王 樂，徐 興 亞，李 安 強，張 黎 明，喻 杉

(長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430010)

1 研究背景

通過70 a的建設(shè)，我國防洪工程體系已基本具備防御新中國成立以來實際發(fā)生最大洪水的能力，但如果洪水來勢超過現(xiàn)有工程標(biāo)準(zhǔn)，洪水防御就要采取超常措施。因此，為防范化解水旱災(zāi)害重大風(fēng)險，有效應(yīng)對洪水災(zāi)害領(lǐng)域“黑天鵝”“灰犀牛”事件，做好超標(biāo)洪水防御的總體考慮和各項措施，水利部要求所有大江大河和重要支流、有防洪任務(wù)的縣級以上城市要編制超標(biāo)洪水防御預(yù)案[1-3]。

根據(jù)水利部總體部署，按照“超標(biāo)洪水不打亂仗，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)洪水不出意外”的目標(biāo)要求，結(jié)合長江流域洪水防御工作實際，長江水利委員會汛前組織編制了2020年度長江超標(biāo)洪水防御預(yù)案。該預(yù)案在系統(tǒng)梳理長江防洪體系現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，研究制定了長江干流超標(biāo)洪水的防御原則和目標(biāo)，并對超標(biāo)洪水防御工作全鏈條作出了全面安排。流域超標(biāo)洪水具有影響范圍廣、受災(zāi)程度深、防御難度大等特點，這是首次針對長江超標(biāo)洪水防御編制專項預(yù)案，為2020年長江大洪水防御及時提供了有力的技術(shù)支撐，同時可為類似預(yù)案編制提供一定的參考。

2 研究方法和研究對象

2.1 研究方法

首先明確預(yù)案中超標(biāo)洪水的定義和內(nèi)涵，以及預(yù)案的防洪保護(hù)對象。結(jié)合長江流域歷史大洪水及其規(guī)律特性，分析研判可能造成的災(zāi)害范圍和程度，研究制定防御超標(biāo)洪水的原則。在已有防御洪水方案和洪水調(diào)度方案基礎(chǔ)上，通過系統(tǒng)梳理現(xiàn)狀防洪體系建設(shè)情況和現(xiàn)狀防洪能力，會同長江流域內(nèi)省級水利部門編制涵蓋防汛準(zhǔn)備、水情監(jiān)測預(yù)報、水利工程調(diào)度、工程巡查與防守、搶險救災(zāi)、轉(zhuǎn)移安置、信息報送與共享、責(zé)任與權(quán)限等防御工作全鏈條的長江超標(biāo)洪水防御預(yù)案。研究技術(shù)路線如圖1所示[4-6]。

2.2 研究對象

長江是我國第一大河，干流全長6 300余km，流域面積180多萬km2。長江干流宜昌以上為上游，宜昌至湖口為中游，湖口以下為下游。流域面積8萬km2以上的一級支流有雅礱江、岷江、嘉陵江、烏江、湘江、沅江、漢江、贛江8條，重要湖泊有洞庭湖、鄱陽湖等。本次主要針對長江干流超標(biāo)洪水防御工作開展研究。

3 關(guān)鍵問題分析

3.1 定概念

超標(biāo)洪水指超出現(xiàn)狀防洪工程體系(包括水庫、堤防、蓄滯洪區(qū)等在內(nèi))設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的洪水。當(dāng)水庫、蓄滯洪區(qū)等防洪工程按照規(guī)則正常調(diào)度運用后，某控制節(jié)點仍然超過堤防保證水位，則可視為該節(jié)點的超標(biāo)洪水。

3.2 定節(jié)點

防洪控制節(jié)點的確定應(yīng)綜合考慮河道特點、防洪工程現(xiàn)狀以及防洪保護(hù)對象等因素，防洪控制節(jié)點的水位(或流量)是各河段不同量級洪水的判定標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)合長江防洪實際，將長江干流劃分為7個河段開展超標(biāo)洪水研究，從上至下分別為川渝河段、重慶城區(qū)河段、荊江河段、城陵磯河段、武漢河段、湖口河段以及湖口以下河段。

在長江上游干流河段，分別選取李莊站與朱沱站、寸灘站作為川渝河段、重慶城區(qū)河段的防洪控制節(jié)點。

在長江中下游干流河段，分別選取沙市、城陵磯(蓮花塘)、漢口、湖口、大通站作為荊江河段、城陵磯河段、武漢河段、湖口河段、湖口以下河段的防洪控制節(jié)點。長江干流各防洪控制節(jié)點概化圖示于圖2。

3.3 定標(biāo)準(zhǔn)

防洪控制節(jié)點確定后，結(jié)合流域特點，如何選定量級適宜的典型洪水作為超標(biāo)洪水樣本進(jìn)行防洪調(diào)度推演是難點。本次預(yù)案編制中，打破以典型年洪水研究超標(biāo)洪水應(yīng)對措施的慣性思維，在準(zhǔn)確分析流域現(xiàn)有防洪能力的基礎(chǔ)上，以水位或流量為主要指標(biāo)，分別確定每一控制節(jié)點不同量級的超標(biāo)洪水標(biāo)準(zhǔn)。

目前，長江干流主要河段現(xiàn)狀防洪能力大致達(dá)到：川渝河段依靠堤防總體可防御20 a一遇洪水，瀘州市中心半島局部堤段防洪能力約10 a一遇。重慶城區(qū)河段依靠堤防總體可防御50 a一遇洪水，渝中區(qū)、南岸區(qū)、巴南區(qū)局部堤段防洪能力約20 a一遇或不足20 a一遇。荊江河段遇100 a一遇及以下洪水可使沙市水位不超過44.5 m，不需啟用荊江分洪區(qū)；遇1 000 a一遇或類似1870年特大洪水，配合荊江地區(qū)蓄滯洪區(qū)的運用，可控制沙市水位不超過45.0 m，保證荊江河段行洪安全。城陵磯及以下干流河段通過三峽等干支流水庫調(diào)蓄，考慮蓄滯洪區(qū)理想運用，可防御1954年洪水。

超標(biāo)洪水是由標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)洪水逐漸發(fā)展而成的，對于長江上游干流，以流量為主要指標(biāo)，川渝河段按防御20 a一遇以下、20～50 a一遇、50 a一遇以上3個量級的洪水考慮，重慶城區(qū)河段按防御20 a一遇以下、20～50 a一遇、50～100 a一遇、100 a一遇以上4個量級的洪水考慮，分級制定應(yīng)對措施。對于長江中下游干流，以水位為主要指標(biāo)，各河段按控制節(jié)點從低于保證水位0.45～2.00 m至超過保證水位(沙市、蓮花塘、漢口、湖口、大通站的保證水位分別為45.00，34.40，29.73，22.50，17.10 m)，逐級制定應(yīng)對措施。

圖2 長江干流防洪控制節(jié)點概化圖Fig.2 Sketch of flood control nodes of Yangtze River

3.4 定目標(biāo)

2020年6月，習(xí)近平總書記對防汛救災(zāi)工作作出的重要指示中明確強調(diào)，要堅持人民至上、生命至上，切實把確保人民生命安全放在第一位落到實處。因此，對于超標(biāo)洪水防御，“確保人民群眾生命安全”是首要目標(biāo)。同時要“力保重點”，發(fā)生超標(biāo)洪水時要保障重點地區(qū)、重要城市和重要設(shè)施防洪安全，最大程度減輕洪災(zāi)損失。

3.5 定措施

水利工程調(diào)度是流域超標(biāo)洪水防御工作中最重要的環(huán)節(jié)之一，通過水庫群聯(lián)合調(diào)度、河道行洪水位控制、洲灘民垸行蓄洪運用、蓄滯洪區(qū)分洪運用以及排江泵站限排等多種方式安排好洪水出路，充分發(fā)揮防洪體系潛力，保障重要保護(hù)對象防洪安全。

按照分段施策、分級防控的原則，在《長江防洪洪水方案》《長江洪水調(diào)度方案》以及每年批復(fù)的水工程聯(lián)合調(diào)度運用計劃的基礎(chǔ)上，結(jié)合洪水風(fēng)險圖、典型洪水推演等成果，研究確定了長江干流各控制節(jié)點達(dá)到或超過不同量級水位或流量時的應(yīng)對措施。為了提高預(yù)案的可操作性，逐個河段繪制了超標(biāo)洪水防御“作戰(zhàn)圖”(限于篇幅，僅展示荊江河段作戰(zhàn)圖，如圖3所示)，實現(xiàn)掛圖作戰(zhàn)。

3.5.1長江上游

對于長江上游干流，在考慮堤防等防洪工程建設(shè)現(xiàn)狀和洪水淹沒風(fēng)險分析的基礎(chǔ)上，提出川渝河段和重慶城區(qū)河段的超標(biāo)洪水防御措施[5-6]。

(1) 川渝河段。當(dāng)預(yù)報李莊站洪峰流量Q李莊≤51 000 m3/s或朱沱站洪峰流量Q朱沱≤52 600 m3/s(20 a一遇)時，充分利用河道下泄洪水。瀘州市中心半島局部堤段遭遇10～20 a一遇洪水時將面臨淹沒風(fēng)險，應(yīng)根據(jù)預(yù)報預(yù)警及時開展受影響區(qū)域人員及物資的轉(zhuǎn)移工作。

當(dāng)預(yù)報51 000 m3/s

當(dāng)預(yù)報Q李莊>57 800 m3/s或Q朱沱>58 600 m3/s時，在確保水庫安全的前提下，充分運用金沙江梯級、雅礱江梯級、大渡河梯級水庫防洪庫容攔蓄洪水，采取必要措施保障宜賓市、瀘州市重點防洪目標(biāo)安全，盡量減輕災(zāi)害損失；若梯級水庫防洪庫容完全投入仍無法保障宜賓市、瀘州市重點防洪目標(biāo)安全時，對宜賓市、瀘州市沿江區(qū)域的受影響人員和財物采取應(yīng)急轉(zhuǎn)移措施。

圖3 荊江河段超標(biāo)洪水防御作戰(zhàn)圖Fig.3 Sketch of the prevention measures for exceeding standard flood in Jingjiang Reach

(2) 重慶城區(qū)河段。當(dāng)預(yù)報寸灘站Q寸灘≤75 300 m3/s(20 a一遇)時，充分利用河道下泄洪水。渝中區(qū)長江濱江路、菜園壩段遭遇10～20 a一遇洪水將面臨淹沒風(fēng)險，應(yīng)根據(jù)預(yù)報預(yù)警及時開展受影響區(qū)域人員及物資的轉(zhuǎn)移工作。

當(dāng)預(yù)報75 300 m3/s

當(dāng)預(yù)報83 100 m3/s

當(dāng)預(yù)報Q寸灘>88 700 m3/s時，在確保水庫安全的前提下，充分運用金沙江梯級、雅礱江梯級、岷江梯級、嘉陵江梯級水庫防洪庫容攔蓄洪水，采取必要措施保障重慶市重點防洪目標(biāo)安全，盡量減輕災(zāi)害損失；若梯級水庫防洪庫容完全投入仍無法保障重慶市重點防洪目標(biāo)安全，則對重慶市沿江區(qū)域的受影響人員和財物采取應(yīng)急轉(zhuǎn)移措施。

3.5.2長江中下游

對于長江中下游干流，在已批復(fù)調(diào)度方案和典型年洪水防洪調(diào)度推演的基礎(chǔ)上，優(yōu)化提出了各河段的超標(biāo)洪水防御措施。創(chuàng)新之處主要體現(xiàn)在以下幾個方面[5-6]。

3.5.2.1 控制節(jié)點水位分級

(1) 針對荊江河段，以沙市站水位和三峽水庫水位作為基本指標(biāo)，分級提出了應(yīng)對不同量級洪水的防御措施。當(dāng)預(yù)報沙市水位將超過44.50 m、三峽水庫水位低于171.00 m時，調(diào)度運用三峽水庫和上游水庫群對荊江進(jìn)行防洪補償調(diào)度，適時運用清江梯級水庫錯峰，相機(jī)依次運用荊江兩岸干堤間雙退、單退及其他洲灘民垸行蓄洪水，相機(jī)限制荊江河段農(nóng)田澇片泵站對江排澇，控制沙市水位不超過44.50 m。當(dāng)沙市水位達(dá)到45.00 m并預(yù)報繼續(xù)上漲、三峽水庫水位不超過175.00 m時，充分利用三峽水庫和上游水庫群聯(lián)合攔蓄洪水，控制枝城最大流量不超過80 000 m3/s，配合荊江分洪區(qū)運用，控制沙市水位不超過45.00 m。若充分運用三峽水庫175.00 m以下防洪庫容和荊江分洪區(qū)分洪仍無法控制沙市水位，則依次運用涴市擴(kuò)大區(qū)、虎西備蓄區(qū)及人民大垸分蓄洪水，控制沙市水位不超過45.00 m，保證荊江兩岸干堤防洪安全。上述措施都采用后仍不能控制沙市水位上漲，視需要爆破人民大垸中洲子江堤，進(jìn)一步運用監(jiān)利河段主泓南側(cè)青泥洲、北側(cè)新洲垸等措施擴(kuò)大行洪；若來水繼續(xù)增大，爆破洪湖西分塊蓄滯洪區(qū)上車灣進(jìn)洪口門分蓄洪水，防止發(fā)生毀滅性災(zāi)害。

(2) 針對湖口以下干流河段，以大通站水位為基本指標(biāo)，補充提出了分級應(yīng)對措施。當(dāng)大通水位達(dá)到17.10 m并預(yù)報繼續(xù)上漲，相機(jī)依次運用河段內(nèi)長江干堤之間雙退、單退及剩余洲灘民垸行蓄洪水，控制大通水位不超過17.10 m。當(dāng)大通水位超過17.10 m，適當(dāng)抬高干流1級及2級堤防運行水位，加強工程巡查、防守、搶險，并采取必要措施，保障重要保護(hù)對象防洪安全。

3.5.2.2 三峽水庫調(diào)度方式優(yōu)化

根據(jù)最新批復(fù)的三峽水庫調(diào)度規(guī)程：“一般情況下三峽水庫兼顧對城陵磯河段進(jìn)行防洪補償調(diào)度的水位不高于155.00 m，如城陵磯附近地區(qū)防汛形勢依然嚴(yán)峻，視實時雨情水情工情和來水預(yù)報情況，可在保證荊江地區(qū)和庫區(qū)防洪安全的前提下，加強溪洛渡、向家壩等上游水庫群與三峽水庫聯(lián)合調(diào)度，進(jìn)一步減輕城陵磯附近地區(qū)防洪壓力，為城陵磯防洪補償調(diào)度水位原則上不超過158.00 m”?；诖?，針對城陵磯河段，以三峽水庫兼顧對城陵磯河段進(jìn)行防洪補償?shù)淖罡咚?58.00 m為分界條件，分別提出庫水位達(dá)到158.00 m前后的超標(biāo)洪水防御措施。

3.5.2.3 洲灘民垸和排澇泵站調(diào)度

目前，長江中下游干流及洞庭湖、鄱陽湖區(qū)共有洲灘民垸900余處，長江中下游沿江澇區(qū)直排入江入湖泵站2 629座、設(shè)計流量約19 400 m3/s。洲灘民垸行蓄洪運用對保障流域防洪安全至關(guān)重要，近年來沿江排澇泵站排澇與長江干流防洪之間的矛盾也愈發(fā)明顯。為了充分發(fā)揮防洪工程體系的作用，同時提高措施的可操作性，明確如下運用事項：① 明確了各河段洲灘民垸的行蓄洪運用次序，即先用雙退圩垸，再用單退圩垸，最后用剩余洲灘民垸；② 明確了各河段農(nóng)田澇片泵站限排的時機(jī)，將排江泵站納入長江防洪體系統(tǒng)一調(diào)度，減輕沿江地區(qū)排澇對長江干流防洪的壓力。

3.6 定任務(wù)

根據(jù)確定的超標(biāo)洪水防御措施，重點立足水利部門職責(zé)，細(xì)化各階段超標(biāo)洪水防御工作任務(wù)。具體包括汛前防汛準(zhǔn)備，汛中水利工程調(diào)度、工程巡查防守，汛后搶險救災(zāi)、轉(zhuǎn)移安置以及各階段的水情監(jiān)測預(yù)報、信息報送與共享等超標(biāo)洪水防御工作全鏈條。除水利工程調(diào)度外，主要防御任務(wù)應(yīng)滿足以下要求：

(1) 防汛準(zhǔn)備。汛前做好組織準(zhǔn)備、預(yù)案準(zhǔn)備、工程準(zhǔn)備、防汛檢查、通信準(zhǔn)備、物料準(zhǔn)備、防汛演練等各方面的防汛準(zhǔn)備工作。

(2) 水情監(jiān)測預(yù)報。水情監(jiān)測要素、精度和頻次，應(yīng)滿足超標(biāo)洪水預(yù)報預(yù)警和調(diào)度決策的需求。必要時，根據(jù)需要可加密監(jiān)測和報汛段次，及時調(diào)整預(yù)報對象、要素與頻次。根據(jù)水情發(fā)展，及時發(fā)布重要控制斷面相應(yīng)級別的洪水預(yù)警。

(3) 工程巡查防守。工程巡查與防守工作實行各級人民政府行政首長負(fù)責(zé)制，統(tǒng)一指揮，分級負(fù)責(zé)。相關(guān)水行政主管部門做好工程運用和巡查防守的技術(shù)支撐工作，并及時將出險情況、應(yīng)急處置情況和防守情況向地方人民政府和上級水行政主管部門報告。

(4) 搶險救災(zāi)。地方各級人民政府組織有關(guān)部門和單位，做好應(yīng)急搶險救援工作和生活保障、衛(wèi)生防疫、物資供應(yīng)、治安管理、水毀修復(fù)、恢復(fù)生產(chǎn)和重建家園等災(zāi)后救助工作。各級水行政主管部門做好應(yīng)急搶險技術(shù)支撐工作。

(5) 轉(zhuǎn)移安置。地方各級人民政府組織有關(guān)部門和單位，按照批準(zhǔn)的轉(zhuǎn)移安置預(yù)案迅速轉(zhuǎn)移影響范圍內(nèi)的人員、重要物資以及有毒有害危險品等。

(6) 信息報送與共享。流域水雨情、工情、險情、災(zāi)情等超標(biāo)洪水防御相關(guān)信息實行分級上報，歸口管理及共享。

4 對超標(biāo)洪水防御工作的幾點考慮

4.1 超標(biāo)洪水與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)洪水防御無縫銜接

超標(biāo)洪水是由標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)洪水逐漸發(fā)展而成的，因此超標(biāo)洪水防御在防汛準(zhǔn)備、水情監(jiān)測預(yù)報、水工程調(diào)度、工程巡查防守、搶險救災(zāi)、轉(zhuǎn)移安置等環(huán)節(jié)應(yīng)做到與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)洪水防御無縫銜接。當(dāng)發(fā)生標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)洪水時，確保防洪保護(hù)區(qū)防洪安全。發(fā)生超標(biāo)洪水時，保障重點地區(qū)、重要城市和重要設(shè)施防洪安全，最大程度減輕洪災(zāi)損失。

4.2 堅持行政首長負(fù)責(zé)制，統(tǒng)一指揮，分級負(fù)責(zé)

依據(jù)國家機(jī)構(gòu)改革后的分工，監(jiān)測預(yù)報預(yù)警、水工程調(diào)度、搶險技術(shù)支撐屬于水利部門的職責(zé)，而防汛準(zhǔn)備、工程巡查防守、搶險救災(zāi)、轉(zhuǎn)移安置涉及到水利、應(yīng)急等多部門的職責(zé)，存在職責(zé)交叉和分工協(xié)作的問題。因此，為了做到權(quán)責(zé)劃分與現(xiàn)行管理體制相協(xié)調(diào)，同時依法依規(guī)、清晰明確，長江超標(biāo)洪水防御工作實行各級人民政府“行政首長負(fù)責(zé)制”，統(tǒng)一指揮，分級負(fù)責(zé)。地方各級人民政府負(fù)責(zé)本行政區(qū)域內(nèi)的防汛準(zhǔn)備、工程巡查與防守、洲灘民垸和蓄滯洪區(qū)運用、搶險救災(zāi)、轉(zhuǎn)移安置等工作。各級水行政主管部門負(fù)責(zé)水情監(jiān)測預(yù)警、水工程調(diào)度和應(yīng)急搶險技術(shù)支撐。

4.3 嚴(yán)格落實責(zé)任體系

預(yù)案編制過程中，與流域內(nèi)相關(guān)省級水行政主管部門對接，細(xì)化落實了蓄滯洪區(qū)與洲灘民垸運用、重要堤防防守、應(yīng)急搶險與救災(zāi)的責(zé)任體系，確保責(zé)任落實到人。預(yù)案中涉及的蓄滯洪區(qū)與洲灘民垸運用預(yù)案、工程巡查防守預(yù)案、應(yīng)急搶險救災(zāi)預(yù)案、轉(zhuǎn)移安置預(yù)案由地方各級水行政主管部門另行組織編制。

5 結(jié)論及建議

(1) 超標(biāo)洪水防御預(yù)案的編制，會面對眾多復(fù)雜而相互關(guān)聯(lián)的影響因素。為了提高預(yù)案措施的可操作性與針對性，需按照“兩個堅持、三個轉(zhuǎn)變”新時期防災(zāi)減災(zāi)理念的要求，從洪水風(fēng)險識別、工程安全與潛力評估、洪水監(jiān)測預(yù)報與預(yù)警發(fā)布、水工程聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度、多部門應(yīng)急聯(lián)動等各個環(huán)節(jié)做好調(diào)研工作，為預(yù)案編制打下堅實的基礎(chǔ)。

(2) 為了加強預(yù)案決策的可靠性，需進(jìn)一步推進(jìn)洪水地區(qū)組成和洪水特性分析、不同地區(qū)防洪需求變化分析等基礎(chǔ)工作，深化研究流域水庫群和蓄滯洪區(qū)、洲灘民垸、排澇泵站等防洪工程體系在實時調(diào)度層面的聯(lián)合運用方式，加強人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等先進(jìn)技術(shù)在水情預(yù)報預(yù)警、風(fēng)險研判、調(diào)度決策等方面的應(yīng)用。