪水后,水利廳緊急召開全區(qū)“七下八上”防汛關(guān)鍵期水旱災(zāi)害防御工作視頻會議,對做好冰湖潰決洪水應(yīng)對及洪水資源利用工作進行再安排、再部署。為最大化利用好洪水資源,實現(xiàn)防洪與興利并舉,在實地督導(dǎo)調(diào)研的基礎(chǔ)上,科學(xué)制定冰川湖潰決洪水防范應(yīng)對方案和洪水利用方案。
(2)動態(tài)跟進、強化督導(dǎo)。7 月19—22 日連續(xù)召開4 次視頻會商研判調(diào)度會,動態(tài)跟蹤堰塞湖發(fā)展態(tài)勢,通報相關(guān)情況,調(diào)度沿線各單位防范應(yīng)對工作,會商研判潰決時間、防御措施、洪水演進、洪水利用等情況。19日上午,研判冰川湖已潰決排水,在前期2次派出工作組的基礎(chǔ)上,水利廳再次派出工作組并攜帶無人機等設(shè)備立即趕赴現(xiàn)場指導(dǎo)洪水防御工作;分管廳領(lǐng)導(dǎo)當日連夜趕赴現(xiàn)場,督促指導(dǎo)、細化實化防御和洪水資源利用措施。水利廳工作組會同應(yīng)急廳、流域水利部門連續(xù)4 d 對沿河各重點工程及溫宿縣、阿克蘇市等險工險段進行巡查檢查,及時回傳洪水實況和排險查險動態(tài),為指揮調(diào)度提供支撐。
(3)加強監(jiān)測、及時預(yù)警。加強與氣象、水文、應(yīng)急等部門溝通聯(lián)系,實時跟蹤冰湖面積、零度層高度、河道來水情況。加密洪水監(jiān)測預(yù)報頻次,冰湖潰決期間,每小時測報一次。每日實時動態(tài)視頻監(jiān)控大石峽、小石峽水利樞紐等重要設(shè)施。根據(jù)氣象衛(wèi)星遙感監(jiān)測數(shù)據(jù),及時向流域內(nèi)各水利部門發(fā)送《工作提醒函》,先后向流域內(nèi)各級水利部門發(fā)送預(yù)警信息7批次、1 008條。
(4)突出重點、積極防范。塔里木河流域管理局統(tǒng)籌協(xié)調(diào),會同大石峽、小石峽工程建設(shè)管理單位及地縣水利部門聯(lián)合開展應(yīng)急預(yù)案演練,指導(dǎo)沿河各級水利部門落實落細防范應(yīng)對措施,做好流域防洪和洪水資源調(diào)度,保證沿線防洪安全,用好用足洪水資源。大石峽水利樞紐及時啟動預(yù)案,組建7 個應(yīng)急搶險專業(yè)小組、3 支防汛搶險隊伍,儲備編織袋31 285個、潛水泵19臺、柴油發(fā)電機3臺,并配備相應(yīng)通信、救生物資,聘用2名當?shù)刈o邊員觀測,修建遙測水位站,強化監(jiān)測和河道巡查工作,及時向下游發(fā)布預(yù)警信息。阿克蘇地區(qū)地委、行署領(lǐng)導(dǎo)6次帶隊赴現(xiàn)場檢查。水利部門落實搶險應(yīng)對方案措施,排查沿線及下游危險區(qū),加強險工險段巡查加護,累計投入資金超過1 935萬元,投入搶險機械630 臺時,人工5 800 人次,開展巡堤查險4 200 人次,完成維修、加固、搶護險工險段47 處。同時,按照洪水利用方案,開展流域灌區(qū)引洪、分洪,減輕下游防洪壓力,充分用好用足洪水資源。
(5)精細調(diào)度,合理利用洪水資源。水利廳積極指導(dǎo)塔里木河流域管理局充分發(fā)揮流域統(tǒng)一管理和調(diào)度職能,根據(jù)調(diào)度方案,統(tǒng)籌源流與干流、上游與下游、地方與兵團、生產(chǎn)和生態(tài)用水需求,開展精細化調(diào)度。督促指導(dǎo)阿克蘇河和塔里木河沿線逐個節(jié)點增加引水量,阿克蘇地區(qū)、巴音郭楞蒙古自治州積極配合流域管理單位做好灌區(qū)引洪、分洪工作,相關(guān)縣(市)充分用好用足洪水資源,切實提高農(nóng)業(yè)灌溉用水保障和生態(tài)引洪補水效益。據(jù)統(tǒng)計,本次麥茲巴赫冰川堰塞湖潰決下泄洪水10 769 萬m3,截至7 月23 日16 時,此次潰決洪水基本利用完畢。阿克蘇河及塔里木河干流共利用洪水資源9 247 萬m3(占比85.8%),其中:7 485萬m3用于農(nóng)業(yè)灌溉,1 762萬m3用于生態(tài)。其余1 522萬m3洪水在協(xié)合拉引水樞紐以下818 km河道內(nèi)蒸發(fā)滲漏,補給兩岸生態(tài)。
(1)進一步壓實責任,落實防御措施。各級水利部門要立足“防大汛、抗大旱”,按照《麥茲巴赫冰川湖潰決洪水防范應(yīng)對工作方案》相關(guān)要求,各級相關(guān)水利部門落實落細各項防范措施。水利廳開展防御工作調(diào)度,進一步督促各級責任人履職盡責,靠前指揮。根據(jù)應(yīng)急預(yù)案,落實領(lǐng)導(dǎo)指揮機構(gòu)及各自職責,明確應(yīng)急響應(yīng)和處置程序,強化應(yīng)急處置措施,圍繞堰塞湖潰決洪水組織召開防汛工作動員會,對水旱災(zāi)害防御工作進行安排部署。
(2)充分發(fā)揮控制性水利工程防汛抗旱作用。加快大石峽水利工程建設(shè),充分發(fā)揮水庫攔洪、削峰、錯峰作用,減輕下游防洪壓力。大石峽水利工程建成后可控制阿克蘇河75%的徑流,水庫總庫容11.7 億m3,正常、設(shè)計蓄水位1 700 m,溢洪道可泄洪3 285 m3/s,可以攔住冰川堰塞湖1 億m3左右潰決洪水。在確保水庫安全的前提下,積極開展水庫蓄水、引洪灌溉和生態(tài)補水,實現(xiàn)洪水資源化利用。同時,汛期要進一步加強在建工程的防汛度汛措施,確保工程及下游水利樞紐及河道安全。
(3)進一步強化監(jiān)測預(yù)警預(yù)報和會商研判。加強麥茲巴赫冰川湖突發(fā)洪水的監(jiān)測,建立預(yù)警系統(tǒng),進一步加強國際合作,增加冰川堰塞湖監(jiān)測手段,加強冰湖潰決洪水預(yù)測預(yù)報,減輕阿克蘇及周圍地區(qū)防洪壓力,確保洪水危害地區(qū)的社會經(jīng)濟穩(wěn)定。密切聯(lián)系氣象、水文、應(yīng)急,進一步加強會商研判分析,及時發(fā)送預(yù)警信息和工作提醒短信,為調(diào)度決策和防范應(yīng)對爭取時間。
(4)著力強化科技創(chuàng)新支撐。面向阿克蘇河流域水旱災(zāi)害防御需求,圍繞提升水旱災(zāi)害防御能力的目標。通過多學(xué)科交叉、多目標融合、多工程協(xié)調(diào)調(diào)度研究,加快實現(xiàn)水工程聯(lián)合調(diào)度[4],解決流域內(nèi)水文預(yù)報、水工程協(xié)同聯(lián)合防洪調(diào)度、水工程協(xié)同聯(lián)合水資源調(diào)度以及水環(huán)境、水生態(tài)保障調(diào)度功能。構(gòu)建水工程多目標協(xié)同智能調(diào)度模型,優(yōu)化調(diào)度方式。