胡 向 陽(yáng)，劉 佳 明，吳 家 陽(yáng)，馬 強(qiáng)

(1.長(zhǎng)江水利委員會(huì) 水旱災(zāi)害防御局，湖北 武漢 430010； 2.長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430010)

1 研究背景

長(zhǎng)江流域地域遼闊、資源豐富，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的地區(qū)之一。流域廣大地區(qū)暴雨多、洪水大，特別是中下游平原地區(qū)地勢(shì)低平，洪澇災(zāi)害頻繁而嚴(yán)重。經(jīng)過(guò)70余a的建設(shè)，特別是1998年大水后的建設(shè)，長(zhǎng)江流域初步形成了以堤防為基礎(chǔ)，三峽工程為骨干，干支流水庫(kù)、蓄滯洪區(qū)、河道整治相配套，結(jié)合封山植樹(shù)、退耕還林，平垸行洪、退田還湖，水土保持措施及防洪非工程措施組成的綜合防洪減災(zāi)體系。

長(zhǎng)江中下游宜昌至徐六涇區(qū)間流域面積共約77.26萬(wàn)km2，分屬湖北、湖南、江西、安徽、江蘇等五省，據(jù)統(tǒng)計(jì)，其中沿江澇區(qū)集雨總面積14.09萬(wàn)km2，澇區(qū)內(nèi)耕地面積約590.8萬(wàn)hm2，總?cè)丝诩s1億3 449萬(wàn)人。澇區(qū)地面高程普遍低于當(dāng)?shù)睾樗?～10 m，區(qū)內(nèi)土地肥沃，是我國(guó)的糧食主產(chǎn)區(qū)和經(jīng)濟(jì)作物生產(chǎn)基地。長(zhǎng)江中下游汛期暴雨集中、覆蓋面廣、強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，同時(shí)江河水位上漲，平原圩區(qū)大量積水受江河洪水的頂托而不能自流外排，需依靠圩內(nèi)河網(wǎng)、湖泊調(diào)蓄和泵站提排。

隨著長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展、長(zhǎng)三角一體化發(fā)展等國(guó)家戰(zhàn)略的逐步推進(jìn)，城鎮(zhèn)化和工業(yè)化水平不斷提高，城鎮(zhèn)人口和社會(huì)財(cái)富日益聚集，加之河道、湖泊、洼地等被占用，城市開(kāi)發(fā)建設(shè)與防洪排澇之間的矛盾日益突出。加之近些年來(lái)受全球氣候變化影響，長(zhǎng)江流域降水及其時(shí)空分布顯著變化，極端天氣氣候事件增加。2016年汛期，長(zhǎng)江中下游沿江許多區(qū)域外洪內(nèi)澇，水位居高不下，“關(guān)門(mén)淹”問(wèn)題十分突出。如武漢等大中城市不同程度受淹，城市生產(chǎn)生活受到嚴(yán)重影響；湖北省梁子湖汛期澇水無(wú)法及時(shí)排出，嚴(yán)重威脅鄂州市城區(qū)安全。2020年汛期，中下游鄱陽(yáng)湖區(qū)、巢湖、滁河、青弋江、水陽(yáng)江超歷史或超保證水位，部分支流、湖泊受干流持續(xù)高水位頂托影響，洪澇水出路無(wú)法解決，長(zhǎng)期維持高水位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，沿江澇區(qū)共啟用排江泵站2 200余座，總排水量約800億m3，洪澇災(zāi)害損失巨大。因此有必要結(jié)合沿江地區(qū)外排能力建設(shè)情況，全面分析沿江澇區(qū)排澇對(duì)長(zhǎng)江干流防洪的影響，探索合理的圩區(qū)排澇調(diào)度方式，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)好排澇與防洪的關(guān)系，保障重點(diǎn)地區(qū)防洪除澇安全，盡可能減少整體洪澇災(zāi)害損失。

由于澇區(qū)涉及面廣、排澇泵站分布散、洪澇關(guān)系問(wèn)題復(fù)雜等困難，長(zhǎng)江中下游洪澇關(guān)系相關(guān)研究較少，僅有少數(shù)文獻(xiàn)初步評(píng)估了澇區(qū)排澇對(duì)中游干流洪水位的影響，如劉巧清等[1]基于長(zhǎng)江中下游平原澇區(qū)排澇規(guī)模，運(yùn)用水文學(xué)模型估算了2030年規(guī)劃水平年下澇區(qū)排澇對(duì)中游城陵磯、漢口、湖口等主要控制站的最高洪水位影響；周宏偉等[2]以太湖流域圩區(qū)現(xiàn)狀調(diào)查為基礎(chǔ)，采用數(shù)學(xué)模型對(duì)不同水利分區(qū)的圩區(qū)排澇對(duì)區(qū)域、流域防洪影響進(jìn)行分析；鐘桂輝等[3]通過(guò)構(gòu)建水動(dòng)力學(xué)模型分析了太湖流域陽(yáng)澄淀泖區(qū)排澇對(duì)區(qū)域防洪的影響分析。已有研究尚未系統(tǒng)摸排梳理長(zhǎng)江中下游沿江排澇泵站建設(shè)情況和排澇規(guī)模，并精細(xì)化模擬評(píng)估澇區(qū)排澇對(duì)防洪的影響。

本文針對(duì)近年來(lái)長(zhǎng)江中下游沿江區(qū)域暴露的突出洪澇問(wèn)題，為應(yīng)對(duì)沿江澇區(qū)排澇對(duì)長(zhǎng)江干流防洪影響逐漸加大、沿江排澇與防洪關(guān)系發(fā)生新的變化，系統(tǒng)收集梳理長(zhǎng)江中下游沿江排澇泵站情況，分河段、分排澇保護(hù)對(duì)象類(lèi)型分析沿江泵站排澇能力，構(gòu)建澇區(qū)排澇水文模型和河湖水動(dòng)力學(xué)模型，研究沿江澇區(qū)排澇對(duì)干流洪水位的影響，為長(zhǎng)江中下游洪澇關(guān)系研究提供技術(shù)支撐。

2 沿江泵站排澇能力分析

2.1 沿江排澇泵站建設(shè)情況

本文在全國(guó)水利普查數(shù)據(jù)等資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)文獻(xiàn)資料整理、遙感影像比對(duì)、調(diào)研查勘復(fù)核等多種方法，構(gòu)建了長(zhǎng)江中下游沿江排澇泵站基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2020年直接排入長(zhǎng)江干流及通江水體(各支流主要控制站以下)的排澇泵站共計(jì)2 629座，總設(shè)計(jì)流量19 401.3 m3/s。其中，湖北省403座，設(shè)計(jì)流量7 122.7 m3/s；湖南省967座，設(shè)計(jì)流量4 572.3 m3/s；江西省494座，設(shè)計(jì)流量2 381.4 m3/s；安徽省341座，設(shè)計(jì)流量2 763.2 m3/s；江蘇省424座，設(shè)計(jì)流量2 561.8 m3/s(見(jiàn)圖1)。

2.2 分河段排澇能力分析

根據(jù)洪水組成、蓄泄能力、防洪特點(diǎn)等，將長(zhǎng)江中下游劃分為宜昌至城陵磯(含洞庭湖區(qū))、城陵磯至漢口、漢口至湖口(含鄱陽(yáng)湖區(qū))、湖口至大通、大通至南京、南京以下等5個(gè)河段分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。從表1可知，長(zhǎng)江中下游排江泵站主要集中在宜昌—湖口河段，泵站總數(shù)和排澇規(guī)模均占全部泵站的約70%，主要是由于該段沿江(湖)澇區(qū)范圍包括江漢平原、洞庭湖平原和鄱陽(yáng)湖平原，面積較大且地勢(shì)普遍低，汛期基本只能靠泵站抽排出江。

圖1 長(zhǎng)江中下游沿江排澇泵站分布Fig.1 Pumping stations at middle and downstream of Changjiang River

2.3 分保護(hù)對(duì)象類(lèi)別排澇能力分析

根據(jù)澇片防洪保護(hù)的重要性差異，分重點(diǎn)防洪城市、一般城鎮(zhèn)、農(nóng)田等3類(lèi)不同保護(hù)對(duì)象統(tǒng)計(jì)分析，其中重點(diǎn)防洪城市包括荊州、長(zhǎng)沙、岳陽(yáng)、武漢、黃石、九江、南昌、安慶、蕪湖、南京等10座城市；一般城鎮(zhèn)包括如宜昌、黃岡、鄂州、池州、銅陵、馬鞍山、鎮(zhèn)江、南通等地級(jí)市以及沿江沿湖的縣城、集鎮(zhèn)等；農(nóng)田澇片為農(nóng)排區(qū)。長(zhǎng)江中下游平原水系脈絡(luò)復(fù)雜，再加上沿江城市城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，導(dǎo)致城鎮(zhèn)和農(nóng)田澇區(qū)的界限難以準(zhǔn)確劃定，本次通過(guò)GIS工具比對(duì)、遙感影像識(shí)別、規(guī)劃資料核對(duì)等多種手段，分析得到重點(diǎn)防洪城市、一般城鎮(zhèn)、農(nóng)田等澇片面積分別約為7 638，2 434，130 795 km2。

從表2可知，農(nóng)田澇片面積大、分布廣，排澇泵站個(gè)數(shù)和規(guī)模總量也最大，占全部泵站的83%，其中洲灘民垸排澇規(guī)模較小，占全部泵站的6%；重點(diǎn)防洪城市澇片面積占比約為3%，但由于其防洪重要性高、治澇標(biāo)準(zhǔn)高，泵站規(guī)?？偭空既勘谜镜?4%；其他城鎮(zhèn)澇片由于面積最小，排澇規(guī)模也最小，占全部泵站的3%。

表2 沿江泵站分河段、分保護(hù)對(duì)象排澇能力統(tǒng)計(jì)Tab.2 Drainage capacity of each reach aiming at different protected targets by pumping station

3 研究方法

本次研究重點(diǎn)分析沿江澇區(qū)對(duì)長(zhǎng)江干流防洪的影響，不具體分析各澇區(qū)內(nèi)部的排澇調(diào)度。歸納合并同種概化計(jì)算類(lèi)型的澇片，以澇片作為一個(gè)整體計(jì)算單元，分析沿江澇區(qū)的外排流量過(guò)程。本次將沿江澇區(qū)共劃分為81個(gè)排澇計(jì)算單元，對(duì)于較大的湖泊水系流域澇片，如西涼湖片、湯遜湖片、梁子湖片、東湖片等，進(jìn)行單獨(dú)計(jì)算；對(duì)于洞庭湖區(qū)和鄱陽(yáng)湖區(qū)的圩垸，根據(jù)其空間位置和水系河網(wǎng)分布，進(jìn)行分片計(jì)算。

針對(duì)每個(gè)計(jì)算單元，首先運(yùn)用流域水文模型進(jìn)行天然產(chǎn)匯流計(jì)算，然后根據(jù)各澇片單元特點(diǎn)進(jìn)行排澇調(diào)蓄演算得到澇水入江流量過(guò)程，作為長(zhǎng)江中下游水動(dòng)力學(xué)模型的入流邊界條件?？紤]沿江泵站控制不排、沿江泵站同時(shí)運(yùn)行2種計(jì)算方案，構(gòu)建并運(yùn)用水動(dòng)力學(xué)模型分別計(jì)算其對(duì)沙市站、城陵磯站(蓮花塘)、漢口站、湖口站、大通站等主要控制站的水位、流量的變化情況，分析沿江澇區(qū)排澇對(duì)防洪的影響。

3.1 澇區(qū)天然產(chǎn)匯流模型

水文模型是對(duì)自然界復(fù)雜水循環(huán)過(guò)程的近似描述，通?？煞譃榧偸剿哪Ｐ秃头植际剿哪Ｐ汀Ｒ话愣?，分布式水文模型對(duì)水文過(guò)程的考慮比較詳細(xì)、物理機(jī)制相對(duì)完備，但集總式水文模型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)基礎(chǔ)資料的要求相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，且一些常用的集總式水文模型對(duì)徑流模擬的精度實(shí)際上不低于分布式水文模型。本次研究采用的水文模型GR4J模型[4]全稱(chēng)為mode′le du Ge′nie Rural a′ 4 parame′tres Journalier，是由法國(guó)人提出的概念性降雨徑流模型。經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外多位學(xué)者的完善和發(fā)展，已在法國(guó)、中國(guó)、澳大利亞等400多個(gè)不同氣候條件的區(qū)域得到驗(yàn)證，廣泛應(yīng)用于洪水預(yù)報(bào)、水資源規(guī)劃等方面。

3.2 澇區(qū)排澇計(jì)算方法

對(duì)每個(gè)澇片計(jì)算單元進(jìn)行概化計(jì)算，充分考慮澇區(qū)內(nèi)湖泊、溝渠等調(diào)蓄水體的蓄滯作用，泵站開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)、排水流量視水情而定，盡快將澇區(qū)水位降至汛期控制水位。各沿江澇區(qū)根據(jù)區(qū)內(nèi)防洪排澇工程和排澇方式的不同，可概化為以下兩種計(jì)算方法。

(1) 對(duì)于排田澇區(qū)、泵站起排水位等于湖泊汛前控制水位或農(nóng)田不受澇水位的排湖澇區(qū)。① 汛前利用外江(湖)水位低，通過(guò)涵閘搶排盡快將調(diào)蓄水體水位降至汛前控制水位；② 汛期外江(湖)水位較高而不能自排時(shí)，關(guān)閉閘門(mén)，通過(guò)外排泵站將降雨產(chǎn)生的澇水抽排出江(湖)；③ 當(dāng)時(shí)段澇水小于等于澇區(qū)外排能力時(shí)，來(lái)多少排多少；④ 當(dāng)時(shí)段澇水大于澇區(qū)外排能力時(shí)，按外排能力排水，減去外排能力的剩余澇水計(jì)入下一時(shí)段澇水。排澇流量計(jì)算公式為

(1)

式中：Qt表示t時(shí)段的澇區(qū)排澇流量；qi表示i時(shí)段的澇區(qū)來(lái)水流量；Qmax表示澇區(qū)排澇能力。

(2) 對(duì)于泵站起排水位大于湖泊汛前控制水位的排湖澇區(qū)。① 計(jì)算湖泊汛前控制水位至起排水位之間的蓄澇容積，當(dāng)澇區(qū)累計(jì)澇水小于等于蓄澇容積時(shí)，澇區(qū)不外排；② 當(dāng)澇區(qū)累計(jì)澇水大于蓄澇容積時(shí)，與公式(1)計(jì)算方法相同。

3.3 長(zhǎng)江中下游洪水演進(jìn)水動(dòng)力學(xué)模型

長(zhǎng)江中游河湖洪水演進(jìn)水動(dòng)力學(xué)模型[5]計(jì)算范圍為干流宜昌—大通段、荊江三口洪道、洞庭湖、鄱陽(yáng)湖。本次研究為進(jìn)一步研究各澇區(qū)排澇對(duì)長(zhǎng)江干流防洪影響、各澇區(qū)限排效果等，增加沿江澇區(qū)排澇計(jì)算模塊，優(yōu)化改進(jìn)水動(dòng)力學(xué)模型。

4 研究結(jié)果

4.1 沿江澇區(qū)排澇水文分析

綜合考慮宜昌—徐六涇各河段歷史發(fā)生的大洪水與澇區(qū)暴雨資料分析，選取1954，1983，1996，1998，2016，2017年等典型年進(jìn)行計(jì)算分析。根據(jù)實(shí)地調(diào)研和資料分析，長(zhǎng)江中下游沿江澇區(qū)多在5月左右進(jìn)入汛期后就由于外江水位較高不能自排，區(qū)內(nèi)澇水需要通過(guò)泵站抽排入江，故本次計(jì)算時(shí)段選擇為5月1日至9月30日。

采用經(jīng)分河段率定和驗(yàn)證后的水文模型對(duì)各典型年各澇片5～9月產(chǎn)流過(guò)程進(jìn)行模擬，進(jìn)而計(jì)算出各澇片以及各河段泵站抽排入江過(guò)程，為沿江排澇對(duì)干流洪水影響研究提供邊界條件。

通過(guò)對(duì)47個(gè)澇區(qū)的1954，1983，1996，1998，2016，2017年等典型年汛期排澇流量分析計(jì)算，得到各河段總排澇過(guò)程，如遇1954年降雨的宜昌至城陵磯河段、宜昌至湖口河段、宜昌至徐六涇河段排澇過(guò)程如圖2所示?？梢钥吹剑汉佣窝亟鳚硡^(qū)排澇過(guò)程疊加后，最大排澇流量小于排澇總設(shè)計(jì)流量，如宜昌至城陵磯河段最大排澇流量為4 875.5 m3/s，小于河段排澇總設(shè)計(jì)流量5 928.0 m3/s；宜昌至湖口河段最大排澇流量為11 508.2 m3/s，小于河段排澇總設(shè)計(jì)流量13 973.1 m3/s；宜昌至徐六涇河段最大排澇流量為14 779.21 m3/s，小于河段排澇總設(shè)計(jì)流量19 401.3 m3/s。由于各典型年沿江澇區(qū)實(shí)際降雨時(shí)空分布特點(diǎn)不同，一般會(huì)導(dǎo)致各澇區(qū)排澇流量峰現(xiàn)時(shí)間錯(cuò)開(kāi)，同時(shí)段疊加后，河段總排澇流量峰值一般會(huì)小于河段排澇總設(shè)計(jì)流量。

圖2 各河段1954年典型年排澇計(jì)算過(guò)程Fig.2 Drainage hydrograph of several reaches under typical year of 1954

各河段沿江澇區(qū)在干流警戒水位以上時(shí)段排澇水量計(jì)算成果見(jiàn)表3。從泵站正常運(yùn)行方案下各河段澇區(qū)警戒水位以上時(shí)段排澇水量分析結(jié)果來(lái)看，宜昌至徐六涇河段排澇量由大到小排序?yàn)?954，1998，1983，2016，1996，2017年，其中1954年為574.1億m3。

表3 各典型年各河段沿江澇區(qū)排澇水量計(jì)算成果Tab.3 Volume of drainage in each reach in typical years 億m3

4.2 沿江泵站排澇對(duì)干流防洪影響分析

4.2.1計(jì)算方案選擇

4.2.1.1 長(zhǎng)江上游控制性水庫(kù)運(yùn)用方案

本次研究上游水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度方式依據(jù)批復(fù)的《2020年長(zhǎng)江流域水工程聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用計(jì)劃》，考慮上游三峽等21座水庫(kù)，其中三峽水庫(kù)運(yùn)行方案依據(jù)《三峽(正常運(yùn)行期)-葛洲壩水利樞紐梯級(jí)調(diào)度規(guī)程(2019年修訂版)》。

4.2.1.2 泵站運(yùn)用方案

(1) 方案一：泵站控制不排。該方案模型邊界條件考慮：① 長(zhǎng)江干支流、洞庭湖四水、鄱陽(yáng)湖五河等各控制站流量匯入，其中宜昌站為上游水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度后的流量；② 宜昌至螺山區(qū)間、漢口至九江區(qū)間、湖口至大通區(qū)間、大通至徐六涇區(qū)間、洞庭湖區(qū)間、鄱陽(yáng)湖區(qū)間等未控區(qū)間，其中的澇區(qū)范圍產(chǎn)流不匯入河道。

(2) 方案二：泵站正常運(yùn)行。與泵站不排方案相比，各澇區(qū)的產(chǎn)流經(jīng)澇區(qū)內(nèi)排澇泵站按照前文計(jì)算規(guī)則進(jìn)行排澇計(jì)算后，在水動(dòng)力模型中匯入相應(yīng)河流。

4.2.2計(jì)算結(jié)果分析

針對(duì)各典型年，考慮長(zhǎng)江中下游干流不同河段的洪水組成、蓄泄能力、防洪特點(diǎn)等，分宜昌至城陵磯(含洞庭湖區(qū))、城陵磯至漢口、漢口至湖口(含鄱陽(yáng)湖區(qū))、湖口至大通、大通以下等5個(gè)河段，結(jié)合長(zhǎng)江上游水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度情況，分析排澇對(duì)各河段干流水位的影響。對(duì)于1954年洪水，本文考慮不分洪方案進(jìn)行計(jì)算分析，充分反映排澇對(duì)干流最高洪水位的影響。

表4 各排澇方案下控制站最高水位計(jì)算成果Tab.4 Maximum water levels under different drainnge schemes m

考慮到河道高水位時(shí)，防汛情勢(shì)緊張，分析排澇對(duì)防洪影響更為重要，選擇沙市、城陵磯(蓮花塘)、漢口、湖口水位分別在44.50，33.95，28.50，20.50 m(洲灘民垸運(yùn)用水位)和14.40 m(大通警戒水位)以上的高水位時(shí)段，統(tǒng)計(jì)分析高水位持續(xù)時(shí)間T及增加時(shí)間ΔT、控制站水位增量最大值ΔZM、控制站最高水位增加值ΔZ以及河段排澇量在干流螺山站水量的占比K等指標(biāo)，見(jiàn)表5。

從分析結(jié)果可知：由于沿江泵站排澇影響，在各典型年干流高水位時(shí)段，沙市水位增量最大值為0.21 m，最高水位抬高0.04 m；城陵磯(蓮花塘)高水位持續(xù)時(shí)間增加5～22 d，水位增量最大值為0.49～0.82 m，最高水位抬高0.41～0.72 m；漢口高水位持續(xù)時(shí)間增加5～10 d，水位增量最大值為0.80～0.92 m，最高水位抬高0.55～0.85 m；湖口高水位持續(xù)時(shí)間增加10～12 d，水位增量最大值為0.81～0.89 m，最高水位抬高0.89～0.90 m；大通高水位持續(xù)時(shí)間增加5～15 d，水位增量最大值為0.67～0.73 m，最高水位抬高0.61～0.68 m。結(jié)果表明：各典型年河道斷面以上排澇量占螺山站水量的比例均在5%以?xún)?nèi)，占漢口站、八里江站水量的比例均在10%以?xún)?nèi)，占大通站水量的比例基本在10%以?xún)?nèi)，排排澇對(duì)河道水量影響有限，但是對(duì)河道水位有一定抬升影響且持續(xù)，導(dǎo)致干流高水位時(shí)間也隨之延長(zhǎng)。

表5 沿江澇區(qū)排澇對(duì)防洪影響指標(biāo)Tab.5 Influence indices of drainage on flood aontrol

4.2.2.1 不同河段泵站排澇影響

為分析不同河段沿江澇區(qū)排澇對(duì)干流防洪影響，分別選取各河段沿江澇區(qū)單獨(dú)排澇，并選擇排澇對(duì)干流防洪影響較大的1954，1998，2016等典型年進(jìn)行分析，與不排方案對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 不同河段澇區(qū)對(duì)干流主要控制站最高洪水位影響Tab.6 Influences of drainage in different reaches on highest water level of major gauging station m

從各典型年不同河段排澇泵站影響結(jié)果來(lái)看：沙市最高水位的增高受宜昌至城陵磯河段澇區(qū)排澇泵站的影響最大，占各典型年全部沿江澇區(qū)排澇影響的54%～64%；城陵磯(蓮花塘)最高水位的增高受宜昌-漢口河段澇區(qū)排澇泵站的影響較大，達(dá)85%以上，其中宜昌-城陵磯河段澇區(qū)影響占50%～62%，城陵磯-漢口河段澇區(qū)影響占各典型年28%～33%；漢口最高水位的增加受宜昌-湖口3個(gè)河段沿江澇區(qū)的影響均較大，影響大小排序?yàn)橐瞬脸橇甏?、城陵磯至漢口、漢口至湖口河段澇區(qū)，對(duì)最高水位的影響分別為0.33～0.37 m、0.22～0.26 m、0.20～0.24 m；湖口最高水位的增加同樣是受宜昌-湖口3個(gè)河段沿江澇區(qū)的影響均較大，其中漢口至湖口澇區(qū)排澇影響最大，對(duì)最高水位抬高的影響為0.32～0.39 m，湖口至大通沿江澇區(qū)對(duì)其也有一定影響，但相對(duì)較??；大通最高水位的增高同時(shí)受到漢口-湖口河段和湖口-大通河段澇區(qū)排澇泵站的影響，但前者影響更大，這是由于漢口-湖口河段包含了鄱陽(yáng)湖區(qū)的澇區(qū)，排澇流量相對(duì)更大；大通以下河段對(duì)大通和南京站最高水位的增加分別占全部沿江澇區(qū)排澇影響的7%～13%、15%～30%，占比較小，大通以上河段沿江澇區(qū)排澇對(duì)大通-南京河段防洪影響占主要作用，這是由于大通以上河段包括洞庭湖和鄱陽(yáng)湖兩個(gè)湖區(qū)澇區(qū)，排澇流量大，對(duì)干流水位影響大，同時(shí)大通以下河段干流流量較大，河段排澇流量占比較小，對(duì)水位抬升不敏感，所以大通以下河段沿江澇區(qū)排澇對(duì)防洪影響不大。

4.2.2.2 不同類(lèi)型澇片泵站排澇影響

為分析不同保護(hù)對(duì)象類(lèi)型澇片排澇對(duì)干流河段防洪影響，分別選取重點(diǎn)防洪城市、一般城鎮(zhèn)、農(nóng)田等3種類(lèi)型澇片的排澇泵站單獨(dú)排澇，并選擇對(duì)干流防洪影響較大的1954，1998，2016年等3個(gè)典型年進(jìn)行計(jì)算，與不排方案對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 不同保護(hù)對(duì)象類(lèi)型澇片排澇對(duì)干流主要控制站最高洪水位影響Tab.7 Influences of drainage in different waterlogging areas on highest water level of major gauging stations m

從各典型年不同保護(hù)對(duì)象類(lèi)型澇片排澇影響結(jié)果來(lái)看：沙市最高水位的增高受農(nóng)田澇片排澇泵站的影響最大，增加0.04～0.29 m，占各典型年全部澇區(qū)排澇影響的86%；城陵磯(蓮花塘)最高水位的增高亦受農(nóng)田澇片排澇泵站的影響最大，增加0.34～0.63 m，占各典型年全部澇區(qū)排澇影響的78%～85%；漢口最高水位的增加主要受農(nóng)田、重點(diǎn)防洪城市澇片排澇的影響，對(duì)最高水位的影響分別為0.46～0.69 m、0.12～0.21m，分別占各典型年全部澇區(qū)排澇影響的72%～82%、13%～25%；湖口最高水位的增加同樣主要受農(nóng)田、重點(diǎn)防洪城市澇片排澇的影響，對(duì)最高水位抬高的影響分別為0.50～0.62 m、0.11～0.17 m，分別占各典型年全部澇區(qū)排澇影響的77%～83%、14%～18%；大通最高水位的增加同樣主要受到農(nóng)田、重點(diǎn)防洪城市澇片排澇的影響，對(duì)其最高水位的影響分別為0.52～0.54 m、0.08～0.25 m，分別占全部澇區(qū)排澇影響的70%～84%、13%～25%；大通以下河段不同保護(hù)對(duì)象類(lèi)型澇片對(duì)河段的影響與其對(duì)大通的影響類(lèi)似。

5 結(jié) 論

(1) 長(zhǎng)江中下游沿江及兩湖澇區(qū)總面積14.09萬(wàn)km2，直排入湖入江排澇泵站共2 629座、總設(shè)計(jì)流量19 401.4 m3/s，其中直排入江12 175.7 m3/s。沿江排澇泵站主要集中在宜昌至湖口河段，數(shù)量和規(guī)模均占全部泵站的70%左右。

(2) 沿江澇區(qū)排澇量占干流洪量比例較小，排澇對(duì)長(zhǎng)江干流防洪影響主要表現(xiàn)為抬高部分時(shí)段河道行洪水位。通過(guò)各典型年分析，在各河段洲灘民垸運(yùn)用水位以上的洪水位時(shí)段，排澇對(duì)城陵磯(蓮花塘)水位抬高幅度為0.52～0.82 m，漢口水位抬高幅度為0.89～0.94 m，湖口水位抬高幅度為0.81～0.90 m。

(3) 在長(zhǎng)江流域大水年，廣大中下游平原區(qū)往往外洪內(nèi)澇、遭遇成災(zāi)。一方面，由于外江水位高導(dǎo)致內(nèi)水不能外排時(shí)，未受洪災(zāi)的澇區(qū)易形成嚴(yán)重澇災(zāi)；另一方面，大量澇水通過(guò)泵站抽排出江，會(huì)不同程度抬高外江水位，加重長(zhǎng)江干流防汛負(fù)擔(dān)。下一步將繼續(xù)深化研究沿江澇區(qū)排澇泵站的限排條件、限排范圍、限排方式，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)流域防洪與區(qū)域排澇的關(guān)系，保障流域大洪水年份長(zhǎng)江干流與沿江澇區(qū)的防洪除澇安全。