楊富寶 胡慶芳 徐迎春 蘇 鑫
(1.安徽省水利水電勘測設(shè)計研究總院股份有限公司,合肥 230088;2.南京水利科學(xué)研究院水災(zāi)害防御全國重點實驗室,南京 210029;3.長江保護與綠色發(fā)展研究院,南京 210098)
巢湖地處安徽省中部、長江下游左岸,是我國五大淡水湖之一,湖面面積約780 km2;因其東西兩頭向北彎曲、中部向南伸展呈凹字形,形似鳥巢,故而得名。巢湖流域面積13 486 km2,是安徽省最具實力、最具活力、最具潛力的經(jīng)濟板塊之一,在長江三角洲區(qū)域一體化發(fā)展戰(zhàn)略中也具有重要地位。然而受本地暴雨、地形條件和長江洪水頂托等影響,巢湖流域歷史上飽受洪澇侵襲之痛,人民生命財產(chǎn)安全受到嚴重威脅、經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展面臨制約。繼1954年、1983年、1991年、2016年等大水后,2020年巢湖再次發(fā)生流域性特大洪水,巢湖最高洪水位達到了13.43 m,突破了1991 年歷史實測極值水位12.80 m 和100 年設(shè)計洪水位13.36 m,汛情十分嚴峻。在回顧2020年巢湖流域超標準洪水過程及其防御應(yīng)對的基礎(chǔ)上,針對流域現(xiàn)狀防洪工程布局,梳理巢湖流域防洪形勢與存在的問題,提出新形勢下的防洪思路與對策,對加快流域防洪治理進程、筑牢防洪安全底線、保障全省高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。
巢湖流域位于東經(jīng)117°00'—118°29'、北緯30°56'—32°02'。流域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候,多年平均降水量約1 120 mm,汛期6—9 月降雨量約占全年的60%。按地形特征,全流域可分為山丘區(qū)、平原圩區(qū)和湖區(qū),分別占總面積的69.4%、24.6%和6.0%。流域內(nèi)河流眾多,其中巢湖閘上游流域面積9 153 km2,入湖大小河流共34 條,集水面積最大為杭埠河,其次為南淝河,均呈放射狀匯入巢湖;巢湖閘下流域面積4 333 km2,主要河流有裕溪河、牛屯河、西河等。
在行政區(qū)劃上,巢湖流域涉及合肥、蕪湖、六安、馬鞍山和安慶5 市的16 個縣級行政單元,2020 年常住人口約1 150萬人、耕地約42萬hm2、國內(nèi)生產(chǎn)總值約11 306億元。巢湖流域以9.7%的國土面積、16.1%的人口,貢獻了安徽省29.2%的經(jīng)濟總量。巢湖流域內(nèi)的合肥市是安徽省省會和全省政治、經(jīng)濟、文化、金融、交通等中心,其面積和人口分別占巢湖流域的51.7%、76.4%,2020年GDP已突破萬億元大關(guān)。
巢湖流域地形特殊、江湖交織、暴雨多發(fā),歷史上經(jīng)常發(fā)生嚴重的洪澇災(zāi)害,大部分城鎮(zhèn)和圩區(qū)處于洪水威脅之下。洪澇災(zāi)害程度和巢湖高水位主要取決于暴雨量級、時空分布和洪水蓄泄條件等,即與最大30 d 暴雨及其相應(yīng)的巢湖及圩口蓄洪、長江水位、行洪通道工況等因素有關(guān)。新中國成立以來,巢湖流域發(fā)生較大洪澇災(zāi)害18 次,平均3~5 年1 次,其中以1954 年、1969 年、1983 年、1991年、1998 年、2016 年和2020 年災(zāi)情最為嚴重。巢湖流域洪水大致可分為以下3類。
(1)外高內(nèi)高。即長江水位高,巢湖流域雨量大,巢湖入湖洪峰流量與長江最高水位完全遭遇或部分遭遇。如1954 年汛期,長江發(fā)生流域性特大洪水,巢湖全流域亦遭受暴雨襲擊,內(nèi)外水位并漲,無為大堤安定街堤段漫破,大量江水涌入西河,注入巢湖,巢湖最高水位達13.02 m;該年受災(zāi)面積28.49 萬hm2、受災(zāi)人口230.52 萬人。2016 年和2020 年洪水情況與1954 年情況類似,只是江湖洪水遭遇時機有所不同。
(2)外高內(nèi)低。即長江水位高,但巢湖流域雨量不大。1983 年、1996 年、1998 年和1999 年洪水屬于此情況,其中1983年、1999年巢湖入湖洪峰流量約3 000 m3/s,而1996年、1998 年巢湖入湖洪峰流量不到3 000 m3/s。如1983年汛期,受長江上中游洪水影響,鳳凰頸外江水位陡漲至14.55 m,巢湖水位于7月25日達到最高的12.15 m、超警戒水位時間長達136 d;該年巢湖流域受災(zāi)面積14.45 萬hm2、受災(zāi)人口208.16萬人。
(3)外低內(nèi)高。即長江水位低于12.00 m,排江條件好,但巢湖流域雨量大,1969年、1991年洪水屬于此情況。雖然流域內(nèi)部洪澇能部分自排,但亦可成災(zāi),如1969年,巢湖流域自7月初開始連降暴雨,上游山洪暴發(fā)、河湖水位急劇上漲;該年流域受災(zāi)面積達15.07 萬hm2、受災(zāi)人口179 萬人。1991年巢湖流域汛期累計雨量1 805 mm,最大入湖洪峰流量達9 200 m3/s,巢湖水位最大1 d 上漲0.48 m;該年潰破大小圩口500 多個,洪水淹沒面積超5.3 萬hm2,內(nèi)澇面積超6萬hm2,工農(nóng)業(yè)直接損失達48.5億元。
巢湖流域洪水與長江洪水遭遇復(fù)雜,滯洪、泄洪、蓄洪、排洪等防洪措施相互依存,巢湖閘閘上與閘下洪水調(diào)度和洪水安排矛盾尖銳。為興利除害,新中國成立以來開展了多輪流域防洪治理規(guī)劃。按照“蓄泄兼籌、以泄為主”的防洪治理方針和“上攔、下排、邊分、固堤”的防洪工程布局,以“擴大泄洪通道、增設(shè)排洪泵站、開辟蓄洪圩口、加固干支堤防”為重點,建成了一大批防洪骨干工程,基本形成了以堤防為基礎(chǔ),分洪河道、排澇閘站、蓄滯洪區(qū)、水庫相結(jié)合的防洪工程體系(圖1)。上游地區(qū)建立了董鋪、大房郢和龍河口等大型綜合利用水庫,防御山區(qū)洪水;中下游地區(qū)形成了環(huán)巢湖及南淝河、派河、裕溪河等主要河流的防洪堤圈;下游地區(qū)通過開挖牛屯河分洪道和建設(shè)巢湖閘、裕溪閘、鳳凰頸新站等大型節(jié)制樞紐進行水流控制,同時臨江加固了防御長江洪水的無為江堤、和縣江堤。流域防洪工程體系在2016 年、2020 年等多次流域大水事件中發(fā)揮了重要作用,最大程度減輕了災(zāi)害損失,保障了流域社會經(jīng)濟發(fā)展大局穩(wěn)定。
圖1 巢湖流域骨干防洪工程布局
巢湖流域洪水蓄泄的基本原則為:充分發(fā)揮上游水庫滯洪調(diào)峰、蓄洪削峰、蓄水灌溉、洪水攔蓄功能;依靠建設(shè)的高標準排洪通道,盡可能自流搶排水量;當排洪通道失去搶排機遇時,利用對江泵站排洪,解決洪水“關(guān)門淹”;在繼續(xù)爭取搶排、機排和利用湖區(qū)調(diào)蓄的基礎(chǔ)上,必要時啟用蓄洪區(qū)蓄洪,及時分泄入湖超額洪水,以控制巢湖最高洪水位。
2020年在長江發(fā)生流域性大洪水的背景下,巢湖流域遭遇超標準洪水。梅雨期巢湖流域共出現(xiàn)9 次明顯降雨過程,其中4 次為暴雨過程。6 月12—15 日,流域大部遭遇暴雨,其中西河局部降大暴雨;6 月20—23 日,巢湖流域降大到暴雨;6 月27—28 日,流域大部降中到大雨,局部暴雨、大暴雨;7 月10—19 日,流域普降大暴雨,其中西部和中南部降特大暴雨。梅雨期(6月10日至7月31日)歷時52 d,是正常年份的2 倍多;全流域平均降雨量952.2 mm,是歷史梅雨期平均值的3 倍。近30 年巢湖流域性洪水中,2020 年梅雨量列第1位。巢湖流域最大1 d、3 d、7 d、30 d面雨量分別為148.0 mm、240.0 mm、318.0 mm、572.0 mm,在各典型年中居于前列(表1)。
表1 巢湖流域典型洪水年連續(xù)1 d、3 d、7 d、30 d最大降雨量mm
受持續(xù)強降雨影響,巢湖忠廟站最高水位達到13.43 m,位居歷史實測洪水位第1 位,超1991 年實測最高洪水位0.63 m,超100 年一遇洪水位0.07 m;流域內(nèi)南淝河、豐樂河、兆河、西河、裕溪河、牛屯河等主要支流水位也全線超保證或超歷史最高,除西河缺口站、無為站僅次于1954 年歷史最高水位外,其余各支流水位均居有資料以來首位。大房郢水庫出現(xiàn)建庫以來最高水位,龍河口、董鋪水庫水位接近建庫以來最高水位。同期裕溪閘下長江水位達12.53 m,超過1991 年的11.79 m;蕪湖江段水位僅次于1954年的歷史最高水位。故巢湖流域內(nèi)洪與長江外洪遭遇情況較1991年更惡劣。受長江高水位頂托,巢湖對江主通道洪水行、泄極為困難,甚至一度中斷。盡管流域內(nèi)各閘站均全力搶排洪水,同時啟用了東大圩蓄洪區(qū)分蓄洪水2.61億m3,但大洪水仍造成嚴重災(zāi)情。全流域共潰(漫)破及主動分洪圩口215個,其中千畝以上圩口90個(包括石大圩、濱湖聯(lián)圩等萬畝以上圩口11個),千畝以下圩口125個,全流域總蓄洪面積達431.2 km2、受淹面積591 km2。僅合肥市累計受災(zāi)人口就達94.8萬人、轉(zhuǎn)移安置群眾23.9萬人,農(nóng)作物受災(zāi)面積1.01萬hm2,受災(zāi)情影響企業(yè)582戶,累計19條道路45處受阻,損壞房屋11.5萬間,直接經(jīng)濟損失超過160億元。
2020 年汛期,安徽省長江、淮河、巢湖、新安江四大流域大洪水并發(fā),汛情災(zāi)情歷史罕見。根據(jù)汛情發(fā)展變化,安徽省防汛抗旱指揮部(以下簡稱省防指)及時啟動了應(yīng)急響應(yīng)(圖2)。其中,7月中旬,全省面臨長江、巢湖、淮河“三線作戰(zhàn),南北夾擊”的嚴峻局面,安徽省防指于7月18日啟動了Ⅰ級應(yīng)急響應(yīng);7月下旬,防汛險情頻發(fā)重發(fā),為強化社會動員,省防指于7月25日12 時宣布長江、巢湖等地區(qū)進入緊急防汛期。應(yīng)急響應(yīng)期間,安徽省在強化流域氣象水文監(jiān)測預(yù)報的基礎(chǔ)上,協(xié)調(diào)合肥、蕪湖、馬鞍山等地,統(tǒng)籌實施“上攔、下排、邊分、固堤”,全力應(yīng)對超標準洪水,打贏了“巢湖保衛(wèi)戰(zhàn)”。
圖2 2020年汛期安徽省防汛應(yīng)急響應(yīng)時間軸
(1)氣象水文監(jiān)測預(yù)報。氣象部門針對巢湖等重點流域,在梅雨期開展精細化流域面雨量預(yù)報服務(wù)。通過衛(wèi)星、雷達、智能網(wǎng)格預(yù)報和短時臨近客觀預(yù)報及延伸期預(yù)報等關(guān)鍵技術(shù),建立了氣象雷達探測數(shù)據(jù)快速循環(huán)同化預(yù)報系統(tǒng),5次提前20 d以上成功預(yù)報了6月2日入梅以來出現(xiàn)的6次強降雨過程。氣象部門還組建了巢湖氣象服務(wù)組、專家服務(wù)組、技術(shù)支撐保障組、預(yù)警監(jiān)控組等11個特別工作組,緊急調(diào)配便攜式自動站17 套,調(diào)集移動應(yīng)急指揮車4 部,利用3 部風(fēng)廓線雷達實施局地組網(wǎng)監(jiān)測。合肥市氣象局自7 月17 日起開展精細化預(yù)測,將天氣預(yù)報由每天3 次加密到每3 小時1 次,重大降雨過程加密到每小時1 次,在空間上細化到主要街區(qū)、鄉(xiāng)(鎮(zhèn))。
水文系統(tǒng)密切跟蹤雨水情變化。針對巢湖流域主動、被動破圩多,入湖各支流水量不能有效掌握,影響巢湖精細化預(yù)報等監(jiān)測預(yù)報難點,實施“以測補報”。梅雨期洪水中,安徽省水文局提前66 h預(yù)報長江干流將全線超警戒水位,7 月18 日提前84 h 預(yù)報巢湖忠廟站水位將超保證水位,西河將全線超保證水位。其中7 月19 日凌晨提前76 h預(yù)報巢湖水位將會達到峰值逼近13.5 m,7 月下旬退水階段,在巢湖水位仍然處在超歷史最高水位時就提前一個多月準確預(yù)計巢湖水位將于9 月中旬落至警戒水位以下。合肥市城鄉(xiāng)建設(shè)和住房保障局依托建成的下穿橋等易積水點高清視頻監(jiān)控攝像頭214 個、最低點積水監(jiān)測預(yù)警設(shè)備83個、雨量站點27處、河道水位監(jiān)測3處,施劃下穿橋積水警戒線和警示標識,開展下穿橋、易澇點視頻監(jiān)控和積水監(jiān)測,實現(xiàn)積水自動報警。
(2)水庫調(diào)度運用。為了有效減輕巢湖洪水壓力,針對巢湖閘上游入湖河流的降雨和洪水情況開展了精確測算和分析,據(jù)此制定了詳細的水量攔截措施,以最大程度減少流入巢湖的水量。通過積極管理上游的大型水庫,如龍河口水庫、大房郢水庫和董鋪水庫,采取了錯峰蓄水措施,最大程度地截留了山區(qū)來水。龍河口水庫達到了1.78億m3的最大蓄洪量,將入庫最高流量4 810 m3/s 降至最大下泄流量800 m3/s,實現(xiàn)了83%的削峰效果,使得巢湖水位下降了0.23 m。同時,董鋪水庫和大房郢水庫削峰率分別達到了78.9%和67.4%,兩者共同為巢湖減輕約0.1 m 的水位,有效緩解了洪水對巢湖的影響。
(3)行洪通道調(diào)度運用。實時動態(tài)監(jiān)測長江水位變化,聯(lián)動調(diào)度巢湖各條泄洪通道,用足已有閘站設(shè)施,尋找一切機會,暢通排水通道,最大程度搶排巢湖洪水。通過對鳳凰頸站抽排設(shè)施及裕溪閘的精確調(diào)節(jié)加速洪水排出,配合銅城閘、新橋閘協(xié)同作業(yè),利用牛屯河進行分洪,有效加快了對外排洪的過程。截至9 月11 日,共向江中排泄洪水約78 億m3。其中鳳凰頸站向長江排泄洪水量約為14.5 億m3,對于將巢湖水位降至警戒線以下起到了關(guān)鍵作用。
(4)圩口運用。為了減輕巢湖及其周邊大堤壓力,全面調(diào)查和掌握巢湖周邊圩區(qū)的分洪區(qū)情況。準確地計算了蓄洪容量,分洪規(guī)模、時機和區(qū)域等關(guān)鍵因素,并提前安排了人員撤離等必要準備工作。通過及時調(diào)度和利用圩區(qū)分洪蓄洪,將流入巢湖湖泊的水量進行分流,極大降低了巢湖大堤承受的水壓。7 月18 日,啟用東大圩蓄洪區(qū);7 月19 日13 時,啟用肥東十八聯(lián)圩(0.29 萬hm2)蓄洪;7 月23 日,啟用巢湖沿河聯(lián)圩(0.1 萬hm2)、肥西濱湖聯(lián)圩(0.18 萬hm2)分洪;7月26日10時,啟用肥西蔣口河聯(lián)圩(0.24萬hm2)分洪;7月27日13時,啟用廬江縣白湖鎮(zhèn)裴崗聯(lián)圩(0.2萬hm2大圩)分洪。合肥市累計主動啟用或漫破圩口186 個,其中萬畝以下圩口177 個,萬畝以上圩口9 個,蓄洪18.4 億m3,約占巢湖最大蓄水量的3成,有效減輕了巢湖防洪壓力。
巢湖流域近年連續(xù)經(jīng)受了2016年、2020年2次流域性特大洪水嚴峻考驗,特別是2020年大洪水期間經(jīng)受了極端洪水位和極端工況的全面檢驗,取得了防洪減災(zāi)的重大勝利,但同時也暴露出流域防洪治理相對滯后、防洪能力依然不足等問題。巢湖流域現(xiàn)狀防洪能力尚不完全滿足當前流域經(jīng)濟快速發(fā)展和城鎮(zhèn)人口快速增長的需求,洪澇災(zāi)害仍是流域的心腹之患。巢湖流域現(xiàn)狀防洪體系存在的主要問題如下。
(1)洪澇調(diào)蓄空間不足。巢湖流域雖分布著董鋪等3座大型水庫、下湯等8座中型水庫及大量小型水庫,但水庫只能控制部分入湖洪水,同時流域內(nèi)僅有1 座省級蓄滯洪區(qū)——東大圩,仍有大量洪水需要通過巢湖及蓄洪圩口調(diào)節(jié)。隨著合肥城區(qū)、巢湖城區(qū)擴大和江北集中區(qū)及無為化工基地建設(shè),保護區(qū)范圍不斷擴大,同時因人口財富積聚和重要設(shè)施建設(shè),保護對象的重要性也在提高,這導(dǎo)致可滯蓄洪水的空間越來越少,防洪保護范圍、分區(qū)防洪標準、超額洪水安排均發(fā)生明顯變化。部分圩口已不能蓄洪或蓄洪條件發(fā)生變化,超額洪水安排矛盾尖銳、難以應(yīng)對超標大洪水。
(2)洪水外排出路不暢。裕溪河、牛屯河和巢湖是洪水外排的骨干通道,但汛期巢湖流域洪水自排受長江洪水位影響,在巢湖水位吃緊階段,搶排窗口期時機有限。2020年由于裕溪河、牛屯河泄洪通道上堤防標準較低,泄洪期間裕溪河險情不斷,牛屯河分洪道極難運用,沒有發(fā)揮骨干泄洪通道應(yīng)有作用。同時,目前流域?qū)藕楸谜静粡姟㈦y以破解洪水“關(guān)門淹”。鳳凰頸排灌站是巢湖流域僅有的一座對江排洪大型泵站,由于規(guī)模不足,尚不能滿足西河流域洪水外排任務(wù),更無力代排巢湖洪水。當巢湖泄洪通道遭遇江洪頂托時,巨大超額洪水沒有出路,易形成“關(guān)門淹”,引發(fā)大水災(zāi)。
(3)堤防標準不高且存在薄弱環(huán)節(jié)。巢湖流域內(nèi)各類堤防面廣量大,除長江及巢湖大堤外,還包括大量支流堤防及圩堤。目前堤防存在堤防高程不足、堤身斷面不達標、堤圈不封閉及存在結(jié)構(gòu)性安全隱患等問題。且汛期受長江洪水長時間頂托,巢湖大堤及支流堤防一般浸泡在水中1~2 個月,同時受湖浪沖刷,堤防守護和搶險均極為困難,難以適應(yīng)長時間抗洪。同時,部分未列入原設(shè)計項目治理范圍之內(nèi)的堤防、岸坡及主要支流下游堤防段,在2020 年汛期出現(xiàn)了一些新的問題。
(4)城鎮(zhèn)和中小河流防洪標準仍然偏低。根據(jù)巢湖流域防洪規(guī)劃,其防洪保護主要對象有合肥市、巢湖市、湖區(qū)的一般城鎮(zhèn)及保護耕地2 000 hm2以上的大圩。其中,合肥市的防洪標準為100 年一遇至200 年一遇,巢湖市防洪標準為50 年一遇,一般城鎮(zhèn)及2 000 hm2以上的大圩防洪標準為20年一遇,各防洪保護對象現(xiàn)狀防洪還未全面達到規(guī)劃標準。合肥市仍有極少數(shù)區(qū)域防洪標準僅為20年一遇,蕪湖市、無為市、巢湖市、肥東縣、肥西縣等市(縣)均未完全達標。此外,中小河流存在大范圍的未治理河段,防洪標準尚未達到20 年一遇。
(5)洪澇監(jiān)測預(yù)報調(diào)度管理水平不高,流域洪水調(diào)度機制及應(yīng)急預(yù)案尚未完善。應(yīng)急預(yù)案中,對各圩口防守退棄缺乏明確規(guī)定。防汛管理的數(shù)字化賦能不足。面對巢湖流域河網(wǎng)密集、水情復(fù)雜、水利工程眾多、防汛矛盾大、調(diào)度任務(wù)重的現(xiàn)狀,現(xiàn)有的雨水情監(jiān)測預(yù)報保障能力還需要大力提升。同時,流域洪水綜合管理調(diào)度平臺尚未建成,尚不能滿足復(fù)雜水情下的智慧化模擬、精準化決策要求。
隨著氣候條件變化、社會經(jīng)濟快速發(fā)展和江湖關(guān)系演變調(diào)整,巢湖流域防洪形勢又面臨新情況、新挑戰(zhàn)和新要求。
(1)暴雨趨多增強、洪水侵襲更加頻繁。巢湖流域面對山洪沖擊、江洪頂托、湖洪浪高、內(nèi)洪量大和入江通道不暢的不利防洪形勢,長期飽受洪水侵襲之痛。在全球氣候變化背景下,流域內(nèi)極端強降雨事件面臨趨多增強的風(fēng)險。2020 年梅雨期,巢湖流域刷新了暴雨紀錄,流域性特大洪水再次發(fā)生。
(2)江湖洪水遭遇更加不利,洪水外排通道更易受阻。長江是巢湖洪水外排的基本出路。但受長江中游沿江排澇能力增加、行蓄洪區(qū)運用頻次減少和下游潮水頂托等影響,安徽境內(nèi)江段呈現(xiàn)高洪水位來得早、退得慢的特點,長江處于高水位運行狀態(tài)的時間延長,江湖洪水更易遭遇,巢湖現(xiàn)有排洪通道易被阻斷,加劇“關(guān)門淹”。
(3)經(jīng)濟社會快速發(fā)展、防洪任務(wù)更加繁重。受流域地形和空間限制,城區(qū)及園區(qū)、交通干線等向沿湖低洼圩區(qū)發(fā)展,防洪保護范圍不斷擴大,防汛搶險戰(zhàn)線不斷延長,而流域可蓄洪圩口不斷減少。同時,隨著巢湖蓄水位逐漸抬高,導(dǎo)致主汛期巢湖調(diào)蓄庫容減少。并且由于城鎮(zhèn)建設(shè)用地持續(xù)增長,流域不透水或弱透水性地表面積增加,汛期地表產(chǎn)水量增加。這些因素對流域防洪體系和區(qū)域防洪標準提出新的、更高的要求,使得防洪任務(wù)更加繁重。
(4)巢湖綜合保護治理要求提高、防汛調(diào)度更趨復(fù)雜。巢湖歷史上為防洪、蓄水、航運等采取水量調(diào)節(jié)措施,客觀上形成了水滯,水滯又加重了水臟和水華,防洪、蓄水、生態(tài)等調(diào)度矛盾日益尖銳。隨著巢湖流域經(jīng)濟社會發(fā)展需求和生態(tài)環(huán)境保護要求增加,合理銜接防洪治理與水資源利用、水環(huán)境改善、水生態(tài)修復(fù)等關(guān)系更加艱巨,統(tǒng)籌防洪、蓄水、航運、生態(tài)等方面的要求也越來越高,使得流域防汛調(diào)度更加復(fù)雜。
巢湖流域洪水與長江洪水遭遇復(fù)雜,滯洪、泄洪、蓄洪、排洪等防洪措施相互依存,閘上與閘下洪水調(diào)度和洪水安排矛盾尖銳。針對流域洪水出路不暢、圩區(qū)蓄洪空間不足、城區(qū)防洪標準不高、環(huán)湖防浪設(shè)施不全等突出問題,按照“蓄泄兼籌、以泄為主”的防洪治理方針和“上攔、下排、邊分、固堤”的防洪工程布局,以“擴大泄洪通道、增設(shè)排洪泵站、開辟蓄洪圩口、加固干支堤防”為重點,補齊流域防洪突出短板,筑牢流域防洪減災(zāi)工程體系,增強應(yīng)對超標準洪水主動權(quán)。同時,針對巢湖綜合治理需求,統(tǒng)籌防洪治理與水資源利用、水環(huán)境改善、水生態(tài)修復(fù),構(gòu)建健康的流域水循環(huán)系統(tǒng)、維護改善巢湖生命健康。
(1)完善流域防洪工程體系,著力提高洪澇蓄泄能力。①強化山區(qū)洪水攔蓄能力。實施流域內(nèi)病險水庫除險加固,充分發(fā)揮滯洪調(diào)峰、蓄洪削峰等功能;在豐樂河、杭埠河支流上新建中型水庫,進一步增強山區(qū)洪水攔蓄能力,減輕洪水對下游的威脅。②增強洪水外排能力。高標準實施裕溪河、牛屯河堤防加固及局部堤防退建,打造暢通、安全的流域排洪通道。牛屯河河口長江水位除2020年略高于12.00 m 外(據(jù)統(tǒng)計共有7 d),一般均低于12.00 m,對巢湖洪水外排很有利。因此,沿牛屯河排洪通道具有更好的排洪條件。將牛屯河排洪通道按照與裕溪河排洪通道相同的標準建設(shè),對巢湖流域防洪,尤其是對巢湖閘上游流域防洪至關(guān)重要。建設(shè)大型對江排洪泵站,增加抽排能力,破解流域洪水“關(guān)門淹”。目前巢湖流域已建、在建的對江排洪泵站均位于西河流域,這些泵站難以有效抽排巢湖洪量,針對巢湖流域“關(guān)門淹”問題,規(guī)劃在裕溪河建設(shè)對江泵站。③“邊分”蓄洪工程——按照“蓄泄兼籌”的原則,新建10處萬畝圩口蓄洪區(qū),并結(jié)合單退中小圩口,實施蓄洪區(qū)建設(shè),完善防洪排澇工程,進行圩內(nèi)安全建設(shè)及人口遷移等,并結(jié)合生態(tài)濕地建設(shè)改善有條件圩口的生態(tài)環(huán)境;“固堤”堤防工程——結(jié)合主要支流及中小河流治理、圩口堤防達標建設(shè)與提標改造工程,以及城鎮(zhèn)防洪工程等,通過加固河道、圩口堤防,封閉防洪圈堤等,提高流域總體防洪能力。但由于投資規(guī)模有限,仍存在河道堤防高程不足、河道內(nèi)淤積嚴重等問題,后期可適當提高設(shè)計標準。
(2)蓄洪區(qū)方案建設(shè)。在近30 年的流域防洪治理中,圩口防洪標準得到提升,大部分圩口達到了10 年一遇至20 年一遇防洪標準,圩口的有效運用能夠降低洪水位。因此需要在流域內(nèi)合理安排低標準圩口進洪,在遭遇高標準洪水時,有序啟用蓄洪區(qū),合理安排超標準洪水,對降低防洪風(fēng)險,減少防汛壓力具有重要意義。按照“蓄泄兼籌”和“平戰(zhàn)結(jié)合”的原則,集超標準洪水安排、生物多樣性營造、入湖水質(zhì)凈化和休閑農(nóng)業(yè)體驗為一體,布局和建設(shè)蓄洪圩口,并配套建設(shè)安全設(shè)施。擬結(jié)合生態(tài)修復(fù)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,通過退田還湖和分區(qū)蓄洪等措施,研究已破圩口功能定位和重建方案,恢復(fù)黃陂湖蓄洪滯洪功能,提升兆河?xùn)|大圩蓄洪時效,研究超標準情況下沿河沿湖低標準圩口蓄洪安排和分區(qū)蓄洪規(guī)劃方案及可行措施。
(3)提高洪水監(jiān)測預(yù)報預(yù)警能力。完善巢湖流域中小河流、重點圩口水文監(jiān)測體系。修訂和優(yōu)化巢湖流域洪水預(yù)報方案,加強大洪水尤其是分洪潰口情況下的河道及蓄滯洪區(qū)監(jiān)測和預(yù)報模型研究。完善超標準洪水預(yù)警指標,實現(xiàn)超標準洪水發(fā)生時監(jiān)測、預(yù)報、預(yù)警快速響應(yīng)機制。
(4)加強信息化管理在防洪減災(zāi)中的應(yīng)用,嚴格蓄滯洪區(qū)管理,加強管理水平和能力。加強遙測、遙感等新技術(shù)在水文監(jiān)測、災(zāi)情評估中的應(yīng)用。應(yīng)用人工智能和云計算,開展水工程智能防災(zāi)聯(lián)合調(diào)度研究。嚴格行蓄洪區(qū)保護,系統(tǒng)整治影響防洪安全的行為。運用新手段、新技術(shù)、新裝備武裝專業(yè)應(yīng)急救援力量,精準部署、協(xié)調(diào)聯(lián)動,提升專業(yè)應(yīng)急處置能力,減少人力成本。
(5)加快數(shù)字孿生巢湖流域建設(shè)。推進智慧水利建設(shè),按照“需求牽引、應(yīng)用至上、數(shù)字賦能、提升能力”要求,以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為主線,推進建立流域洪水“空天地”一體化監(jiān)測系統(tǒng),構(gòu)建數(shù)字孿生流域,加強實時雨水情信息監(jiān)測和分析研判,開展智慧化模擬,完善災(zāi)害預(yù)警發(fā)布機制,開展水工程調(diào)度模擬預(yù)演,細化完善江河洪水調(diào)度方案和超標準洪水防御預(yù)案,支撐精準化決策,加快構(gòu)建具有預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案“四預(yù)”功能的智慧水利體系。
(6)科學(xué)調(diào)度。巢湖閘、裕溪閘、銅城閘及新橋閘是巢湖流域自排通道最主要的控制建筑物,4 閘調(diào)度主要根據(jù)巢湖與裕溪河,裕溪河、牛屯河與長江的相對水位關(guān)系,在可自排情況下開閘自排巢湖流域洪水。牛屯河河口位于裕溪河河口下游約16 km,平均水位差0.3~0.5 m,具有更好的排江條件,對于搶排巢湖洪水具有重要意義。但裕溪河、牛屯河外排洪水的通道為河網(wǎng)水系,水流互為頂托,相互作用,流態(tài)不穩(wěn),加之受牛屯河河口和裕溪河河口長江水位波動變化影響,河網(wǎng)水量分配格局較為復(fù)雜,分洪聯(lián)動影響裕溪河的泄洪能力。銅城閘和新橋閘的開啟程度對裕溪河排洪的影響分析,以及4 閘對巢湖排洪的最優(yōu)化調(diào)度尚缺乏科學(xué)研究,建議盡快根據(jù)流域洪水模型,對4閘聯(lián)動調(diào)度進行優(yōu)化設(shè)計并實現(xiàn)最優(yōu)化控制調(diào)度。
此外,巢湖是巢湖流域洪水進行蓄洪的關(guān)鍵場所,建議在汛期盡量控制巢湖閘上水位在8.0 m。后期可考慮結(jié)合工程需要、城鄉(xiāng)用水和生態(tài)用水的需求,在流域洪水安全分析計算中,適當考慮抬高汛期巢湖水位,并以此作為調(diào)算基礎(chǔ),妥善進行流域洪水安排,并堅持“蓄泄兼籌、以泄為主”的原則。
巢湖流域洪澇災(zāi)害嚴重影響區(qū)域經(jīng)濟和居民生命財產(chǎn)安全,且頻發(fā)的洪澇災(zāi)害對防洪體系提出了新的挑戰(zhàn)。在梳理了巢湖流域歷史洪澇災(zāi)害情況和現(xiàn)狀防洪工程布局,并對巢湖2020年大洪水事件及其防御應(yīng)對情況進行回顧性分析的基礎(chǔ)上,提出了巢湖流域洪水綜合調(diào)度工程和非工程措施,加強對巢湖和牛屯閘的管理調(diào)度,同時提出加強防洪“四預(yù)”能力,并提倡通過數(shù)字孿生技術(shù)來支持精準化決策,以優(yōu)化洪水調(diào)度方案。