汛情下的城市防洪排涝方案分析

张宏雅 魏永强 范仲杰

摘 要：2020年，长江流域发生了继1998年以后又一次流域性大洪水，作为长江中下游和上游的特大城市，武汉和重庆汛情较为严峻，但应对城市洪涝灾害的方案并不相同。本文以武汉和重庆为例，分析对比汛情下城市内涝防汛中的决策、预警预报与防洪调度、水利设施等方面情况，以期对城市洪涝灾害研究与防治问题有所借鉴。

关键词：城市防洪排涝;防洪调度;预警预报;城市建设

中图法分类号：TU998.4            文献标志码：A               DOI：10.19679/j.cnki.cjjsjj.2021.0103

近几十年来，随着社会经济和城市化发展，洪涝灾害损失的主要部分已经从原先的农业损失转移到城市，而城市内涝防汛是城市防汛工作中的重中之重。全球气候变化和城市化进程等多重影响叠加下，城市洪涝灾害频发，严重影响城市的正常运转，威胁居民正常生产生活和生命财产安全，制约城市健康有序发展。

城市洪涝灾害问题日益突出，诸多学者对于城市内涝防汛的关注度逐渐增加。侯精明等[1]利用水文、水动力耦合模型模拟并分析设计暴雨雨型对城市内涝的影响。邓金运[2]等以武汉市光谷中心城为研究区域，采用一、二维耦合的水动力数学模型，分析排水体系建设对城市洪涝灾害的影响。张建云等[3]分析了变化环境对城市降雨和极端暴雨的影响以及城镇化引起洪涝灾害频发的原因。王颖等[4]通过GIS技术实现海绵城市内涝灾害数值可视化，服务于城市内涝的预防和控制。根据李雯等[5]从文献计量学角度对城市洪涝灾害研究可视化知识图谱分析可知，城市洪涝灾害相关文献的出版数量与被引频次在近十年呈上升态势，其中，2008～2019年文献被引频次呈现显著增长趋势，增幅高达99.9%。由此可见，城市洪涝灾害的相关研究不断增加，洪涝灾害研究体系构建稳步推进。

2020年我国暴雨洪水多发频发，发生了1998年以来最严重的汛情，长江流域的流域广阔、支流众多，降水量丰富，长江流域发生洪涝灾害的城市较多。本文结合2020年城市内涝防汛调查的实际情况，以长江流域上中游的两大城市武汉和重庆为例，探讨城市内涝防汛，以期对城市洪涝灾害研究与防治问题提出有效建议。

1  洪涝灾害与汛情

2020年我国发生了自1998年以来最严重的汛情——降雨总量大且时空集中，洪水多发且量级大，超警河流数量多且超警时间长。

暴雨多发频发，降雨总量偏多、时空集中。6月以来，全国平均降雨量438 mm，较常年偏多18%，为1961年以来最多。长江共发生5次编号洪水，次数超过1998年，为近23年以来最多。长江发生流域性大洪水，其中上游发生特大洪水，三峡水库出现建库以来最大入库流量75 000m3/s。全国七大流域26个省份827条河流发生超警以上洪水，较常年偏多8成，为1998年以来最多，其中266条超保证、77条超历史。长江干流及两湖超警26～67天，太湖超警48天，安徽巢湖超警78天、超历史16天，松花江干流超警达7～41天。

汛情引发了严重的洪涝灾害。据统计，2020年9月洪涝灾害造成28个省份多处堤防护岸、水库设施、农村供水和灌溉设施、泵站涵闸、水文站等水利工程损毁。经水利部组织各省（自治区、直辖市）对灾后水利工程修复工程量及投资需求初步测算，水利灾后恢复重建任务十分繁重，据初步测算，大约需投资840亿元。

2  城市内涝防汛

2.1  武汉市内涝防汛

武汉地处长江中下游平原，江汉平原东部，是全世界水资源最丰富的特大城市之一，水域面积占全市市区面积的1/4。武汉全境水域面积2 217.6km2，覆盖率26.10%，人均占有地表水11.4万m2，人均占有地表水量居世界大城市之首，是全世界水资源最丰富的特大城市及中国最大的淡水中心。世界第三大河长江及其最大支流汉水横贯市境中央，境内5km以上河流165条，水面面积471.31 km2。武汉现有大小湖泊166个，被称为“百湖之市”，在正常水位时，湖泊水面面积803.17 km2，居中国城市首位。

2013年7月6日至7日，遭受特大暴雨袭击的武汉市多点出现“一片汪洋”的内涝场景，中心城区的累计总降雨量超过1.6亿m3。全市平均降雨量超过210.9mm，局部降雨最高达到317.2mm（江夏）。2016年6月至7月，多場暴雨侵袭武汉，武汉6月30日至7月6日，持续性周降雨量达584.8mm，7月5日至6日，武汉全市平均降雨量为228.6mm，局部降雨达到277.6mm（蔡甸），超过2013年的平均降雨量。2020年入梅之际，武汉雨情急、汛情猛，同时承受洪水和大暴雨内涝的双峰叠加，城市内涝防汛压力极大。2020年7月5日至7月6日，武汉江夏区乌龙泉站24小时雨量达435.4mm，最大小时雨强88.3mm。武汉市于7月6日启动防汛“二级响应、一级战备”。汛前，及时腾退库容，“空腹”迎汛。汛中，超强组织、分区管控，精准调度，联调联控、联动联排，各点水位快速下降，逐步回归安全水位，给后续雨水腾出空间。相较于2013年和2016年的暴雨洪水，2020年更为严峻的城市洪涝灾害并未给武汉市的城市功能运转和市民生产生活造成太大影响，其客观原因在于武汉利用自然景观，统筹城市建设和治水建设，加以精准联合调度。

武汉市的排涝抗洪能力可以包括三个方面：海绵城市水容能力、抽排能力、湖泊水容能力[6-8]。武汉水务局负责人表示，“管涵、泵站等人工的排水设施，不可能无限度提高标准建设，必须兼顾实际效益，武汉坐拥内陆城市少有的湖泊资源，必须把天然的调蓄功能利用好。”2020年河湖水网经过有效的调控，在武汉市防洪排涝中发挥着重要的效益。武汉中心城区的40个湖泊中，有23个具有调蓄功能。为积极备汛，从2020年4月下旬起，武汉市数次于暴雨前提前腾库容，给大量的雨水留出一定的腾蓄空间，全市集中将部分湖泊水位降至合理区间，以防止大暴雨带来的雨洪冲击和危害。其中，东湖的作用极为典型。东湖水域面积33.63km2，汛期变成城市“绿胃”，收纳来自武昌、青山、洪山和东湖高新等去的自然汇水，汇水面积达132 km2。按2020年降雨量898mm计算，汛期东湖为城市内涝排忧解难，总共纳入1亿m3雨水。武汉东湖利用大东湖生态水系工程，实现“水系经脉”一网通，快速排水入江;利用百公里生态绿廊，发挥渗、滞、蓄、净、用、排等功能。

自然景观湖泊在前，依景而设的生态水系工程在后，通过协同共治机制实现市区联动，流域联排，分区管控，科学调度，使武汉从容应对2020年暴雨洪水。

2.2  重庆市内涝防汛

重庆位于中国内地西南部、长江上游地区，水资源十分丰富，年平均水资源总量在5 000亿m3左右，每平方千米水面积全国第一。重庆河流众多，水系稠密，流经重庆的主要河流有长江、嘉陵江、乌江、涪江、綦江、大宁河、阿蓬江、酉水河等，长江干流自西向东横贯全境，流程长达665km，境内流域面积大于50km2的河流有553条、大于1万km2的河流有7条，长江上游的来水均汇集于重庆。

8月中上旬，受上游强降雨影响，“嘉陵江2020年第1号洪水”在嘉陵江支流涪江形成。重庆市正式启动洪水防御Ⅱ级应急响应。截至8月13日下午4时30分，涪江水位上涨，位于涪江畔的重庆市潼南区7个沿江镇街不同程度受灾，受灾人数8 209人。8月14日，长江2020年第四号洪峰过境江津白沙，重庆江津段三条主要街道被淹没。8月17日早5点，潼南城区小河坝站水位达到243.86m，流量19 500m3/s，超保证水位3.86m。潼南城区梓潼、桂林、米心、玉溪、双江、上和、别口等7个镇街40个村（居）受灾，受灾群众达31 700名。8月18日，洪水持续上涨，重庆铜梁区安居古城部分低洼低端民房被淹。长江上游干流以及多条支流洪峰叠加来袭，8月19日上午，洪水不断上涨，重庆市南滨路、嘉滨路淹没，主城区多条道路实施交通管制。长江、嘉陵江两江交汇处的长嘉汇景区，水流湍急，重庆洪崖洞、朝天门、磁器口等多处知名景点部分区域也被淹没。

2020年8月下旬，位于四川下游和三峡水利枢纽上游的重庆，经历了40年来最大洪水过境，主城多地被淹，情况严重。8月中下旬，位于重庆上游的四川各地持续出现暴雨、大暴雨，局部特大暴雨，导致岷江、沱江、涪江出现历史排位性洪峰流量。距离“长江2020年第4号洪水”过境仅4天，重庆主城迎來“长江2020年第5号洪水”。这个过程中，来自于外洪威胁的洪涝灾害情势严重。

本轮汛情重庆经历1981年以来最高位长江洪水，重庆15个区县26.32万人受灾，紧急避险25.1万人，紧急转移安置13.27万人，倒损房屋4 095间，农作物受灾面积8 636hm2，未造成人员伤亡。

3  城市内涝防汛决策分析与思考

3.1  武汉、重庆内涝防汛决策

武汉主要充分利用湖泊水库调度应对内涝防汛。汛前，湖泊的水位适度下降;汛中，大量雨水入湖错峰调蓄、外排;汛后蓄水、保水，以实现动态管理、动态平衡。汛情中，重庆的水利气象机构持续预报预警，汛前，按照科学路线做好人口转移;汛中，科学有序应对，确保人民生命财产安全;汛后，积极进行灾后重建。

洪涝灾害中的武汉和重庆面对灾种不同——武汉“内涝”为主，重庆“外洪”为主;受灾程度不同——武汉“轻伤”，重庆“重伤”，但两市都启动了高级别防汛响应，采取专业有效的政府决策，决策的重中之重是预警预报和防洪调度。武汉此次汛情受灾程度较小得益于准确的预警预报和水库调度。而重庆作为长江中上游和下游防洪保安的一个关键节点，为了确保长江中下游平安，一直在蓄水控流。这是权衡利弊后做出的决策，重庆洪峰过境期间未下雨，保证城市不受暴雨洪水双面夹击，同时，水利、气象等各部门每日会商，滚动分析预报洪水演进过程，充分做好预警预报工作。此次防洪调度避免武汉、荆州、岳阳、九江和长江中下游上亿的老百姓遭受毁灭性洪灾。而综合全局考虑、统筹调度，联合调度长江上中游水库群，确保了人民生命财产安全的损失降到最低。

3.2  防洪调度与预警预报

武汉2020年汛情中城市防洪排涝得益于湖泊水库调度，重庆在长江4号、5号洪水中的调度决策中，保卫了武汉、荆州、岳阳、九江和长江中下游上亿人民。水工程调度在2020年防洪排涝中发挥重要作用，截至2020年9月，全国3 852座次大中型水库共拦洪1 680亿m3，减淹城镇1 310个次、减淹耕地3 392万亩、避免人员转移2 148万人。联合调度以三峡为核心的长江上中游水库群拦洪490亿m3，避免了城陵矶附近蓄滞洪区和荆江分洪区的运用。通过水库群联合调度和各项防御措施，2020年我国大江大河堤防没有出现决口，大中型和小（1）型水库没有出现垮坝，确保了人民群众的生命安全和经济社会的稳定运行，也确保了大江大河的安澜。在这个过程中，水库的作用功不可没，长江5号洪水，三峡最大入库流量75 000 m3/s，通过三峡调峰，削峰率34%。

实时雨水情和预报成果有助于统筹考虑各方面因素，更好地研究制定水工程调度运用方案，预警预报在城市洪涝灾害防治中发挥着重要作用。2020年汛期，全国气象部门通过各种渠道累计发布23.3万余条各类气象灾害预警信息，其中，暴雨、雷电的预警信息发布数量比过去三年同期平均值提升30%，时效整体缩短到3～10min，预警信息公众覆盖率逐年上升，已达87.3%以上。同时，水利部新闻指出，1998年，中央收集3 300个站的水情信息需要2h，现在只要10～15min就能够收齐13万个报汛站信息。及时准确的预报有效辅助防汛调度，优化和细化水工程调度运用方案，更好地为防洪排涝确定决策。

3.3  城市防洪除涝设施建设

武汉湖泊优异的解涝防洪能力，在2020年武汉防汛抗洪全局中起到举足轻重的作用。大东湖生态水网日渐成型，离不开生态优先的综合治理念和先进的水利工程设计、建设，其中代表工程有大东湖生态水系工程和百公里生态绿廊。大东湖生态水系工程又称武汉“六湖连通”工程，该工程将东湖、沙湖、北湖、杨春湖、严东湖、严西湖六个湖泊贯通，并通过港渠与长江相连，实现港渠疏通、子湖连通，快速排水入江。百公里生态绿廊指101.98km的东湖绿道，该工程对湖泊岸线环境进行系统改善，建设软质生态驳岸，修整边坡减少水土流失，同时对湖边塘进行整治，这些生态建设举措让绿道、湖堤更富有弹性，实现消峰调蓄，消解内涝的功能。

这些利民工程并非一蹴而就，而是着眼顶层设计、因地制宜、统筹规划、保持先进理念下，长时间打磨而成。“十四五”规划中，水利部推进防洪薄弱环节工程建设，尽快补齐防洪工程短板，全面提升水旱灾害防御能力，围绕国家水网建设和2020年防洪暴露的薄弱环节，着眼修建“有温度”的重大民生水利项目，支撑经济社会的发展。

4  结语

本文以武汉和重庆为例，阐述了两座城市在2020年汛情中的防洪排涝情况，并从决策、预警预报和防洪调度、防洪除涝设施建设展开分析和讨论。2020年严重的汛情下，水库调度发挥着重大作用，城市内涝防汛需要全方位的支撑，决策发挥着决定性作用，防洪调度是决策中的重中之重，而水利设施和预警预报为防洪调度和各项决策提供了重要的支撑。

参考文献：

[1]侯精明，郭凯华，王志力，荆海晓，李东来.设计暴雨雨型对城市内涝影响数值模拟[J].水科学进展，2017，28（06）：820-828.

[2]邓金运，刘聪聪，高浩然，马晨煜，崔鑫.排水体系建设对城市洪涝灾害的影响[J].长江科学院院报，2020，37（03）：51-56+69.

[3]张建云，王银堂，贺瑞敏，胡庆芳，宋晓猛.中国城市洪涝问题及成因分析[J].水科学进展，2016，27（04）：485-491.

[4]王颖，王强国.基于GIS技术的海绵城市内涝灾害数值可视化研究[J].灾害学，2020，35（02）：70-74.

[5]李雯，姜仁贵，解建仓，赵勇，朱记伟，王尹萍.基于文献计量学的城市洪涝灾害研究可视化知识图谱分析[J/OL].西安理工大学学报：1-8[2020-11-24].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/61.1294.n.20201023.1739.004.html.

[6]国家防办课题调研组.洪水资源化调研报告[J].中国防汛抗旱，2004（02）：10-14.

[7]张毅，邓宏兵.武汉市城市湖泊演化及开发利用初探[J].华中师范大学学报（自然科学版），2005（04）：559-563.

[8]贾绍凤.关于武汉市发挥湖泊调蓄优势防治内涝的建議[J].中国水利，2017（07）：36-37.