长江流域典型水文城镇类型及其洪涝问题浅析

■ LIAO Kai HUANG Yiru

1 研究背景

全球气候变暖涉及了一系列复杂的环境现象，包括北半球中高纬度地区降雨量逐渐增长、强降雨时间增多、部分地区干旱季节的增长、海平面上升等；同时，在城镇城市化推进过程中，在道路、市政、城镇建设驱动下，城镇范围不断扩张，用地性质改变，造成了地质破坏、水土流失、建筑密集、地面硬化、河道淤塞等社会—生态不协调问题，是导致城镇雨洪灾害的主要原因。

不断增加和突破极限的暴雨和地表径流挑战着长江流域涉水城镇及其水利工程的承洪能力，人类面对洪涝的节节败退是不言而喻的。作为仅次于尼罗河和亚马逊河的世界第三大河，长江横跨11 个省、市、自治区，支流流经19 个省级行政区，流域总面积达180 万km2，囊括全国1/3 以上的人口和GDP，其中，半数以上的城市都位于历史上的洪泛区。长江流域是中国最严重的洪灾发生地，现代城市系统复杂而巨大，导致洪水造成的损失和伤害数量级增加。近年来，内涝灾害严重、社会关注度高的60个城市中，占比近22%的13 个城市在长江沿岸，占比82%的49 个城市位于长江流域内（图1）[1]。

图1 内涝灾害严重、社会关注度高的60 个城市分布图

图2 三峡大坝卫星航拍图（图片来源：NASA）

图3 三峡水利枢纽工程泄洪情景（图片来源：CNN）

2020 年6～8 月汛期内，长江流域的三峡大坝（图2、3）迎来了建成以来的最大洪峰，超过1954 年和1998 年大洪水长江上游洪峰的最高值。据水利部统计，流域内有400多条河流发生超预警以上洪水，部分支流河流出现破历史纪录的特大洪水，累计降雨量为近60 年同期最多。不少地方降雨甚至突破历史极值，造成多省141 人死亡和数百万人的迁移疏散，洪涝造成的危害和损失远超1998 年大洪水。除了大城市，山区、河谷中小城镇和偏远的村镇，洪涝灾害甚至更严重，整个流域发生了从上游到下游又回到上游的洪涝过程，依次是贵州、重庆、湖北、江西、安徽、四川、重庆等省份，先后往复经历。

2 长江流域城镇洪涝特征

据史书记载，从公元前206 年至公元1949 年新中国成立的2 155 年间，发生了1 029 次大水灾，频率上几乎每两年就有一次水灾[2]。在古代中国，黄河水患远重于长江，长江“有河患无江患”，沿线狭窄之处有高山拦截，宽阔之处有湖泊存蓄。长江年入海水量超过1 万亿m3，约占中国河流总径流量的37%，支流汉江年径流量超过了黄河，汛期流量占到了总水量的70%～75%[3]。而明清以后，由于大面积的砍伐森林、水土流失、围湖造田等种种历史原因，再加上全球气候变化、季风性降雨严重不均，长江流域水灾日益严重。

长江水系呈线型网状分布，河川径流空间分布迥异，干流跨度长，支流流域面积广，洪水主要由暴雨引起，汛期主要集中在6～8 月份。在亿万年的地质演进中，西南季风促成了长江流域河流湖泊的地域分布：当季风携带着暖湿气流从海上吹来，雨水通常按照自东向西、先南后北的顺序依次在长江流域落下，在地表汇流后进入江河，中下游的地表水率先下泄入海，待上游来水进入中下游时，长江和沿线湖泊已经错开了洪峰迎接上游的洪水[4]。若出现异常情况如厄尔尼诺现象，或者入梅早且梅雨期长，降雨情况反常——雨带一直徘徊往复在长江一带，上下游、江与湖的来水就会形成洪峰集聚，从而暴发大洪水（图4）。近10 年的洪涝情况表明，这种可能性有增大的趋势，并造成巨大的社会经济损失。

3 研究对象

水文地理对于古代城镇的选址及空间布局、交通与经济发展、水利、供水排水、防洪蓄洪、防火避灾、军事防御等均有着重要影响。水利和水文设施等公共工程影响着整个城市的结构状态，也是整个区域系统的一部分。长江上、中、下游流域的水文城镇是人类在长期适应水文生态过程中形成的，代表了城市与自然之间相互平衡的和谐关系，是人类智慧的结晶。文中所提的“水文城市”主要指代江河湖泊周边城市形态与水文因素密切相关的城镇，选取其中洪涝问题突出的典型城镇类型进行分析。

长江水患分布范围甚广，干流上游因多山地、河谷，地形复杂且地表多松散土石，沿岸因洪水漫溢造成洪水灾害，在发生大暴雨时易引发山洪、滑坡和泥石流灾害，典型水文城镇为山地河谷型城镇、山地沿江城镇，防洪区包括重庆、云南、贵州等省市。长江干流中游“两湖”平原及支流冲积平原因湖泊面积减少，蓄洪能力降低，由洪水泛滥和溃堤造成灾害，防洪区包括湖北、湖南、江西等省，在暴雨集中和每年5 月长江进入春汛时易发生洪水，典型水文城镇为湖泊型城镇；中下游地区洪灾最为严重、集中、频繁，这是因为长江中下游干流多平原，河道泄洪能力不足以承载巨大来水量，且地面高程普遍低于当地洪水位，防洪区包括安徽、江苏、浙江、上海等省市，典型水文城镇为圩田型城镇、河网型城镇。滨海城市易遭受风暴潮侵袭，如上海，由于滨海城市经济发达、地下水位较高、市政基础设施投入较大，且内涝易通过强大的市政管网排入大海，本文暂且不作赘述。

4 水文城镇类型及其洪涝特征

4.1 山地河谷型城镇

山地河谷型城镇典型案例：贵州省木瓜镇（图5）、四川泸定县等，主要位于长江上游重庆、贵州、云南等省份。山地河谷区域由于地形坡度大，水随到随留，不宜集聚，一旦遇到强降雨，水从高处冲下，集聚快、威力大，洪涝问题非常突出（图6）。据中央财经报道，2020 年6 月22 日，贵州省桐梓县的木瓜、羊磴、坡渡、芭蕉、水坝塘、狮溪等山地沿河乡镇（图7）不同程度受灾，山洪暴发、房屋倒塌、通信设备毁坏、多人被困，以木瓜镇受灾最为严重，而下游的綦江也相应遭受严重的洪涝。

图4 2020 年汛期长江流域典型洪涝灾害徘徊往复的时间线

图5 木瓜镇灾后航拍

图6 木瓜镇灾中航拍（图片来源：当地记者）

《管子·乘马》道，“凡立国都，非于大山之下，必于广川之上，高毋近旱而水用足，下毋近水而沟防省。”指出古代造国营城宜选址于大江大河旁，以保证用水的充足而又要防止近水洪涝（图8）。河谷是最接近江河的地段，由于水源充足、土壤肥沃、地势较开阔平整，成为早期人类起源地和城镇聚居的发源地之一。

河谷型城镇洪涝特点：行洪速度快、洪峰消退快，一般在48 h 之内洪峰过境并结束；洪水中往往夹带大量泥沙、杂物和垃圾；对于山地河谷型城镇来说，面临着“洪”和“涝”两方面的问题，既需要应对随着河道上游水漫溢产生的“洪水”，又需要解决自身汇水区内城市化过程中本地非渗透表面增多产生的雨水径流的“渍水”问题。山区“洪”的危害远大于“淹”，水过之处，决堤毁屋，冲击力巨大。

4.2 山地沿江城镇

山地沿江城镇典型案例：重庆、合川等，主要分布于长江上游四川、重庆等省市。重庆作为山地沿江城镇，地形变化、坡度起伏较大，滨江低洼地带是洪涝受灾重点区域。据新华社报道，2020 年8 月18、19 日，受四川盆地连续强降雨影响，“长江2020 年第5 号洪水”和“嘉陵江2020 年第2 号洪水”过境重庆主城中心城区，重庆市启动防汛Ⅰ级应急响应，长江重庆段出现突破1981 年历史极值的洪水位（图9、10），致当地26.32 万人受灾，受洪水淹没商铺2.37 万间、车库194 个、机动车663 辆等，倒损房屋4 095 间，农作物受灾面积8 636 hm2，直接经济损失24.5 亿元，未造成人员死亡。

山地沿江城镇洪涝特点：洪涝持续时间短，沿江低洼地带受洪涝影响较大；洪水受长江上游水利工程的防洪调蓄控制和过境洪水影响较大。重庆的地理位置决定了既要为长江中下游减轻防洪压力，也要承担长江上游过境洪水带来的压力，特殊状况下三峡大坝为避免下游城市遭受更大的灾害损失，会通过宏观泄洪调蓄手段延长洪峰过境时间，造成重庆承担洪峰而形成内涝。

图7 贵州喀斯特地形典型山地河谷村镇卫星图像（图片来源：改绘自奥维地图）

图8 木瓜镇沿木瓜河横断剖面示意图

图9 2020 年8 月18 日重庆两江交汇洪水过境情形（图片来源：齐岚森/视觉重庆）

图10 2020 年8 月19 日重庆知名景区南滨路被淹没情景（图片来源：陈超/中新网）

4.3 湖泊型城镇

湖泊型城镇典型案例：武汉、岳阳等，主要分布于长江中游湖北、湖南、江西等省份。武汉地处古代“云梦泽”之地，曾是湖泊群和沼泽之地，有“千湖之城”之称，城市大部分建设于曾经的洪泛区。河流、湖泊、洼地、坑塘等具有调蓄雨水、涵养渗流等调节径流的作用，然而城市建设的盲目扩张和对洪泛区湖泊的填塞和侵占，降低了雨水的调蓄分流功能。根据武汉市水务局资料显示，近30 年武汉湖泊面积减少228.9 km2，其中，经合法审批填湖占53.3%，非法填湖占46.7%。50 年来，武汉中心城区建国初期127 个湖泊如今仅存38 个。

据搜狐网新闻报道，2016 年武汉暴雨灾害造成全市75.7 万人受灾，部分小区渍水内涝时间超过了6 d（图11、12）；农作物受损97 404 hm2，其中,绝收32 160 hm2；倒塌房屋2 357 户5 848 间，直接经济损失22.65亿元 ；因灾死亡14人，失踪1人。

湖泊型城镇洪涝特点：应对自身集水区内雨水径流的同时，受长江上游排洪引起的湖泊水位抬升影响较大，当河流湖泊水位高于市政排水位时易形成内涝；在内涝严重的住区，很多原来都是湖泊、湿地等原承担蓄水、分洪功能的洪泛区，而填湖致水无处可排，内涝具有滞留久的特点，如2016 年武汉洪山区南湖片区的内涝超过6 d 才全部消退。调研发现，绝大部分武汉内涝小区均位于湖泊周边或不远处（图13）。

4.4 圩田型城镇

图11 2016 年7 月武汉韵湖春晓小区被淹状况（图片来源：京华时报）

图12 2016 年7 月武汉南湖雅园受渍水困扰状况（图片来源：中国青年网）

图13 2016 年武汉内涝小区800 m×800 m 范围卫星图像（图片来源：改绘自奥维地图）

圩田型城镇典型案例：江西省鄱阳县油墩街镇、安徽省全椒县等圩田型城镇等，主要分布于长江中下游安徽、江西、江苏等省份。《万春圩图记》（沈括，1061 年）中记载：“江南大都皆山地，可耕之土皆下湿厌水，濒江规其地以堤，而艺其中，谓之圩。”开垦圩田（图14）的过程是把低洼处水流塑造成外高内低、秩序井然的水网和可种植、可建设用地的过程。孙俊《筑圩图说》总结历史上筑圩修圩的技术经验，集中完备地论述了治理太湖流域青浦地区“仰盂圩”的技术经验，对于水网圩区建设和治理圩田城镇、防涝抗旱具有重要的指导意义[5]。“筑堤围田”是长江中下游圩田城镇的典型空间形态，实现了疏浚排水，将低洼的沼泽区开拓改造成可种植的农田和建设用地，提高了农作物的种植产量，在满足百姓衣食住行的同时保护城镇免于洪涝灾害（图15）。从地形地势上看，仰盂圩四周高中间低、复盆圩中间高四周低、倾斜圩半边高半边低，由于仰盂圩地势低洼凹陷，排水抗涝问题最复杂[6]。

2020 年7 月8 日，上饶市鄱阳县油墩街镇西河崇复圩产生4处决堤，造成6 万余人受灾（图16）。据江西省应急管理厅统计，2020 年7 月的洪涝灾害造成南昌、景德镇、九江（图17）、上饶等省区市521.3 万人受灾，农作物受灾面积455 700 hm2，绝收75 000 hm2，倒塌房屋403 户988间，直接经济损失64.9 亿元。2020年7 月19 日，受强降雨影响，安徽省滁河水位快速上涨，为缓解下游的防洪压力和城镇利益，全椒县对滁河两外坝堤实施爆破，启用蓄洪区（图18）。安徽位于长江下游，具有承载上游泄洪洪水的“口袋”效应，开放入水闸能上保河南下保江苏。

图14 圩田图解（图片来源：《农书》）

图15 典型圩田图（图片来源：《人居环境科学导论》）

图16 上饶市鄱阳县油墩街镇决堤示意卫星图像（图片来源：改绘自奥维地图）

图17 江西省九江洪涝造成大坝溃坝中的圩田城镇鸟瞰图（图片来源：法新社）

图18 安徽省全椒县决堤泄洪（图片来源：澎湃新闻）

圩田型城镇洪涝特点：圩田堤坝具有溃坝的危险，圩田型城镇往往处于历史洪泛区相对低洼地带，受国家宏观调控影响较大，往往会考虑到对下游城市的保护而主动破堤泄洪，对圩田型城镇的农业生产和生活影响非常大；从圩田中抽排水的传统处理过程易导致地面沉降和倒塌，而城镇建设给予地面的压力也加剧了沉降过程。与荷兰圩田城市具有完善的运河、堤坝、水闸、泵等水利设施和排水系统相比，我国的低洼圩田城镇较少有完善的防涝防洪系统，工程质量也参差不齐。防洪策略上可考虑定期疏浚河道，将圩田河渠网络和鱼塘的淤泥用于垫高圩堤和戗岸，并确定长效疏浚管理机制。按范仲淹所言，“修围、浚河、置闸”乃圩田之三者鼎足、缺一不可。

4.5 河网型城镇

河网型城镇典型案例：苏州（图19）、绍兴、泰州古城、扬州古城等江南水乡，主要分布于长江下游浙江、江苏等省份。太湖下游“水城”因地制宜修筑城墙抵挡洪水，通过灵活设置的水陆门闸调节水量，开挖宽深的护城河，并有河湖相连、网络纵横的城市水系作为排水和调蓄系统，形成了水路相邻、河街平行的“双棋盘”水乡城市格局，不仅有效地适应洪涝灾害，而且创造了独具特色的城市形态（图20）。这种城镇形态的基本结构呈现出“堤—水—闸”构成的多尺度田字形，堤、水系和闸分别起到挡水、蓄排和分级控制的作用，是典型的理想水文韧性模式之一。

河网型城镇洪涝特点：“堤—水—闸”系统滞洪洪水调节泵压力大，水患灾害较少。据《苏州府志》记载，自西汉至清的2 000 余年中，苏州城仅7 次洪涝，其中，唐朝以前5 次，宋朝时仅有两次洪涝灾害，宋嘉定十六年（1223 年）以后至清末700余年则未有洪灾记录。

5 结语

图19 1949 年苏州城图（图片来源：董鉴泓,中国城市建设史）

图20 宋平江府碑摹本，南宋绍定二年（1229 年)李寿朋刻绘，民国年间拓印（图片来源：刘敦桢，中国古代建筑史）

整个长江流域是一个韧性承洪系统，上下游各水文城市以江河湖泊紧密联系在一起，通过水利工程的防护和协同调蓄作用共同应对着洪涝问题，存在上游洪水来量巨大与中下游河湖泄洪能力不足的矛盾。各个层级流域需做好雨水径流的控制和洪水管理，“欧洲水框架指令”[7]值得参考和学习，该指令要求成员国需遵守“非转移原则”，为每个流域和子流域制定管理计划，为每个集水区创建足够的蓄水空间和措施，确定防洪措施，并禁止任何成员国增加其他成员国洪水风险的可能，如上游的国家城市加高堤坝增加排洪量必须征求荷兰的意见。

从洪涝防治的角度看，长江流域典型水文城镇中河网型城镇最为理想，山地沿江城镇和湖泊城镇有强大的长江水利防洪系统可进行统筹调控和防护，圩田型城镇国内外的研究已非常丰富和深入，以江南的太湖流域和荷兰的圩田城镇建设较为成熟。研究发现，山地河谷型城镇由于城镇建设落后、经济基础条件差、生态环境脆弱等原因，在洪涝防治建设和水文韧性策略方面的实践和研究相当匮乏，亟需相关理论、田野调查和实证方面的研究。另外，人们对洪水的态度需要有个转变，应把洪水看作一种常态和自然现象，形成流域范围内多级联防联控的韧性应对策略，同时，在城市设计的“毛细血管”层面提升城镇的雨洪韧性，自下而上地对城镇“三生空间”的规划和空间布局提出建议和要求。而针对中国洪涝频发、问题突出的长江流域内城镇，也需制定因地制宜的不同流域和地理环境下的水文韧性城镇设计策略体系。