胡維忠,王 樂,劉佳明
(1.長(zhǎng)江設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司,430010,武漢;2.流域水安全保障湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,430010,武漢;3.長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司,430010,武漢)
長(zhǎng)江是世界第三、我國第一大河,長(zhǎng)江流域聚集了全國約33%的人口,創(chuàng)造了約34%的國民生產(chǎn)總值,是我國經(jīng)濟(jì)重心所在、活力所在。同時(shí),頻繁而嚴(yán)重的洪水災(zāi)害也威脅著流域內(nèi)廣大地區(qū),特別是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的中下游平原區(qū),制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,因此防洪歷來是長(zhǎng)江治理與保護(hù)的首要任務(wù)。
完善流域防洪工程體系是推動(dòng)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施路徑之一,即以流域?yàn)閱卧獦?gòu)建主要由水庫、河道及堤防、分蓄洪區(qū)組成的現(xiàn)代化防洪工程體系,提高河道泄洪能力,增強(qiáng)洪水調(diào)蓄能力,確保分蓄洪區(qū)分蓄洪功能。
按照“蓄泄兼籌、以泄為主”的防洪治理方針和“江湖兩利”“左右岸兼顧、上中下游協(xié)調(diào)”的指導(dǎo)原則,基本建成了以堤防為基礎(chǔ),三峽工程為骨干,其他干支流水庫、蓄滯洪區(qū)、河道整治、平垸行洪、退田還湖等相配套的長(zhǎng)江防洪工程體系。
(1)河道及堤防工程
①堤防工程
長(zhǎng)江上游干流堤防達(dá)標(biāo)率約85%,中下游3900 余km 干流堤防全線達(dá)標(biāo);洞庭湖區(qū)、鄱陽湖區(qū)重要堤防以及漢江、 洞庭湖湘資沅澧四水、鄱陽湖贛撫信饒修五河等主要支流堤防防洪能力明顯提高。
②河道整治工程
開展了長(zhǎng)江中下游干流河道治理,1998年以來, 長(zhǎng)江中下游干流河道完成護(hù)岸1600 余km, 拋石9100余萬m3。通過采取護(hù)岸、裁彎、堵汊、疏挖、 岸線調(diào)整等綜合治理措施,穩(wěn)定了江岸,擴(kuò)大了泄洪能力,控制和改善了河勢(shì)。目前,長(zhǎng)江中下游干流河道河勢(shì)總體穩(wěn)定。
(2)水庫工程
長(zhǎng)江干支流已建成包括三峽、丹江口水庫在內(nèi)的重要防洪水庫57座,已建、在建水庫總防洪庫容約750億m3, 占規(guī)劃預(yù)留防洪庫容的89%,在攔蓄洪水、減輕水庫下游防洪壓力方面作用顯著。完成了流域內(nèi)1029座大中型水庫以及大量小型病險(xiǎn)水庫的除險(xiǎn)加固工作。
(3)分蓄洪工程
①蓄滯洪區(qū)工程
長(zhǎng)江中下游干流規(guī)劃的42 處蓄滯洪區(qū)建設(shè)逐步推進(jìn),已完成33 處圍堤加固、5 處分洪閘建設(shè)、4 處安全建設(shè),正在加快錢糧湖、共雙茶、大通湖東、洪湖東分塊等重要蓄滯洪區(qū)建設(shè)。
②洲灘民垸治理
1998年大水后,對(duì)長(zhǎng)江中下游干流、洞庭湖區(qū)及鄱陽湖區(qū)(以下簡(jiǎn)稱“兩湖湖區(qū)”)1442 處洲灘民垸進(jìn)行了平垸行洪、退田還湖,恢復(fù)調(diào)蓄容積178 億m3。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前長(zhǎng)江中下游干流已形成封閉保護(hù)圈的洲灘民垸270 余個(gè),面積約2400 km2,人口約94 萬人; 兩湖湖區(qū)有洲灘民垸530 余個(gè),面積約5000 km2。
隨著長(zhǎng)江防洪體系的逐步完善,尤其是以三峽為核心的上游控制性水庫群的投入運(yùn)行,流域防洪能力有了較大提高。目前,長(zhǎng)江干支流主要河段防洪能力:上游干流攀枝花主城區(qū)段可防御30年一遇洪水, 川渝河段宜賓和瀘州城區(qū)可防御50年一遇洪水, 重慶中心城區(qū)可防御50年一遇~100年一遇洪水;中下游干流荊江河段防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到100年一遇,配合荊江地區(qū)蓄滯洪區(qū)的運(yùn)用,可防御歷史上發(fā)生的1860年、1870年特大洪水;城陵磯及以下干流河段通過干支流水庫調(diào)蓄, 考慮蓄滯洪區(qū)的運(yùn)用,可防御新中國成立以來發(fā)生的最大洪水(1954年洪水);漢江中下游依靠綜合措施可防御1935年同大洪水(相當(dāng)于100年一遇),其他支流一般可防御10年一遇~20年一遇洪水。
近年來,依靠現(xiàn)有防洪工程體系,長(zhǎng)江流域成功抵御了2016年、2017年、2021年區(qū)域性大洪水以及2020年流域性大洪水。
(1)2020年長(zhǎng)江流域性大洪水
2020年長(zhǎng)江流域發(fā)生新中國成立以來僅次于1954年、1998年的流域性大洪水。
①水情特點(diǎn)
一是上游來水早、洪水發(fā)生范圍廣。6—8月,金沙江及16 條主要支流中,除湘江、漢江外,均發(fā)生超警以上洪水過程,三峽水庫出現(xiàn)5 次入庫洪峰流量超過50000 m3/s 的洪水,長(zhǎng)江干流發(fā)生5 次編號(hào)洪水。其中,鄱陽湖發(fā)生流域性超歷史大洪水, 岷江、洪湖、長(zhǎng)湖、巢湖發(fā)生超歷史洪水;長(zhǎng)江上游干流發(fā)生超保證洪水。
二是中下游水位漲勢(shì)猛、洪峰水位高、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。中下游干流監(jiān)利至大通江段主要控制站洪峰水位列有實(shí)測(cè)記錄以來的第2 至第5 位,馬鞍山至鎮(zhèn)江段潮位超歷史,其中九江站、湖口站洪峰水位居歷史最高水位第2 位(僅次于1998年),且干流監(jiān)利以下江段及兩湖湖區(qū)高水位持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),主要控制站超警戒水位累積天數(shù)達(dá)28~60 d。
三是上游洪水遭遇嚴(yán)重,洪水峰高量大。朱沱站與北碚站來水幾乎全過程遭遇,導(dǎo)致寸灘站出現(xiàn)峰高量大的洪水過程,還原后洪峰流量位于歷史第1 位,約90年一遇,最大7 d 洪峰流量約130年一遇。
②防洪工程體系發(fā)揮的作用
通過防洪工程聯(lián)合調(diào)度,配合中下游農(nóng)田澇片限制排澇等措施,充分發(fā)揮防洪工程泄洪、蓄洪、分洪能力,有效降低長(zhǎng)江中下游干流洪峰水位,保障了流域防洪安全。
a.防御長(zhǎng)江3 號(hào)洪水過程中,長(zhǎng)江干流城陵磯附近適當(dāng)抬高水位運(yùn)行(超保證水位34.4 m 運(yùn)行)6 d,最高運(yùn)行水位34.59 m, 有效避免了城陵磯附近蓄滯洪區(qū)的運(yùn)用。與1998年洪水相比,2020年長(zhǎng)江中下游干流堤防險(xiǎn)情數(shù)量顯著減少,僅為1998年的2.4%。
b.流域控制性水庫群攔蓄洪水492 億m3, 其中三峽水庫攔蓄洪水254 億m3。在應(yīng)對(duì)長(zhǎng)江4 號(hào)和5 號(hào)復(fù)式洪水中,上游水庫群聯(lián)合調(diào)度攔蓄洪水約190 億m3,分別降低岷江下游、嘉陵江下游洪峰水位1.4 m 和2.3 m,降低長(zhǎng)江干流川渝河段洪峰水位2.9~3.3 m,減少洪水淹沒面積約235km2,減少受災(zāi)人口約70 萬人; 避免了中下游60 余萬人轉(zhuǎn)移和49.3 萬畝(1畝=1/15 hm2,下同)耕地、10 萬畝水產(chǎn)養(yǎng)殖田(塘)被淹沒。
c.長(zhǎng)江干流、兩湖湖區(qū)的洲灘民垸共運(yùn)用369 座, 總分洪量53.0 億m3。其中,防御長(zhǎng)江1 號(hào)洪水過程中,江西省主動(dòng)運(yùn)用鄱陽湖區(qū)185 座單退圩堤分洪,總分洪量約24 億m3,將湖口站最高水位控制在22.49 m(保證水位22.50 m), 有效緩解了鄱陽湖區(qū)的防洪形勢(shì)。
(2)2021年漢江秋汛
①水情特點(diǎn)
2021年8月下旬—10月上旬,漢江流域發(fā)生9 次強(qiáng)降雨,上游降雨量列有實(shí)測(cè)資料以來同期最大,丹江口水庫共發(fā)生7 次明顯洪水過程,其中5 次洪水洪峰超15000 m3/s,3 次洪水洪峰超20000 m3/s,9月29 日發(fā)生近10年來最大入庫洪峰24900 m3/s。丹江口水庫秋汛累計(jì)來水量約340 億m3,較常年同期偏多約4 倍, 為1969年以來歷史同期第1 位。漢江中下游皇莊以下河段主要控制站水位超警戒,最大超警幅度1.56 m,最長(zhǎng)超警歷時(shí)17 d(漢川)。
②防洪工程體系發(fā)揮的作用
聯(lián)合調(diào)度丹江口和石泉、 安康、潘口、黃龍灘、鴨河口等干支流控制性水庫攔洪削峰錯(cuò)峰,控制性水庫群累計(jì)攔洪145 億m3,其中丹江口水庫累計(jì)攔蓄洪水98.6 億m3,最大削峰率71%。降低漢江中下游干流洪峰水位1.5~3.5 m, 縮短超警天數(shù)8~14 d,極大減輕了中下游防洪壓力,有效避免了丹江口以下河段超保證水位和杜家臺(tái)蓄滯洪區(qū)分洪運(yùn)用。
近年大洪水防御實(shí)踐中也暴露出長(zhǎng)江流域防洪工程體系仍存在諸多薄弱環(huán)節(jié)。
(1)蓄滯洪區(qū)建設(shè)嚴(yán)重滯后
一旦發(fā)生大洪水,多數(shù)蓄滯洪區(qū)很難實(shí)現(xiàn)“分得進(jìn)、蓄得住、退得出”,且部分蓄滯洪區(qū)與防洪保護(hù)區(qū)之間隔堤不達(dá)標(biāo)或長(zhǎng)期未擋水,存在分蓄洪水對(duì)相鄰保護(hù)區(qū)的淹沒風(fēng)險(xiǎn),增加了分洪啟用的決策難度。如洪湖蓄滯洪區(qū)東分塊與中分塊之間的腰口隔堤, 以及中分塊與西分塊之間的螺山隔堤均未建成, 洪湖東分塊一旦運(yùn)用相當(dāng)于洪湖蓄滯洪區(qū)整體運(yùn)用,將淹沒土地面積超過2800 km2,損失巨大。
(2)河勢(shì)穩(wěn)定任重道遠(yuǎn)
受長(zhǎng)江上游來水來沙條件改變的影響,長(zhǎng)江中下游干流河道發(fā)生大范圍、 長(zhǎng)歷時(shí)、 大幅度的沖淤變化。2003—2020年,宜昌至湖口河段平灘河槽年均沖刷量約1.42 億m3,河勢(shì)穩(wěn)定受到影響。近年來,局部河段河勢(shì)不斷變化調(diào)整,新的崩岸險(xiǎn)情頻繁發(fā)生,部分已治理守護(hù)崩岸段發(fā)生新的險(xiǎn)情。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2003—2020年以來中下游干流河道共發(fā)生崩岸險(xiǎn)情1010 處,崩岸總長(zhǎng)度729.5 km。
(3)部分支流及湖泊防洪能力偏低
漢江中下游干流堤防達(dá)標(biāo)率較低,且東荊河難以達(dá)到設(shè)計(jì)的分流能力;滁河下游河道和分洪道下泄能力明顯不足,威脅沿河圩垸安全;青弋江、水陽江水網(wǎng)交錯(cuò)復(fù)雜,泄流不暢,局部主干河道行洪壓力較大。洞庭湖區(qū)11 個(gè)重點(diǎn)垸堤防雖然堤身形象已達(dá)標(biāo),但其實(shí)施時(shí)間早、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低,目前堤身堤基存在較大安全隱患;鄱陽湖區(qū)1 萬~5 萬畝的圩堤多數(shù)未進(jìn)行系統(tǒng)加固,遇持續(xù)高洪水位,極易發(fā)生潰垸險(xiǎn)情;巢湖洪水調(diào)蓄空間不足,出口河段受長(zhǎng)江上游洪水來量巨大及下游潮水頂托影響,流域洪水排泄不暢。
(4)洲灘民垸行蓄洪運(yùn)用與民生保障矛盾突出
部分單退垸存在移民返遷的情況,圩垸內(nèi)人口規(guī)模和產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模已迅速擴(kuò)大,現(xiàn)狀搬遷難度和轉(zhuǎn)移安置壓力大,同時(shí)洲灘民垸洲堤防洪能力低,呈現(xiàn)遇一般洪水防洪安全難以保障、遇大洪水時(shí)行蓄洪運(yùn)用困難的尷尬局面。
(5)病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固仍需加強(qiáng)
規(guī)劃安排的小型病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固任務(wù)未全部完成,近年來新出險(xiǎn)的一些小型病險(xiǎn)水庫亟須加固。小型水庫存在防洪標(biāo)準(zhǔn)低、 工程質(zhì)量差、建筑物老化等問題,缺少必要的雨水情測(cè)報(bào)和通信預(yù)警等設(shè)施,一旦發(fā)生局部強(qiáng)降雨危險(xiǎn)性極大。
當(dāng)前,我國進(jìn)入全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國家、向第二個(gè)百年奮斗目標(biāo)進(jìn)軍的新發(fā)展階段,長(zhǎng)江防洪面臨新的形勢(shì)和要求,亟須構(gòu)筑適應(yīng)流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展要求的現(xiàn)代化長(zhǎng)江防洪工程體系。
(1)新形勢(shì)
隨著長(zhǎng)江上游防洪控制性水庫群的興建,對(duì)洪水的調(diào)控能力顯著增強(qiáng),但水庫清水下泄導(dǎo)致中下游干流河道長(zhǎng)距離沖刷,影響河勢(shì)穩(wěn)定。近年來長(zhǎng)江流域極端天氣造成的短歷時(shí)強(qiáng)降雨事件頻發(fā),也給流域防洪帶來了挑戰(zhàn)。此外,由于主要支流和重要湖泊防洪能力顯著提高,沿江排澇泵站規(guī)模增大, 城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快,下墊面條件變化劇烈,河湖調(diào)蓄容積急劇下降等原因?qū)е潞樗L(fēng)險(xiǎn)向長(zhǎng)江干流轉(zhuǎn)移,干流防洪壓力加重。
(2)新要求
隨著長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展、長(zhǎng)三角區(qū)域一體化、長(zhǎng)江中游城市群、成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈等國家重大戰(zhàn)略深入推進(jìn),流域城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快,經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展對(duì)防洪保安提出了更高要求。《中華人民共和國長(zhǎng)江保護(hù)法》明確要求提升洪澇災(zāi)害防御工程標(biāo)準(zhǔn),建立與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)的防洪減災(zāi)工程和非工程體系。生態(tài)文明建設(shè)和“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”理念踐行,要求防洪工程建設(shè)應(yīng)考慮盡可能保留江河湖泊的自然形態(tài),為動(dòng)植物的棲息繁衍提供條件,實(shí)現(xiàn)自然補(bǔ)充地下水資源、合理調(diào)控洪水演進(jìn)速度、保持河流自然景觀等綜合目的。
新階段長(zhǎng)江流域防洪工程體系建設(shè)應(yīng)堅(jiān)持規(guī)劃引領(lǐng),摸清流域蓄泄關(guān)系規(guī)律變化,錨定建成高質(zhì)量現(xiàn)代化洪水防御體系,加快推進(jìn)重點(diǎn)工程建設(shè),繼續(xù)提升流域泄洪、蓄洪和分洪能力。
(1)修編長(zhǎng)江流域防洪規(guī)劃
針對(duì)流域洪水特性發(fā)生的新變化、經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展對(duì)防洪總體布局與防洪保安能力的新需求、生態(tài)文明建設(shè)和防災(zāi)減災(zāi)的新理念,以及上輪規(guī)劃遺留的老問題和現(xiàn)狀突出的薄弱環(huán)節(jié),統(tǒng)籌安全與發(fā)展,以保障流域安瀾、 提升流域防洪治理能力、助力流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展為目標(biāo),開展長(zhǎng)江流域防洪規(guī)劃修編工作。
①制定防洪標(biāo)準(zhǔn)
充分考慮流域內(nèi)防洪保護(hù)區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要,復(fù)核防洪標(biāo)準(zhǔn)及提升需求,統(tǒng)籌上下游、干支流、流域與區(qū)域協(xié)調(diào)性,科學(xué)制定與高質(zhì)量發(fā)展相匹配的流域防洪標(biāo)準(zhǔn)。
②復(fù)核設(shè)計(jì)洪水
解析全球氣候變化對(duì)長(zhǎng)江流域降雨、大規(guī)模城鎮(zhèn)化、工程建設(shè)對(duì)流域洪水“產(chǎn)流—匯流—演進(jìn)”特性的影響,開展流域洪水模擬,分析洪水演進(jìn)規(guī)律變化,復(fù)核干支流主要控制站泄流能力,分析設(shè)計(jì)洪水過程變化情況。
③優(yōu)化防洪布局
科學(xué)調(diào)整蓄泄格局,制定設(shè)計(jì)洪水出路安排方案,優(yōu)化長(zhǎng)江上游和中下游防洪總體布局。在水庫攔洪方面,開展流域控制性水庫群防洪庫容預(yù)留方式、聯(lián)合防洪調(diào)度方式優(yōu)化研究, 進(jìn)一步擴(kuò)大水庫群攔蓄洪水能力;在河道泄洪方面,論證防洪控制水位,制定沿江澇區(qū)排澇規(guī)則,進(jìn)一步提升河道泄流能力;在蓄滯洪區(qū)分洪方面,優(yōu)化調(diào)整中下游超額洪量分布及蓄滯洪區(qū)布局。
(2)完善流域防洪工程體系
以流域?yàn)閱卧獦?gòu)建主要由水庫、河道及堤防、分蓄洪工程組成的現(xiàn)代化防洪工程體系。
①提高河道泄洪能力
一是堤防提質(zhì)升級(jí)。對(duì)長(zhǎng)江上游干流、漢江、青弋江、水陽江、洞庭湖、鄱陽湖等不達(dá)標(biāo)堤防進(jìn)行達(dá)標(biāo)建設(shè),對(duì)長(zhǎng)江中下游干堤4—5 級(jí)堤防和新納入城市防洪保護(hù)圈的堤防進(jìn)行提質(zhì)升級(jí),對(duì)于下游感潮河段堤防,考慮風(fēng)暴潮增水影響進(jìn)行加高建設(shè)。在滿足防洪功能的前提下,提升堤防品質(zhì),拓展堤防景觀、生態(tài)、交通等功能。
二是河道系統(tǒng)治理。結(jié)合長(zhǎng)江上游控制性水庫群建成后江湖關(guān)系變化及河道演變趨勢(shì), 加強(qiáng)中下游干流河道的崩岸治理與河勢(shì)控制。開展洞庭湖四口水系綜合整治, 對(duì)行洪不暢的河道進(jìn)行疏挖、清障、擴(kuò)卡,對(duì)中小河流實(shí)施綜合治理,增加河道行洪能力。
②增強(qiáng)洪水調(diào)蓄能力
一是新建防洪水庫。在識(shí)別、協(xié)調(diào)水庫工程與生態(tài)保護(hù)紅線的符合性、管控要求的基礎(chǔ)上,繼續(xù)推進(jìn)清江姚家坪、資水金塘沖等規(guī)劃安排的防洪控制性水庫建設(shè),增加流域水庫防洪庫容。
二是挖掘已建水庫防洪潛力。著力解決五強(qiáng)溪、萬安等已建水庫的防洪庫容運(yùn)用制約問題,促進(jìn)水庫達(dá)效運(yùn)行;對(duì)于處在河流上游、移民較少的水庫,統(tǒng)籌水資源利用需求,研究加高擴(kuò)容的可能性。
三是加強(qiáng)病險(xiǎn)水庫系統(tǒng)治理。繼續(xù)對(duì)未進(jìn)行過除險(xiǎn)加固的小型水庫和近年出險(xiǎn)的水庫實(shí)施除險(xiǎn)加固,消除防洪隱患。構(gòu)建“水庫安全鑒定—除險(xiǎn)加固—后評(píng)估”的全過程管理體系,完善水庫大壩除險(xiǎn)加固機(jī)制。
③確保分蓄洪功能
一是蓄滯洪區(qū)布局調(diào)整與建設(shè)。加快推進(jìn)蓄滯洪區(qū)工程建設(shè)和安全建設(shè),近期重點(diǎn)開展城陵磯附近分蓄100 億m3超額洪量的蓄滯洪區(qū)建設(shè),抓緊推進(jìn)杜家臺(tái)、康山、民主垸、城西垸等重要蓄滯洪區(qū)安全區(qū)建設(shè),逐步實(shí)施武湖、漲渡湖、華陽河等一般蓄滯洪區(qū)安全設(shè)施建設(shè),研究論證西涼湖蓄滯洪區(qū)建閘、荊江分洪區(qū)安全區(qū)擴(kuò)大的必要性和方案。結(jié)合生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展等理念,以及區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展現(xiàn)狀和相關(guān)發(fā)展規(guī)劃安排,分類型分區(qū)域探索蓄滯洪區(qū)安全建設(shè)新模式。
三峽水庫
二是洲灘民垸分類治理。對(duì)有重要基礎(chǔ)設(shè)施和大量人口的洲灘民垸,可研究調(diào)整為防洪保護(hù)區(qū);對(duì)無重要基礎(chǔ)設(shè)施、 有大量人口的洲灘民垸,給予一定的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn),參照蓄滯洪區(qū)進(jìn)行建設(shè)管理; 對(duì)其他洲灘民垸,實(shí)施“平垸行洪、退田還湖”。結(jié)合鄉(xiāng)村振興、生態(tài)移民等政策引導(dǎo),逐步減少洲灘民垸內(nèi)的人口數(shù)量。