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王維洛:北京門頭溝洪水原因初探

—對北京永定河的人工改造,致使河道變窄、河床河岸床不能下滲河水

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摘要

北京門頭溝、房山是2023年7月底8月初這場暴雨洪災受害最嚴重的地區。永定河流經門頭溝,而流經房山的拒馬河屬於大清河流域。永定河是北京的母親河,也是中共建政之後第一個進行人工干預、干預程度最強的河流。永定河河道經過近70年的人工改造,特別是21世紀以來的大規模改造,河道變窄,河床河岸床不能下滲河水。永定河的河道與河岸都是不能滲水!所以在同樣的降雨條件下,永定河的洪水要大於自然洪水,因為自然洪水中的一部分在河道中通過河床、河岸下滲進入地下水,而永定河的洪水受河床底人工鋪設的不透水薄膜和河岸硬化的阻擋,無法進入地下水中!2023年7月底,永定河洪水在門頭溝處溢出河道,進入河邊的道路,將道路變為河道,沖走道路上和停在道路兩側的車輛,淹沒道路旁的商店、房屋,人民生命財產受到重大損失。對於至柔至堅的水來說,它們無非是短時間地奪回了原本屬於它們的空間。

正文

根據國家發展改革委等發表的《永定河綜合治理與生態修復總體方案》[1],永定河流域發源於內蒙古高原的南緣和山西高原的北部,東鄰潮白、北運河系,西臨黃河流域,南為大清河系,北為內陸河(參見圖1)。永定河流域面積4.70萬平方公里。永定河流域上游是陰山和太行山支脈恆山所包圍的高原,北部為蒙古高原,東南部為恆山及八達嶺高原。永定河承接上源西南部桑乾河、西北部洋河後,從官廳水庫起穿越八達嶺高原形成了官廳山峽,至三家店流入華北平原。三家店為永定河流域山區、平原分界,其中山區流域面積4.51萬平方公里,占95.8%,平原流域面積1953平方公里,占4.2%。圖1永定河流域河系分布示意圖的右上角是海河流域水系示意圖。

圖1:永定河流域河系分布示意圖,圖片來源:國家發展改革委等

根據《維基百科》[2],官廳水庫是1949年中共建政之後建設的第一座大型水庫大壩工程。1951年10月官廳水庫正式動工。1954年4月12日毛澤東在官廳水庫竣工前夕視察了工程。官廳水庫工程建成時,毛澤東親筆題詞:「慶祝官廳水庫工程勝利完成」。原來設計的官廳水庫總庫容22.7億立方米(當時的平均年徑流量為20億立方米,1959年測得得最大年徑流量為25.48億立方米),水庫可以裝下一年的徑流量(三峽水庫總庫容只是年徑流量的9%九分之一)。大壩垻頂高程485.27米。此後經過4次擴建,現在的總庫容41.6億立方米,其中調洪庫容29.9億立方米,垻頂高程492米,最大壩高52米。建設官廳水庫的最主要目的是保證首都北京的供水,其次是防洪、發電。根據官方宣傳,官廳水庫大壩工程防洪效益顯著,基本免除了永定河下游的洪水災害。1975年河南板橋等62座水庫大壩潰壩,對全國水庫大壩進行安全檢查,官廳水庫大壩工程不符合安全要求,之後不斷地進行加固、改建河加高工程。1971年春發現官廳水庫水質被周圍得工廠污染。二十世紀八十年代後,永定河的年徑流量銳減,不足每年3億立方米,加上水質污染嚴重,官廳水庫退出北京供水行列。之後永定河不時不時地出現斷流現象。永定河的年徑流量銳減的主要原因是對永定河的過度開發,永定河上的水庫大壩工程有幾百座之多。為了2008年的北京夏季奧運會,從上游內蒙古、河北調水進官廳水庫,2007年官廳水庫重新成為北京備用水源。於此同時,也對官廳水庫下游的永定河段進行工程干預,改造河床,改變河流截面,繼續建設水庫和擋水設施,建造分洪樞紐等等,使得永定河在人為干預下做到河中有水。通過對河道的改造,使得原本的大量河道用地變成了商業用地與住房用地。2008年北京夏季奧運會成功舉行之後,又要準備北京冬季奧運會。為了2022年的北京冬季奧運會,從2019年實施了從黃河萬家寨樞紐向永定河調水的計劃,2022年一年調水2.39億立方米。2023年春秋兩季再調水7.35億立方米,春季調水任務已經完成。就在2023年7月底北京發生洪水前一兩個月,中共官方媒體大篇幅報導,北京五條大河(永定河、潮白河、北運河、拒馬河(拒馬河屬於大清河水系)與泃河)河流裡面都有水的「好消息」。

圖2:1954年4月12日毛澤東視察官廳水庫

圖3:毛澤東為官廳水庫的題字

2023年7月底北京發生的暴雨,主要發生在門頭溝和房山,洪水災害也發生在這兩個地區。流經房山的是拒馬河,屬於大清河水系。流經門頭溝的是永定河,約102公里長。門頭溝和房山的洪水分屬不同水系,門頭溝洪水屬於永定河水系,而房山洪水屬於大清河水系。

本文初探北京門頭溝洪水的原因,初步結果如下:

第一:北京門頭溝的部分洪水來自黃河的區域外調水;

第二:永定河河道經過近70年的人工改造,特別是21世紀以來的大規模改造,河床河岸床不能下滲河水,包括洪水。永定河的河道與河岸都是不能滲水!根據北京市民中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所研究員朱建國對工地考察的描述[3],2010年5月上旬朱建國在考察門頭溝永定河幹流和支流清水河河道時發現,工程正在永定河及其支流老河床上開挖新河道。河道修復採用的方法是先挖深河道,然後鋪10厘米厚的黃土,經二次軋實後再鋪一層塑料防滲膜,最後在上面覆30厘米厚的黃土和回填40厘米厚的砂石與鵝卵石。

所以在同樣的降雨條件下,永定河的洪水要大於自然洪水,因為自然洪水中的一部分在河道中通過河床、河岸下滲進入地下水,而永定河的洪水受河床底人工鋪設的不透水薄膜和河岸硬化的阻擋,無法進入地下水中!

第三:經過人工改造,永定河以及支流河道上增加了如落坡嶺、珠窩等多座水庫大壩工程,增加洪水風險;

第四:經過人工改造,永定河以及支流河道上增加了許多用水泥和石料修建了40厘米至1米多高的擋水壩,兩個擋水壩之間距離只有百多米甚至二三十米,這樣擋水壩壅高了河床水位,在平時可能製造出一個「平湖」的景觀,但是在發生洪水時,增加洪水溢出河堤的風險;

第五:經過人工改造,永定河以及支流河上建造了許多漫水橋(水中橋)。由於洪水攜帶許多雜物如樹枝等,受水中橋阻擋,形成堰塞垻,後面形成堰塞湖。雜物樹枝組成的壩體被洪水衝垮,形成類似潰壩洪水的效應。2009年莫拉克颱風重創台灣。災後台灣中央大學王仲宇教授主持2009年莫拉克颱風八八水災橋樑勘災,在這方面有許多經驗總結;

第六:迷信永定河上水庫大壩能夠控制洪水,在河道改造過程中,將部分河道變窄,將原本的河道改造成道路、商業區、居住區,用於發展房地產,使得永定河道通過洪水的能力大為減小;

第七:對門頭溝區老煤礦等留下的1000多公頃的廢棄礦山和裸露岩壁的整治處理只是做了一些表面工程,未根除造成滑坡、土石流、岩崩等地質災害的原因。暴雨以來,豆腐渣工程就露餡了,泥石俱下,與洪水災害一起形成綜合性災害。

由於上述原因,永定河洪水在門頭溝處溢出河道,進入河邊的道路,將道路變為河道,沖走道路上和停在道路兩側的車輛,淹沒道路旁的商店、房屋,人民生命財產受到重大損失。對於至柔至堅的水來說,它們無非是短時間地奪回了原本屬於它們的空間。

作者特別感謝勇敢的中國民眾將災害的真相通過錄影、語音和文字告訴世界!

圖4:永定河河床再造工程

圖5:永定河山峽段的落坡嶺大壩工程,圖片來源:如圖所示

圖6:永定河山峽段的珠窩大壩工程

圖7:永定河上的超過100多座這樣的漫水橋(水中橋)

漫水橋本意是永定河水位低時,橋面在河面之上,車輛和行人可以通過;汛期永定河水位高,橋面在河水之下,不妨礙洪水的通過。但是暴雨形成洪水,攜帶這大量雜物垃圾,如樹枝等,受水中橋的阻擋,在橋後形成一個壩體阻擋洪水,壅高水位,形成一個堰塞湖。之後雜物垃圾形成的壩體被洪水衝垮,堰塞湖中的洪水泄出,形成比自然洪水流量更大、流速更快、破壞力更強的洪水。

圖8:永定河上的擋水堰

圖9:引黃河水入永定河,

[1]國家發展改革委等:永定河綜合治理與生態修復總體方案(公開稿),2016年12月,https://www.ndrc.gov.cn/fzggw/jgsj/njs/sjdt/201704/P020191101564948961022.pdf

[2]維基百科:官廳水庫,https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%AE%98%E5%8E%85%E6%B0%B4%E5%BA%93

[3]永定河修復工程算不算真正意義上的生態修復,來源《中國環境報》,2010年7月19日,刊登在新浪網,https://news.sina.com.cn/green/2010-07-19/132020710158.shtml

責任編輯: 李廣松  來源:議報 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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