長(zhǎng)江防洪千年變局

◎ 文 | 張家發(fā) 李洋 編輯 | 吳冠宇

長(zhǎng)江防洪千年變局

◎ 文 | 張家發(fā) 李洋 編輯 | 吳冠宇

2012年7月24日20時(shí)，71200立方米/秒流量的洪峰到達(dá)三峽大壩后，只開(kāi)8個(gè)泄洪深孔泄洪。本次削峰攔蓄洪峰流量28200立方米/秒，保證了下游的安全。 攝影/肖藝九

五千年中華文明史，一直與治水息息相關(guān)。三峽工程作為開(kāi)發(fā)和治理長(zhǎng)江的關(guān)鍵性骨干工程，防洪是其首要功能，在長(zhǎng)江防洪體系中具有不可替代的作用。

三峽處于長(zhǎng)江上游來(lái)水進(jìn)入中下游平原河道的“咽喉”，緊鄰長(zhǎng)江防洪形勢(shì)最為嚴(yán)峻的荊江河段，地理位置優(yōu)越，三峽工程對(duì)長(zhǎng)江中下游洪水的控制作用是上游干支流水庫(kù)不能替代的。三峽工程可以控制荊江河段95%的洪水來(lái)量，三峽水庫(kù)的控制和調(diào)節(jié)作用最直接、最有效，就好比是控制進(jìn)入荊江洪水大小的“總儲(chǔ)水庫(kù)”。三峽工程建成后，荊江地區(qū)的防洪形勢(shì)發(fā)生了根本性的變化，同時(shí)也大大提高了武漢防洪調(diào)度的靈活性。

三峽工程的建成，標(biāo)志著以三峽工程為骨干的長(zhǎng)江中下游防洪體系基本形成。三峽工程按千年一遇設(shè)計(jì)，其防洪庫(kù)容221.5億立方米，可使荊江河段的防洪標(biāo)準(zhǔn)由原來(lái)的十年一遇提高到百年一遇，即可以抵御1954年型的大洪水；遇千年一遇或類似于1870年的特大洪水，經(jīng)過(guò)三峽水庫(kù)調(diào)蓄后，可控制枝城流量不大于80000立方米/秒，配合荊江地區(qū)的分蓄洪區(qū)運(yùn)用，可避免荊江地區(qū)發(fā)生干堤潰決的毀滅性災(zāi)害。百年一遇的洪水使用三峽防洪庫(kù)容調(diào)蓄即可抵御，千年一遇洪水需要配合使用分蓄洪區(qū)，使用荊江分蓄洪區(qū)的概率降至原來(lái)的1/10，大大降低了洪水造成的損失。

近些年來(lái)，長(zhǎng)江上游地區(qū)陸續(xù)修建了30余座大型水庫(kù)，使得三峽以上水庫(kù)的防洪庫(kù)容增加到660億立方米以上。通過(guò)以三峽工程為骨干的水庫(kù)群的聯(lián)合調(diào)度，可大大緩解長(zhǎng)江的防洪壓力。

累計(jì)實(shí)施攔洪運(yùn)用41次

三峽水庫(kù)從2003年開(kāi)始蓄水運(yùn)行（當(dāng)時(shí)水位只有135米）到2016年底，累計(jì)實(shí)施攔洪運(yùn)用41次，總蓄洪量1219億立方米。值得大書(shū)特書(shū)的是，2010和2012年長(zhǎng)江上游發(fā)生大洪水，當(dāng)時(shí)三峽水庫(kù)最大入庫(kù)流量分別達(dá)到70000和71200立方米/秒，均超過(guò)1998年最大洪峰流量63300立方米/秒。這兩次洪水雖然在歷時(shí)和洪量上不及1998年的洪水，但巨大的洪峰必定存在著極大的風(fēng)險(xiǎn)。在抗擊洪水的過(guò)程中，三峽水庫(kù)通過(guò)科學(xué)預(yù)測(cè)、合理調(diào)度，充分發(fā)揮削峰、錯(cuò)峰作用，最大削峰40%，使荊江河段沙市水位控制在警戒水位以下、城陵磯水位未超過(guò)保證水位，未發(fā)生洪水災(zāi)害。

假如沒(méi)有三峽工程

2010年7月19日晚間至20日上午，三峽水庫(kù)迎來(lái)峰值70000立方米/秒的洪水，其峰值超過(guò)1998年的洪水，是三峽工程建成以后迎來(lái)的第一次較大規(guī)模的洪水。洪峰在20日早上8時(shí)抵達(dá)三峽大壩，21日早上8時(shí)，三峽入庫(kù)流量逐漸降至60000立方米/秒。在準(zhǔn)確預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上，經(jīng)科學(xué)調(diào)度，三峽水庫(kù)成功地應(yīng)對(duì)了這次巨大的洪峰，控制三峽出庫(kù)流量40000立方米/秒，削減洪峰流量40%，一次攔蓄水量約80億立方米。如果沒(méi)有三峽工程，沙市最高水位將達(dá)44.8米，接近保證水位45米，漢口水位將達(dá)28.1米，超警戒水位0.8米，將形成僅次于1998年的嚴(yán)峻防洪形勢(shì)。三峽工程2010年這次成功的攔洪蓄洪，節(jié)省了大量抗洪的人力物力，其防洪效益就達(dá)266.3億元。

歷史上有記錄的大洪水

三峽12年洪水調(diào)動(dòng)過(guò)程

1號(hào)洪峰期間三峽水庫(kù)調(diào)度過(guò)程

2016年7月9日，漢口江灘公園一片祥和 攝影/張家發(fā)

2016年7月上旬，武漢遭遇特大暴雨，城區(qū)漬澇嚴(yán)重。 攝影/陳文才/ CFP

長(zhǎng)江荊江段各水文站分布圖

三峽及其上游干流水庫(kù)防洪庫(kù)容及2016年汛期運(yùn)用情況

2012年7月24日20時(shí)，對(duì)長(zhǎng)江三峽大壩來(lái)說(shuō)是一個(gè)刷新紀(jì)錄的時(shí)刻。入庫(kù)流量71200立方米／秒，是三峽水庫(kù)建庫(kù)蓄水9年來(lái)遭遇的最大洪峰。當(dāng)洪水到達(dá)三峽大壩時(shí)，8個(gè)泄洪深孔同時(shí)開(kāi)啟，只見(jiàn)大壩下游八大洪流噴薄而出，江水吼聲如雷，濁浪沖天，大壩上游江面水流平穩(wěn)，波瀾不驚。當(dāng)晚，洪峰開(kāi)始衰減。25日上午，長(zhǎng)江上游洪水退水，標(biāo)志著歷史罕見(jiàn)洪峰順利過(guò)境三峽。通過(guò)準(zhǔn)確預(yù)報(bào)和科學(xué)調(diào)度，三峽水庫(kù)攔蓄洪峰28200立方米/秒，使大壩下游主要站點(diǎn)水位漲幅在可控范圍內(nèi)，這次洪峰考驗(yàn)可以說(shuō)是有驚無(wú)險(xiǎn)。若無(wú)三峽工程，宜昌、沙市、枝城水位將超過(guò)警戒水位，大量人員將上堤巡查、搶險(xiǎn)。城陵磯水位、支流荊南四河水位將能超過(guò)保證水位，部分分洪區(qū)可能分洪運(yùn)用、部分洲灘民垸可能扒口行洪。由于2012年主要是長(zhǎng)江上游型洪水，中下游沒(méi)有同時(shí)發(fā)生大洪水，因此，2012年洪水對(duì)武漢影響不大。如果遭遇類似于1998年全流域型大洪水，三峽工程將發(fā)揮更大作用。

2016年汛期，受超強(qiáng)厄爾尼諾影響，長(zhǎng)江中下游地區(qū)遭遇了自1998年以來(lái)最嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害，以三峽水庫(kù)為核心的流域水庫(kù)群實(shí)施了聯(lián)合防洪調(diào)度，充分發(fā)揮了梯級(jí)水庫(kù)的防洪功能，成功應(yīng)對(duì)了2016年長(zhǎng)江“1號(hào)洪峰”，通過(guò)攔洪、錯(cuò)峰、削峰調(diào)度，避免了與長(zhǎng)江中下游形成的“2號(hào)洪峰”疊加遭遇，控制沙市站沒(méi)有超過(guò)警戒水位，城陵磯站沒(méi)有超過(guò)保證水位。此后，結(jié)合實(shí)時(shí)水雨情和中下游地區(qū)的防汛形勢(shì)，多次調(diào)整減小三峽水庫(kù)下泄流量，降低城陵磯附近最高洪水位約1米，減少超警堤段250千米，避免了荊江河段超警和城陵磯地區(qū)分洪，為湖北、安徽、江蘇等地的防洪搶險(xiǎn)和城市排澇創(chuàng)造了有利條件，取得了顯著的防洪效益。

2016年7月10日，武警官兵對(duì)湖南華容河新華垸紅旗閘潰口實(shí)施封堵。 攝影/陳文才/ CFP

2016年長(zhǎng)江洪水

2016年，長(zhǎng)江中下游的洪水引起了全社會(huì)的廣泛關(guān)注，圍繞洪水成因、三峽工程在其中的作用等公眾關(guān)心的問(wèn)題，在這里給出一些答案。

2016年長(zhǎng)江發(fā)生了什么樣的洪水？

長(zhǎng)江大洪水通常分為兩類：區(qū)域性大洪水和流域性大洪水。2016年的洪水屬于前者。洪水主要不是來(lái)自于三峽水庫(kù)上游，而是由中下游地區(qū)的暴雨形成，所以2016年長(zhǎng)江洪水為中下游區(qū)域性大洪水。

2016年長(zhǎng)江洪水的特點(diǎn)和影響程度如何 ？

干流自監(jiān)利以下全線超警戒水位，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，洪峰水位高，但干堤險(xiǎn)情少，共50處一般險(xiǎn)情，數(shù)量遠(yuǎn)少于1998年的9000余處，且均得到有效控制，沒(méi)有危及到堤防安全。支流洪水大，超歷史洪水河流多，堤防險(xiǎn)情多，多處潰堤。部分城市嚴(yán)重內(nèi)澇，漬水時(shí)間長(zhǎng)。

流域受災(zāi)范圍廣，洪澇災(zāi)情嚴(yán)重，但與以往相比，人員傷亡較輕。

為什么三峽工程建成后仍然有2016年洪水 ？

2016年長(zhǎng)江中下游洪水屬于典型的當(dāng)?shù)睾樗聻?zāi)，長(zhǎng)江中下游地區(qū)暴雨頻繁，形成了區(qū)域性大洪水以及部分支流的特大洪水。由于三峽工程的建設(shè)不能改變中下游流域的降水分布以及徑流形成的特點(diǎn)，中下游干堤雖然已經(jīng)基本建設(shè)達(dá)標(biāo)，但是支流及湖泊防洪排澇能力低，城市開(kāi)發(fā)建設(shè)與防洪排澇能力矛盾突出，因而即使有了三峽工程，2016年長(zhǎng)江中下游仍然形成了大范圍的洪澇災(zāi)害。

三峽工程在2016年長(zhǎng)江防洪中發(fā)揮了什么作用 ？有什么樣的效果 ？

2016年長(zhǎng)江1號(hào)洪峰來(lái)臨前，依據(jù)洪水預(yù)報(bào)成果，按照初步設(shè)計(jì)方案實(shí)行了三峽工程對(duì)城陵磯地區(qū)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)恼{(diào)度方式，也就是在入庫(kù)流量峰值僅為5萬(wàn)立方米/秒的條件下，將水庫(kù)下游流量控制為3.1萬(wàn)立方米/秒，削減出庫(kù)流量1.9萬(wàn)立方米/秒，消峰率達(dá)38%，攔蓄洪量約29億立方米。

針對(duì)2號(hào)洪峰和監(jiān)利以下河段全線超警的嚴(yán)峻形勢(shì)，運(yùn)用三峽上游30余座大型水庫(kù)群調(diào)蓄作用，共攔蓄227億立方米，其中三峽水庫(kù)攔蓄75.5億立方米。這種水庫(kù)群的聯(lián)合運(yùn)用，使得在實(shí)行三峽工程對(duì)城陵磯地區(qū)補(bǔ)償調(diào)度時(shí)，三峽水庫(kù)仍然留有足夠的防洪庫(kù)容，以應(yīng)對(duì)可能的上游洪水和工程自身的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2016年實(shí)行三峽工程補(bǔ)償調(diào)度的效果體現(xiàn)為：分別降低荊江河段、城陵磯附近地區(qū)、武漢以下河段水位0.8～1.7米、0.7～1.3米、0.2～0.4米，減少超警戒水位堤段長(zhǎng)度250千米，有效減輕了長(zhǎng)江中游城陵磯河段和洞庭湖區(qū)防洪壓力，避免了城陵磯地區(qū)分洪，確保了人民群眾生命財(cái)產(chǎn)及長(zhǎng)江干堤和重要基礎(chǔ)設(shè)施的安全。

（本文原載《科學(xué)世界》2017第5期）

下：三峽及其上游干流水庫(kù)防洪庫(kù)容及2016年汛期運(yùn)用情況

上：2016年主汛期長(zhǎng)江中游陵磯水文站水位過(guò)程線