汛情下的城市防洪排澇方案分析

張宏雅 魏永強 范仲杰

摘 要：2020年，長江流域發生了繼1998年以后又一次流域性大洪水，作為長江中下游和上游的特大城市，武漢和重慶汛情較為嚴峻，但應對城市洪澇災害的方案并不相同。本文以武漢和重慶為例，分析對比汛情下城市內澇防汛中的決策、預警預報與防洪調度、水利設施等方面情況，以期對城市洪澇災害研究與防治問題有所借鑒。

關鍵詞：城市防洪排澇;防洪調度;預警預報;城市建設

中圖法分類號：TU998.4? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.19679/j.cnki.cjjsjj.2021.0103

近幾十年來，隨著社會經濟和城市化發展，洪澇災害損失的主要部分已經從原先的農業損失轉移到城市，而城市內澇防汛是城市防汛工作中的重中之重。全球氣候變化和城市化進程等多重影響疊加下，城市洪澇災害頻發，嚴重影響城市的正常運轉，威脅居民正常生產生活和生命財產安全，制約城市健康有序發展。

城市洪澇災害問題日益突出，諸多學者對于城市內澇防汛的關注度逐漸增加。侯精明等[1]利用水文、水動力耦合模型模擬并分析設計暴雨雨型對城市內澇的影響。鄧金運[2]等以武漢市光谷中心城為研究區域，采用一、二維耦合的水動力數學模型，分析排水體系建設對城市洪澇災害的影響。張建云等[3]分析了變化環境對城市降雨和極端暴雨的影響以及城鎮化引起洪澇災害頻發的原因。王穎等[4]通過GIS技術實現海綿城市內澇災害數值可視化，服務于城市內澇的預防和控制。根據李雯等[5]從文獻計量學角度對城市洪澇災害研究可視化知識圖譜分析可知，城市洪澇災害相關文獻的出版數量與被引頻次在近十年呈上升態勢，其中，2008～2019年文獻被引頻次呈現顯著增長趨勢，增幅高達99.9%。由此可見，城市洪澇災害的相關研究不斷增加，洪澇災害研究體系構建穩步推進。

2020年我國暴雨洪水多發頻發，發生了1998年以來最嚴重的汛情，長江流域的流域廣闊、支流眾多，降水量豐富，長江流域發生洪澇災害的城市較多。本文結合2020年城市內澇防汛調查的實際情況，以長江流域上中游的兩大城市武漢和重慶為例，探討城市內澇防汛，以期對城市洪澇災害研究與防治問題提出有效建議。

1? 洪澇災害與汛情

2020年我國發生了自1998年以來最嚴重的汛情——降雨總量大且時空集中，洪水多發且量級大，超警河流數量多且超警時間長。

暴雨多發頻發，降雨總量偏多、時空集中。6月以來，全國平均降雨量438 mm，較常年偏多18%，為1961年以來最多。長江共發生5次編號洪水，次數超過1998年，為近23年以來最多。長江發生流域性大洪水，其中上游發生特大洪水，三峽水庫出現建庫以來最大入庫流量75 000m3/s。全國七大流域26個省份827條河流發生超警以上洪水，較常年偏多8成，為1998年以來最多，其中266條超保證、77條超歷史。長江干流及兩湖超警26～67天，太湖超警48天，安徽巢湖超警78天、超歷史16天，松花江干流超警達7～41天。

汛情引發了嚴重的洪澇災害。據統計，2020年9月洪澇災害造成28個省份多處堤防護岸、水庫設施、農村供水和灌溉設施、泵站涵閘、水文站等水利工程損毀。經水利部組織各省（自治區、直轄市）對災后水利工程修復工程量及投資需求初步測算，水利災后恢復重建任務十分繁重，據初步測算，大約需投資840億元。

2? 城市內澇防汛

2.1? 武漢市內澇防汛

武漢地處長江中下游平原，江漢平原東部，是全世界水資源最豐富的特大城市之一，水域面積占全市市區面積的1/4。武漢全境水域面積2 217.6km2，覆蓋率26.10%，人均占有地表水11.4萬m2，人均占有地表水量居世界大城市之首，是全世界水資源最豐富的特大城市及中國最大的淡水中心。世界第三大河長江及其最大支流漢水橫貫市境中央，境內5km以上河流165條，水面面積471.31 km2。武漢現有大小湖泊166個，被稱為“百湖之市”，在正常水位時，湖泊水面面積803.17 km2，居中國城市首位。

2013年7月6日至7日，遭受特大暴雨襲擊的武漢市多點出現“一片汪洋”的內澇場景，中心城區的累計總降雨量超過1.6億m3。全市平均降雨量超過210.9mm，局部降雨最高達到317.2mm（江夏）。2016年6月至7月，多場暴雨侵襲武漢，武漢6月30日至7月6日，持續性周降雨量達584.8mm，7月5日至6日，武漢全市平均降雨量為228.6mm，局部降雨達到277.6mm（蔡甸），超過2013年的平均降雨量。2020年入梅之際，武漢雨情急、汛情猛，同時承受洪水和大暴雨內澇的雙峰疊加，城市內澇防汛壓力極大。2020年7月5日至7月6日，武漢江夏區烏龍泉站24小時雨量達435.4mm，最大小時雨強88.3mm。武漢市于7月6日啟動防汛“二級響應、一級戰備”。汛前，及時騰退庫容，“空腹”迎汛。汛中，超強組織、分區管控，精準調度，聯調聯控、聯動聯排，各點水位快速下降，逐步回歸安全水位，給后續雨水騰出空間。相較于2013年和2016年的暴雨洪水，2020年更為嚴峻的城市洪澇災害并未給武漢市的城市功能運轉和市民生產生活造成太大影響，其客觀原因在于武漢利用自然景觀，統籌城市建設和治水建設，加以精準聯合調度。

武漢市的排澇抗洪能力可以包括三個方面：海綿城市水容能力、抽排能力、湖泊水容能力[6-8]。武漢水務局負責人表示，“管涵、泵站等人工的排水設施，不可能無限度提高標準建設，必須兼顧實際效益，武漢坐擁內陸城市少有的湖泊資源，必須把天然的調蓄功能利用好。”2020年河湖水網經過有效的調控，在武漢市防洪排澇中發揮著重要的效益。武漢中心城區的40個湖泊中，有23個具有調蓄功能。為積極備汛，從2020年4月下旬起，武漢市數次于暴雨前提前騰庫容，給大量的雨水留出一定的騰蓄空間，全市集中將部分湖泊水位降至合理區間，以防止大暴雨帶來的雨洪沖擊和危害。其中，東湖的作用極為典型。東湖水域面積33.63km2，汛期變成城市“綠胃”，收納來自武昌、青山、洪山和東湖高新等去的自然匯水，匯水面積達132 km2。按2020年降雨量898mm計算，汛期東湖為城市內澇排憂解難，總共納入1億m3雨水。武漢東湖利用大東湖生態水系工程，實現“水系經脈”一網通，快速排水入江;利用百公里生態綠廊，發揮滲、滯、蓄、凈、用、排等功能。

自然景觀湖泊在前，依景而設的生態水系工程在后，通過協同共治機制實現市區聯動，流域聯排，分區管控，科學調度，使武漢從容應對2020年暴雨洪水。

2.2? 重慶市內澇防汛

重慶位于中國內地西南部、長江上游地區，水資源十分豐富，年平均水資源總量在5 000億m3左右，每平方千米水面積全國第一。重慶河流眾多，水系稠密，流經重慶的主要河流有長江、嘉陵江、烏江、涪江、綦江、大寧河、阿蓬江、酉水河等，長江干流自西向東橫貫全境，流程長達665km，境內流域面積大于50km2的河流有553條、大于1萬km2的河流有7條，長江上游的來水均匯集于重慶。

8月中上旬，受上游強降雨影響，“嘉陵江2020年第1號洪水”在嘉陵江支流涪江形成。重慶市正式啟動洪水防御Ⅱ級應急響應。截至8月13日下午4時30分，涪江水位上漲，位于涪江畔的重慶市潼南區7個沿江鎮街不同程度受災，受災人數8 209人。8月14日，長江2020年第四號洪峰過境江津白沙，重慶江津段三條主要街道被淹沒。8月17日早5點，潼南城區小河壩站水位達到243.86m，流量19 500m3/s，超保證水位3.86m。潼南城區梓潼、桂林、米心、玉溪、雙江、上和、別口等7個鎮街40個村（居）受災，受災群眾達31 700名。8月18日，洪水持續上漲，重慶銅梁區安居古城部分低洼低端民房被淹。長江上游干流以及多條支流洪峰疊加來襲，8月19日上午，洪水不斷上漲，重慶市南濱路、嘉濱路淹沒，主城區多條道路實施交通管制。長江、嘉陵江兩江交匯處的長嘉匯景區，水流湍急，重慶洪崖洞、朝天門、磁器口等多處知名景點部分區域也被淹沒。

2020年8月下旬，位于四川下游和三峽水利樞紐上游的重慶，經歷了40年來最大洪水過境，主城多地被淹，情況嚴重。8月中下旬，位于重慶上游的四川各地持續出現暴雨、大暴雨，局部特大暴雨，導致岷江、沱江、涪江出現歷史排位性洪峰流量。距離“長江2020年第4號洪水”過境僅4天，重慶主城迎來“長江2020年第5號洪水”。這個過程中，來自于外洪威脅的洪澇災害情勢嚴重。

本輪汛情重慶經歷1981年以來最高位長江洪水，重慶15個區縣26.32萬人受災，緊急避險25.1萬人，緊急轉移安置13.27萬人，倒損房屋4 095間，農作物受災面積8 636hm2，未造成人員傷亡。

3? 城市內澇防汛決策分析與思考

3.1? 武漢、重慶內澇防汛決策

武漢主要充分利用湖泊水庫調度應對內澇防汛。汛前，湖泊的水位適度下降;汛中，大量雨水入湖錯峰調蓄、外排;汛后蓄水、保水，以實現動態管理、動態平衡。汛情中，重慶的水利氣象機構持續預報預警，汛前，按照科學路線做好人口轉移;汛中，科學有序應對，確保人民生命財產安全;汛后，積極進行災后重建。

洪澇災害中的武漢和重慶面對災種不同——武漢“內澇”為主，重慶“外洪”為主;受災程度不同——武漢“輕傷”，重慶“重傷”，但兩市都啟動了高級別防汛響應，采取專業有效的政府決策，決策的重中之重是預警預報和防洪調度。武漢此次汛情受災程度較小得益于準確的預警預報和水庫調度。而重慶作為長江中上游和下游防洪保安的一個關鍵節點，為了確保長江中下游平安，一直在蓄水控流。這是權衡利弊后做出的決策，重慶洪峰過境期間未下雨，保證城市不受暴雨洪水雙面夾擊，同時，水利、氣象等各部門每日會商，滾動分析預報洪水演進過程，充分做好預警預報工作。此次防洪調度避免武漢、荊州、岳陽、九江和長江中下游上億的老百姓遭受毀滅性洪災。而綜合全局考慮、統籌調度，聯合調度長江上中游水庫群，確保了人民生命財產安全的損失降到最低。

3.2? 防洪調度與預警預報

武漢2020年汛情中城市防洪排澇得益于湖泊水庫調度，重慶在長江4號、5號洪水中的調度決策中，保衛了武漢、荊州、岳陽、九江和長江中下游上億人民。水工程調度在2020年防洪排澇中發揮重要作用，截至2020年9月，全國3 852座次大中型水庫共攔洪1 680億m3，減淹城鎮1 310個次、減淹耕地3 392萬畝、避免人員轉移2 148萬人。聯合調度以三峽為核心的長江上中游水庫群攔洪490億m3，避免了城陵磯附近蓄滯洪區和荊江分洪區的運用。通過水庫群聯合調度和各項防御措施，2020年我國大江大河堤防沒有出現決口，大中型和小（1）型水庫沒有出現垮壩，確保了人民群眾的生命安全和經濟社會的穩定運行，也確保了大江大河的安瀾。在這個過程中，水庫的作用功不可沒，長江5號洪水，三峽最大入庫流量75 000 m3/s，通過三峽調峰，削峰率34%。

實時雨水情和預報成果有助于統籌考慮各方面因素，更好地研究制定水工程調度運用方案，預警預報在城市洪澇災害防治中發揮著重要作用。2020年汛期，全國氣象部門通過各種渠道累計發布23.3萬余條各類氣象災害預警信息，其中，暴雨、雷電的預警信息發布數量比過去三年同期平均值提升30%，時效整體縮短到3～10min，預警信息公眾覆蓋率逐年上升，已達87.3%以上。同時，水利部新聞指出，1998年，中央收集3 300個站的水情信息需要2h，現在只要10～15min就能夠收齊13萬個報汛站信息。及時準確的預報有效輔助防汛調度，優化和細化水工程調度運用方案，更好地為防洪排澇確定決策。

3.3? 城市防洪除澇設施建設

武漢湖泊優異的解澇防洪能力，在2020年武漢防汛抗洪全局中起到舉足輕重的作用。大東湖生態水網日漸成型，離不開生態優先的綜合治理念和先進的水利工程設計、建設，其中代表工程有大東湖生態水系工程和百公里生態綠廊。大東湖生態水系工程又稱武漢“六湖連通”工程，該工程將東湖、沙湖、北湖、楊春湖、嚴東湖、嚴西湖六個湖泊貫通，并通過港渠與長江相連，實現港渠疏通、子湖連通，快速排水入江。百公里生態綠廊指101.98km的東湖綠道，該工程對湖泊岸線環境進行系統改善，建設軟質生態駁岸，修整邊坡減少水土流失，同時對湖邊塘進行整治，這些生態建設舉措讓綠道、湖堤更富有彈性，實現消峰調蓄，消解內澇的功能。

這些利民工程并非一蹴而就，而是著眼頂層設計、因地制宜、統籌規劃、保持先進理念下，長時間打磨而成。“十四五”規劃中，水利部推進防洪薄弱環節工程建設，盡快補齊防洪工程短板，全面提升水旱災害防御能力，圍繞國家水網建設和2020年防洪暴露的薄弱環節，著眼修建“有溫度”的重大民生水利項目，支撐經濟社會的發展。

4? 結語

本文以武漢和重慶為例，闡述了兩座城市在2020年汛情中的防洪排澇情況，并從決策、預警預報和防洪調度、防洪除澇設施建設展開分析和討論。2020年嚴重的汛情下，水庫調度發揮著重大作用，城市內澇防汛需要全方位的支撐，決策發揮著決定性作用，防洪調度是決策中的重中之重，而水利設施和預警預報為防洪調度和各項決策提供了重要的支撐。

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