长江流域防洪工程体系能力提升建设思路

2022-03-24胡维忠刘佳明

中国水利 2022年5期

胡维忠，王乐，刘佳明

（1.长江设计集团有限公司，430010，武汉；2.流域水安全保障湖北省重点实验室，430010，武汉；3.长江勘测规划设计研究有限责任公司，430010，武汉）

长江是世界第三、我国第一大河，长江流域聚集了全国约33%的人口，创造了约34%的国民生产总值，是我国经济重心所在、活力所在。同时，频繁而严重的洪水灾害也威胁着流域内广大地区，特别是经济发达的中下游平原区，制约经济社会发展，因此防洪历来是长江治理与保护的首要任务。

完善流域防洪工程体系是推动新阶段水利高质量发展的实施路径之一，即以流域为单元构建主要由水库、河道及堤防、分蓄洪区组成的现代化防洪工程体系，提高河道泄洪能力，增强洪水调蓄能力，确保分蓄洪区分蓄洪功能。

一、长江流域防洪工程体系建设情况

1.建设现状

按照“蓄泄兼筹、以泄为主”的防洪治理方针和“江湖两利”“左右岸兼顾、上中下游协调”的指导原则，基本建成了以堤防为基础，三峡工程为骨干，其他干支流水库、蓄滞洪区、河道整治、平垸行洪、退田还湖等相配套的长江防洪工程体系。

（1）河道及堤防工程

①堤防工程

长江上游干流堤防达标率约85%，中下游3900 余km 干流堤防全线达标；洞庭湖区、鄱阳湖区重要堤防以及汉江、洞庭湖湘资沅澧四水、鄱阳湖赣抚信饶修五河等主要支流堤防防洪能力明显提高。

②河道整治工程

开展了长江中下游干流河道治理，1998年以来，长江中下游干流河道完成护岸1600 余km，抛石9100余万m3。通过采取护岸、裁弯、堵汊、疏挖、岸线调整等综合治理措施，稳定了江岸，扩大了泄洪能力，控制和改善了河势。目前，长江中下游干流河道河势总体稳定。

（2）水库工程

长江干支流已建成包括三峡、丹江口水库在内的重要防洪水库57座，已建、在建水库总防洪库容约750亿m3，占规划预留防洪库容的89%，在拦蓄洪水、减轻水库下游防洪压力方面作用显著。完成了流域内1029座大中型水库以及大量小型病险水库的除险加固工作。

（3）分蓄洪工程

①蓄滞洪区工程

长江中下游干流规划的42 处蓄滞洪区建设逐步推进，已完成33 处围堤加固、5 处分洪闸建设、4 处安全建设，正在加快钱粮湖、共双茶、大通湖东、洪湖东分块等重要蓄滞洪区建设。

②洲滩民垸治理

1998年大水后，对长江中下游干流、洞庭湖区及鄱阳湖区（以下简称“两湖湖区”）1442 处洲滩民垸进行了平垸行洪、退田还湖，恢复调蓄容积178 亿m3。据不完全统计，目前长江中下游干流已形成封闭保护圈的洲滩民垸270 余个，面积约2400 km2，人口约94 万人；两湖湖区有洲滩民垸530 余个，面积约5000 km2。

2.现状防洪能力

随着长江防洪体系的逐步完善，尤其是以三峡为核心的上游控制性水库群的投入运行，流域防洪能力有了较大提高。目前，长江干支流主要河段防洪能力：上游干流攀枝花主城区段可防御30年一遇洪水，川渝河段宜宾和泸州城区可防御50年一遇洪水，重庆中心城区可防御50年一遇～100年一遇洪水；中下游干流荆江河段防洪标准达到100年一遇，配合荆江地区蓄滞洪区的运用，可防御历史上发生的1860年、1870年特大洪水；城陵矶及以下干流河段通过干支流水库调蓄，考虑蓄滞洪区的运用，可防御新中国成立以来发生的最大洪水（1954年洪水）；汉江中下游依靠综合措施可防御1935年同大洪水（相当于100年一遇），其他支流一般可防御10年一遇～20年一遇洪水。

二、近年大洪水防御实践中防洪工程体系发挥的作用

近年来，依靠现有防洪工程体系，长江流域成功抵御了2016年、2017年、2021年区域性大洪水以及2020年流域性大洪水。

1.防御成效

（1）2020年长江流域性大洪水

2020年长江流域发生新中国成立以来仅次于1954年、1998年的流域性大洪水。

①水情特点

一是上游来水早、洪水发生范围广。6—8月，金沙江及16 条主要支流中，除湘江、汉江外，均发生超警以上洪水过程，三峡水库出现5 次入库洪峰流量超过50000 m3/s 的洪水，长江干流发生5 次编号洪水。其中，鄱阳湖发生流域性超历史大洪水，岷江、洪湖、长湖、巢湖发生超历史洪水；长江上游干流发生超保证洪水。

二是中下游水位涨势猛、洪峰水位高、持续时间长。中下游干流监利至大通江段主要控制站洪峰水位列有实测记录以来的第2 至第5 位，马鞍山至镇江段潮位超历史，其中九江站、湖口站洪峰水位居历史最高水位第2 位（仅次于1998年），且干流监利以下江段及两湖湖区高水位持续时间长，主要控制站超警戒水位累积天数达28～60 d。

三是上游洪水遭遇严重，洪水峰高量大。朱沱站与北碚站来水几乎全过程遭遇，导致寸滩站出现峰高量大的洪水过程，还原后洪峰流量位于历史第1 位，约90年一遇，最大7 d 洪峰流量约130年一遇。

②防洪工程体系发挥的作用

通过防洪工程联合调度，配合中下游农田涝片限制排涝等措施，充分发挥防洪工程泄洪、蓄洪、分洪能力，有效降低长江中下游干流洪峰水位，保障了流域防洪安全。

a.防御长江3 号洪水过程中，长江干流城陵矶附近适当抬高水位运行（超保证水位34.4 m 运行）6 d，最高运行水位34.59 m，有效避免了城陵矶附近蓄滞洪区的运用。与1998年洪水相比，2020年长江中下游干流堤防险情数量显著减少，仅为1998年的2.4%。

b.流域控制性水库群拦蓄洪水492 亿m3，其中三峡水库拦蓄洪水254 亿m3。在应对长江4 号和5 号复式洪水中，上游水库群联合调度拦蓄洪水约190 亿m3，分别降低岷江下游、嘉陵江下游洪峰水位1.4 m 和2.3 m，降低长江干流川渝河段洪峰水位2.9～3.3 m，减少洪水淹没面积约235km2，减少受灾人口约70 万人；避免了中下游60 余万人转移和49.3 万亩（1亩=1/15 hm2，下同）耕地、10 万亩水产养殖田（塘）被淹没。

c.长江干流、两湖湖区的洲滩民垸共运用369 座，总分洪量53.0 亿m3。其中，防御长江1 号洪水过程中，江西省主动运用鄱阳湖区185 座单退圩堤分洪，总分洪量约24 亿m3，将湖口站最高水位控制在22.49 m（保证水位22.50 m），有效缓解了鄱阳湖区的防洪形势。

（2）2021年汉江秋汛

①水情特点

2021年8月下旬—10月上旬，汉江流域发生9 次强降雨，上游降雨量列有实测资料以来同期最大，丹江口水库共发生7 次明显洪水过程，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 日发生近10年来最大入库洪峰24900 m3/s。丹江口水库秋汛累计来水量约340 亿m3，较常年同期偏多约4 倍，为1969年以来历史同期第1 位。汉江中下游皇庄以下河段主要控制站水位超警戒，最大超警幅度1.56 m，最长超警历时17 d（汉川）。

②防洪工程体系发挥的作用

联合调度丹江口和石泉、安康、潘口、黄龙滩、鸭河口等干支流控制性水库拦洪削峰错峰，控制性水库群累计拦洪145 亿m3，其中丹江口水库累计拦蓄洪水98.6 亿m3，最大削峰率71%。降低汉江中下游干流洪峰水位1.5～3.5 m，缩短超警天数8～14 d，极大减轻了中下游防洪压力，有效避免了丹江口以下河段超保证水位和杜家台蓄滞洪区分洪运用。

2.存在的问题

近年大洪水防御实践中也暴露出长江流域防洪工程体系仍存在诸多薄弱环节。

（1）蓄滞洪区建设严重滞后

一旦发生大洪水，多数蓄滞洪区很难实现“分得进、蓄得住、退得出”，且部分蓄滞洪区与防洪保护区之间隔堤不达标或长期未挡水，存在分蓄洪水对相邻保护区的淹没风险，增加了分洪启用的决策难度。如洪湖蓄滞洪区东分块与中分块之间的腰口隔堤，以及中分块与西分块之间的螺山隔堤均未建成，洪湖东分块一旦运用相当于洪湖蓄滞洪区整体运用，将淹没土地面积超过2800 km2，损失巨大。

（2）河势稳定任重道远

受长江上游来水来沙条件改变的影响，长江中下游干流河道发生大范围、长历时、大幅度的冲淤变化。2003—2020年，宜昌至湖口河段平滩河槽年均冲刷量约1.42 亿m3，河势稳定受到影响。近年来，局部河段河势不断变化调整，新的崩岸险情频繁发生，部分已治理守护崩岸段发生新的险情。据不完全统计，2003—2020年以来中下游干流河道共发生崩岸险情1010 处，崩岸总长度729.5 km。

（3）部分支流及湖泊防洪能力偏低

汉江中下游干流堤防达标率较低，且东荆河难以达到设计的分流能力；滁河下游河道和分洪道下泄能力明显不足，威胁沿河圩垸安全；青弋江、水阳江水网交错复杂，泄流不畅，局部主干河道行洪压力较大。洞庭湖区11 个重点垸堤防虽然堤身形象已达标，但其实施时间早、建设标准低，目前堤身堤基存在较大安全隐患；鄱阳湖区1 万～5 万亩的圩堤多数未进行系统加固，遇持续高洪水位，极易发生溃垸险情；巢湖洪水调蓄空间不足，出口河段受长江上游洪水来量巨大及下游潮水顶托影响，流域洪水排泄不畅。

（4）洲滩民垸行蓄洪运用与民生保障矛盾突出

部分单退垸存在移民返迁的情况，圩垸内人口规模和产业发展规模已迅速扩大，现状搬迁难度和转移安置压力大，同时洲滩民垸洲堤防洪能力低，呈现遇一般洪水防洪安全难以保障、遇大洪水时行蓄洪运用困难的尴尬局面。

（5）病险水库除险加固仍需加强

规划安排的小型病险水库除险加固任务未全部完成，近年来新出险的一些小型病险水库亟须加固。小型水库存在防洪标准低、工程质量差、建筑物老化等问题，缺少必要的雨水情测报和通信预警等设施，一旦发生局部强降雨危险性极大。

三、长江流域防洪工程体系能力提升建设思路

当前，我国进入全面建设社会主义现代化国家、向第二个百年奋斗目标进军的新发展阶段，长江防洪面临新的形势和要求，亟须构筑适应流域经济社会高质量发展要求的现代化长江防洪工程体系。

1.面临的新形势和新要求

（1）新形势

随着长江上游防洪控制性水库群的兴建，对洪水的调控能力显著增强，但水库清水下泄导致中下游干流河道长距离冲刷，影响河势稳定。近年来长江流域极端天气造成的短历时强降雨事件频发，也给流域防洪带来了挑战。此外，由于主要支流和重要湖泊防洪能力显著提高，沿江排涝泵站规模增大，城镇化进程加快，下垫面条件变化剧烈，河湖调蓄容积急剧下降等原因导致洪水风险向长江干流转移，干流防洪压力加重。

（2）新要求

随着长江经济带发展、长三角区域一体化、长江中游城市群、成渝地区双城经济圈等国家重大战略深入推进，流域城镇化进程加快，经济社会高质量发展对防洪保安提出了更高要求。《中华人民共和国长江保护法》明确要求提升洪涝灾害防御工程标准，建立与经济社会发展相适应的防洪减灾工程和非工程体系。生态文明建设和“生态优先、绿色发展”理念践行，要求防洪工程建设应考虑尽可能保留江河湖泊的自然形态，为动植物的栖息繁衍提供条件，实现自然补充地下水资源、合理调控洪水演进速度、保持河流自然景观等综合目的。

2.建设思路

新阶段长江流域防洪工程体系建设应坚持规划引领，摸清流域蓄泄关系规律变化，锚定建成高质量现代化洪水防御体系，加快推进重点工程建设，继续提升流域泄洪、蓄洪和分洪能力。

（1）修编长江流域防洪规划

针对流域洪水特性发生的新变化、经济社会高质量发展对防洪总体布局与防洪保安能力的新需求、生态文明建设和防灾减灾的新理念，以及上轮规划遗留的老问题和现状突出的薄弱环节，统筹安全与发展，以保障流域安澜、提升流域防洪治理能力、助力流域经济发展为目标，开展长江流域防洪规划修编工作。

①制定防洪标准

充分考虑流域内防洪保护区经济社会发展需要，复核防洪标准及提升需求，统筹上下游、干支流、流域与区域协调性，科学制定与高质量发展相匹配的流域防洪标准。

②复核设计洪水

解析全球气候变化对长江流域降雨、大规模城镇化、工程建设对流域洪水“产流—汇流—演进”特性的影响，开展流域洪水模拟，分析洪水演进规律变化，复核干支流主要控制站泄流能力，分析设计洪水过程变化情况。

③优化防洪布局

科学调整蓄泄格局，制定设计洪水出路安排方案，优化长江上游和中下游防洪总体布局。在水库拦洪方面，开展流域控制性水库群防洪库容预留方式、联合防洪调度方式优化研究，进一步扩大水库群拦蓄洪水能力；在河道泄洪方面，论证防洪控制水位，制定沿江涝区排涝规则，进一步提升河道泄流能力；在蓄滞洪区分洪方面，优化调整中下游超额洪量分布及蓄滞洪区布局。

（2）完善流域防洪工程体系

以流域为单元构建主要由水库、河道及堤防、分蓄洪工程组成的现代化防洪工程体系。

①提高河道泄洪能力

一是堤防提质升级。对长江上游干流、汉江、青弋江、水阳江、洞庭湖、鄱阳湖等不达标堤防进行达标建设，对长江中下游干堤4—5 级堤防和新纳入城市防洪保护圈的堤防进行提质升级，对于下游感潮河段堤防，考虑风暴潮增水影响进行加高建设。在满足防洪功能的前提下，提升堤防品质，拓展堤防景观、生态、交通等功能。

二是河道系统治理。结合长江上游控制性水库群建成后江湖关系变化及河道演变趋势，加强中下游干流河道的崩岸治理与河势控制。开展洞庭湖四口水系综合整治，对行洪不畅的河道进行疏挖、清障、扩卡，对中小河流实施综合治理，增加河道行洪能力。

②增强洪水调蓄能力

一是新建防洪水库。在识别、协调水库工程与生态保护红线的符合性、管控要求的基础上，继续推进清江姚家坪、资水金塘冲等规划安排的防洪控制性水库建设，增加流域水库防洪库容。

二是挖掘已建水库防洪潜力。着力解决五强溪、万安等已建水库的防洪库容运用制约问题，促进水库达效运行；对于处在河流上游、移民较少的水库，统筹水资源利用需求，研究加高扩容的可能性。

三是加强病险水库系统治理。继续对未进行过除险加固的小型水库和近年出险的水库实施除险加固，消除防洪隐患。构建“水库安全鉴定—除险加固—后评估”的全过程管理体系，完善水库大坝除险加固机制。

③确保分蓄洪功能

一是蓄滞洪区布局调整与建设。加快推进蓄滞洪区工程建设和安全建设，近期重点开展城陵矶附近分蓄100 亿m3超额洪量的蓄滞洪区建设，抓紧推进杜家台、康山、民主垸、城西垸等重要蓄滞洪区安全区建设，逐步实施武湖、涨渡湖、华阳河等一般蓄滞洪区安全设施建设，研究论证西凉湖蓄滞洪区建闸、荆江分洪区安全区扩大的必要性和方案。结合生态优先、绿色发展等理念，以及区内经济社会发展现状和相关发展规划安排，分类型分区域探索蓄滞洪区安全建设新模式。