2020年鄱陽湖區單退圩堤運用效果分析及湖區防洪治理思考

（長江勘測規劃設計研究有限責任公司，湖北武漢 430010）

1 研究背景

單退圩堤屬于洲灘民垸，是一種“低水種養，高水蓄洪”的蓄洪工程，遇一般洪水仍進行農業生產，遇大洪水時分蓄洪水或行洪［1］。低水位時，圩堤內可進行農業生產但不允許居住，即“退人不退田”，也稱單退圩堤。根據2015年國務院批復的《長江防御洪水方案》［2］，鄱陽湖區單退圩堤的運用方式為“湖口水位達到20.50 m并預報繼續上漲，視實時水情工情，相機運用河段內長江干堤之間、鄱陽湖區洲灘民垸行蓄洪水”。

江西省共有240座單退圩堤，其中，鄱陽湖湖區185座，長江干堤之間55座。2020年7月12日，鄱陽湖星子站水位達到22.63 m，超1998年的歷史最高水位11 cm。7月13日凌晨，江西省防汛抗旱指揮部發布《關于全面啟用單退圩堤蓄滯洪的緊急通知》，要求鄱陽湖區所有185座單退圩堤必須于7月13日主動分洪，進洪前必須提前對堤內人員進行轉移。根據江西省水利廳成果，截至7月12日晚，鄱陽湖區的185座單退圩堤中，已有153座進洪蓄水，進洪量約20億m3，剩下的32座單退圩堤全部啟用后，還可蓄洪約4億m3。鄱陽湖區185座單退圩堤全部運用后，可降低湖口站水位25～30 cm。根據實測資料，湖口站最高水位最終控制在22.49 m，低于保證水位0.01 m，發生時間為7月12日。

2020年鄱陽湖區185座單退圩堤的分洪運用有效緩解了鄱陽湖區的防洪形勢，具有重大的意義。本次研究收集了185座單退圩堤的分洪時間、圩堤面積及所屬區域等資料，通過構建和率定長江干流及鄱陽湖區一維水文水動力數學模型，詳細刻畫和復演了2020年長江流域洪水鄱陽湖區單退圩堤運用后的防洪形勢，分析了鄱陽湖區單退圩堤不運用對鄱陽湖的影響程度，以及采用康山蓄滯洪區的分洪效果，并提出了對鄱陽湖區防洪治理的思考。

2 2020年鄱陽湖區單退圩堤運用情況

表1為2020年運用的鄱陽湖區185座單退圩堤基本情況統計，萬畝以下單退圩堤分洪量11.64億m3，666.7～3 333.3 hm2（1 萬～5 萬畝）單退圩堤分洪量9.68億m3，3 333.3 hm2（5萬畝）以上單退圩堤分洪量4.87億m3，其中，位于廬山市的單退圩堤新妙湖圩總面積達11.28萬畝，分洪量3億m3；表2為2020年運用的鄱陽湖區185座單退圩堤潰決時間及分洪量統計，185座單退圩堤分洪持續時間為6 d，其中，7月10日分洪量最大，達到10.38億m3；表3為2020年運用的鄱陽湖區185座單退圩堤所屬區域及分洪量統計，不同區域的單退圩堤分洪對湖口站的作用不同，分洪效果最好的是位于入江水道的單退圩堤，位于贛江尾閭和信江尾閭的單退圩堤分洪效果一般，位于入江水道、贛江尾閭和信江尾閭的單退圩堤分洪量分別為12.82億，4.23億m3和1.19億m3。

表1 2020年運用的鄱陽湖區185座單退圩堤基本情況

表2 2020年運用的鄱陽湖區185座單退圩堤潰決時間及分洪量統計

表3 2020年運用的鄱陽湖區185座單退圩堤所屬區域及分洪量統計

3 一維水文水動力數學模型

3.1 研究范圍

為了準確模擬鄱陽湖與長江之間的水流交換，以及2020年洪水鄱陽湖區單退圩堤和康山蓄滯洪區分洪效果，模型范圍取為漢口-大通區間，包括鄱陽湖區及五河尾閭，其中，贛河、撫河、信河、饒河和修河五河尾閭指五河七口控制站（外洲、李家渡、梅港、渡峰坑、虎山、虬津和萬家埠）以下至鄱陽湖的區間，數學模型研究范圍見圖1。

圖1 數學模型研究范圍

3.2 邊界條件

數學模型邊界分入流邊界、水位邊界和區間入流邊界3部分。其中，入流邊界為漢口站、五河七口站（外洲、李家渡、梅港、渡峰坑、虎山、虬津和萬家埠）流量過程，區間入流邊界為鄱陽湖區產匯流成果，水位邊界為大通站水位過程。

3.3 產匯流計算方法

構建鄱陽湖區水文模型計算湖區產匯流。采用昌邑、都昌、康山、星子和永修5站的降雨和蒸發數據，鄱陽湖區產匯流直接用降雨減去蒸發，然后乘以湖區面積；洲灘區域產匯流考慮一定的徑流系數，徑流系數大小根據水文水動力模型率定成果最終確定，洲灘區域經率定后的徑流系數為0.6。水文模型和水動力模型的耦合方式為：水文模型的計算結果以旁側入流的方式實時匯入到一維水動力模型中。

3.4 單退圩堤和康山蓄滯洪區的概化

鄱陽湖區單退圩堤較多，在數學模型中逐一概化工作量較大。考慮到鄱陽湖區185座單退圩堤所屬區域、潰決后對湖口水位的作用不同，本次研究將185座單退圩堤概化為贛江尾閭、入江水道、信江尾閭、饒河尾閭和修水尾閭共5片區域，每片區域包含的單退圩堤數量見表3。不同區域的單退圩堤以水位-容積曲線的方式概化到數學模型中，每片區域的單退圩堤有一個概化點。其中，入江水道的單退圩堤概化點取為星子站，贛江尾閭概化點取為南昌市揚子洲，信江尾閭概化點取為信江東支和西支的交匯口，饒河尾閭概化點取為饒河入湖口，修水尾閭概化點取為潦河和修水交匯口。

康山蓄滯洪區同樣以上述水位-容積曲線的方式概化到數學模型中，其最大分洪流量按照9 630 m3/s考慮，分洪口門布置在康山大堤（樁號18+000）處。

3.5 模型率定與驗證

在實測資料中，選擇1998年3月1日至6月31日為數值模型的率定時段。由選擇1961年2月1日至7月1日為數值模型的驗證時段。由湖區主要控制站水位率定與驗證結果可以得出：數學模型的率定結果和驗證結果較好，其所采用的計算參數基本合理。經模型率定與驗證，河道與湖區糙率在0.02～0.03之間，灘區糙率在0.03～0.05之間。

4 鄱陽湖區單退圩堤分洪作用分析

為了分析2020年洪水鄱陽湖區單退圩堤的分洪作用，選取了長江干流與鄱陽湖區一維水文水動力數學模型，將185座單退圩堤分5片區域布置于數學模型中，估算每片區域單退圩堤7月8～13日的分洪流量（見表4），計算得出上述185座單退圩堤分洪和不分洪兩種情況下湖口站水位情況，如表5和圖2所示。

表4 鄱陽湖區185座單退圩堤潰決時間及分洪量統計 億m3

（1）鄱陽湖區185座單退圩堤分洪后湖口水位的計算值與實測值吻合較好，湖口最高水位計算值和實測值均于7月12日達到22.49 m。

表5 鄱陽湖區185座單退圩堤分洪前后湖口站最高水位 m

圖2 2020年鄱陽湖區單退圩堤分洪前后湖口站水位計算值與實測值對比

（2）鄱陽湖區185座單退圩堤不分洪，湖口站最高水位將于7月12日達到22.84 m，超保證水位0.34 cm，這與江西省水利廳實測成果一致；185座單退圩堤不分洪，湖口站超保證水位22.50 m的時間段為7月11～15日，持續時間5 d，這將大大增加鄱陽湖區的防洪風險。

（3）鄱陽湖區185座單退圩堤分洪后，湖口站最高水位由分洪前的22.84 m降低至22.49 m，低于保證水位1 cm，單退圩堤的分洪作用顯著。

5 采用康山蓄滯洪區分洪的作用分析

康山蓄滯洪區位于鄱陽湖東岸，上饒市余干縣城西北部，贛江南支、撫河、信江三河匯流口的尾閭。康山蓄滯洪區蓄洪面積312.37 km2，有效蓄洪容積15.70億m3，分洪口門設在康山大堤樁號17+500～18+200之間，口門寬約700 m，設計流量9 630 m3/s，區內轄11個鄉鎮場、59個行政村。根據《長江防御洪水方案》［2］，“預報湖口水位將達到22.50 m并繼續上漲，首先運用鄱陽湖區的康山蓄滯洪區分蓄洪水”。2020年洪水，康山蓄滯洪區具備分洪的條件。

根據表5成果，2020年洪水期間，若185座單退圩堤不分洪，湖口站水位將于7月11日達到22.5 m并繼續上漲。考慮采用康山蓄滯洪區分洪，分洪時間段為7月11日00：00至7月12日21：00，分洪流量9 630 m3/s。分洪后湖口站最高水位計算成果見表6，由表可以得出：采用康山蓄滯洪區分洪，分洪量為15.7億m3，分洪后湖口站最高水位22.60 m，超保證水位0.1 cm，湖口站超保證水位22.50 m的時間為7月12～14日，持續時間3 d。采用康山蓄滯洪區分洪可有效降低湖口水位，后續結合部分單退圩堤運用，可控制湖口站水位不超過保證水位22.5 m（見圖3）。

表6 采用康山蓄滯洪區分洪和單退圩堤分洪湖口站最高水位計算 m

圖3 2020年采用康山蓄滯洪區分洪和單退圩堤分洪湖口站水位過程

6 鄱陽湖區防洪治理的思考

鄱陽湖區已初步形成了以圩堤為基礎和主體，配合以水庫、蓄滯洪區、河道治理工程及防洪非工程措施的防洪減災體系［3］。2020年大洪水期間，湖區防洪工程體系發揮了重要作用，江西省水利廳先后40余次調度鄱陽湖水系干支流大中型水庫，累計攔蓄洪量18億m3，有效減輕了鄱陽湖區及長江干流湖口河段的防洪壓力。鄱陽湖區運用185座單退圩堤，進洪量約26.2億m3，有效降低鄱陽湖水位0.35 m。對2020年洪水康山蓄滯洪區的運用效果進行了分析，可有效降低湖口站水位，后續結合部分單退圩堤運用，可控制湖口站水位不超過22.50 m。

根據2020年鄱陽湖區防洪實踐，結合對單退圩堤和蓄滯洪區分洪效果的分析，對鄱陽湖區防洪治理提出以下建議：①鄱陽湖區防洪建設應貫徹以人為本、人與自然和諧共處的理念，按照“蓄泄兼籌、以泄為主”的治理方針，在深入研究鄱陽湖洪水特性、江湖關系變化的基礎上，針對2020年防汛抗洪搶險救災中暴露出的突出問題，根據“突出重點、分步實施、統籌兼顧、遠近結合”的原則，加強完善湖區防洪工程體系建設，全面加強湖區圩堤工程建設，大力推進蓄滯洪區建設，開展中小河流治理，加強圩區澇災治理，研究推進支流防洪控制性水庫建設；②緊密結合三峽工程建成運用的作用和影響，科學合理制定控制性水庫群、蓄滯洪區、單退圩堤、涵閘泵站等防洪工程體系聯合調度方式，進一步優化防御洪水調度方案，針對不同區域防洪工程協調細化調度方案；③開展湖區大洪水防洪聯合調度研究，通過統籌安排單退圩堤、蓄滯洪區調蓄洪水，合理確定分洪時機和分洪時序，確保湖區重點圩堤防洪安全。

7 結論與建議

7.1 結論

（1）2020年洪水期間，鄱陽湖區185座單退圩堤分洪效果顯著。如不分洪，湖口站最高水位將達到22.84 m，超保證水位0.34 m，超保證水位的時間達5 d；分洪后湖口站最高水位控制在22.49 m，低于保證水位1 cm。

（2）2020年洪水期間，采用康山蓄滯洪區分洪湖口站最高水位由分洪前的22.84 m降低至22.60 m，超保證水位22.50 m持續時間3 d；采用康山蓄滯洪區分洪可有效降低湖口水位，后續結合部分單退圩堤運用，可控制湖口站水位不超過保證水位22.50 m。

7.2 建議

（1）2020年洪水期間，鄱陽湖區單退民垸和康山蓄滯洪區均不分洪的情況下，湖口站水位將于7月8日達到20.50 m，9日達到21.50 m，11日達到22.50 m。建議在條件允許的情況下，統籌安排單退民垸、蓄滯洪區分洪，合理確定啟用時機、啟用數量和啟用順序，確保湖區重點圩堤的防洪安全。

（2）建議加快完善鄱陽湖區堤防、控制性水庫、蓄滯洪區、洲灘民垸、涵閘泵站等防洪工程體系建設，進一步強化防洪非工程措施，進一步優化防御洪水調度方案，實現對鄱陽湖區防洪工程體系的精細化聯合調度。