2020年度江蘇省主汛期險情時空分布分析

顧 青， 孫洪濱， 于 濤， 袁 聰， 沈 浩， 李 揚

(1.江蘇省淮河入海水道工程管理處， 江蘇 淮安 223200； 2.江蘇省水旱災害防御調度指揮中心， 江蘇 南京 210029；3.江蘇省淮沭新河管理處， 江蘇 淮安 223000； 4.江蘇省江都水利工程管理處， 江蘇 揚州 225200)

2020年入梅以來，江蘇省全省經歷超強、超長梅雨季，共發生10輪強降雨，梅雨量是常年的2.5倍。進入7月份后，省內長江、太湖、淮河流域相繼發生洪水，共計32條河湖、59個站點水位超警戒線。長江流域經歷超歷史大洪水，南京、鎮江高潮位均超歷史最高水位，長江大通來量僅次于1954年。太湖流域遭遇超標準大洪水，淮河發生較大流域性洪水，沂河發生1960年以來最大洪水，沭河重溝站出現有實測資料以來最大流量。在此期間，第4號臺風“黑格比”于2020年8月4日進入江蘇省境內，為全省嚴峻的防汛形勢增添了不安定因素。全省主汛期呈現出“江淮并漲、洪澇齊發”的特點。

面對復雜的雨情、水情，全省上下在省委省政府的堅強領導下，深入貫徹落實防汛抗洪工作的重要指示精神，堅持人民至上、生命至上，全民動員、全力以赴，實現了無重大險情、無人員傷亡、無重大災害損失，取得防汛抗洪勝利。但省內三大主要流域堤防、河道在經歷了長時間洪水浸泡和沖刷，承受了高水位、大流量的沖擊后，還是不可避免地出現了一些險情。為進一步做好防災減災工作，對險工險段和薄弱環節開展針對性防御，需要對已發生險情進行匯總、分析，結合流域雨情、水情和工程實際工況，從險情發生的時間、空間維度探尋險情的內在規律，總結行之有效的處置措施，從而達到“科學防汛、減災降損”的目的，并對今后防汛搶險工作起到一定指導作用。

1 江蘇省防汛工作特性

江蘇省因其獨特的地理、氣候、社會特性，致使省內的防汛工作也有著與眾不同的特性。

從地理特性上看，江蘇省地處長江、淮河兩大江河流域下游，東臨黃海，地勢低洼，省內長江流域分為長江干流水系和太湖水系，淮河流域分為淮河水系和沂沭泗水系。縱橫交錯的行洪河道把全省分割成諸多區塊，易形成內澇，當上游客水壓境時，汛期極易形成“外洪內澇”的局面。

從氣候特性上看，江蘇省位于溫帶向亞熱帶過渡氣候地帶，季風特征明顯，降水集中發生在汛期，易出現突發性、災害性暴雨。從時間跨度上看，6—7月的梅雨易形成流域性暴雨，8—9月的臺風通常會帶來區域性暴雨，整個汛期都有較大可能短歷時雷暴雨，極易造成局部洪澇。

從社會特性上看，全省人多地少，經濟比較發達，人口、城市和經濟總量主要集中在沿江、沿湖、沿河低洼地區，需要依靠防洪工程來保護。目前正處于全面建成小康社會和基本實現現代化的關鍵時期，隨著經濟社會發展，洪澇災害帶來的損失更大，越來越經不起洪澇淹沒。城市化水平提升，全省各區域協同發展，產業結構面臨調整，投資環境有待改善，生活質量需要提高，生態環境亟需修復，這些都對全省的防洪提出了更高要求[1]。

鑒于江蘇省特定的地理位置和氣候特點，使全省均處于局部性洪水頻繁、區域性洪水常見、流域性洪水易發的洪澇災害多發地區，而經濟社會的快速發展又對防汛工作提出了更高的要求，這些特性疊加作用，造就了江蘇防汛工作獨有的艱巨性。也正是因此，在取得階段性防汛工作勝利的同時，需要對已產生的險情回頭看，按照時間、空間維度，對其發生的原因、趨勢進行分析，總結相應的規律用以指導今后的防汛工作。

2 入梅以來全省出險時間分布

2020年7月6日入梅以來至8月20日，據各地統計上報，全省累計發生險情199處，均為一般險情，其中長江干流水系發生114處，太湖水系發生21處，淮河水系發生50處，沂沭泗水系發生14處，全省四大水系出險在時間分布上呈現出了2個較為明顯的階段。之所以會出現2個鮮明的時間段分布，是因為省內四大水系經歷了不同的水情、雨情，需要分別開展研究、分析。

2.1 第一階段出險分析

第一階段出險起止時間為7月6日至8月4日，這一階段是本年度主汛期中水、雨情最為嚴峻、最為復雜的時段。7月2日、17日、26日，長江1、2、3號洪水相繼形成，持續影響我省近1個月的時間，南京站最高水位超歷史0.17 m、鎮江站超歷史0.08 m；受長江持續高水位和區域降雨的影響，水陽江、滁河、秦淮河等長江支流相繼經歷超標準洪水，水陽江水碧橋站最高水位超保證水位0.48 m，滁河最高水位超警戒水位2.50 m，秦淮河最高水位超警戒水位2.24 m；太湖也遭受超標準洪水，太湖平均水位最高值平歷史第三位4.79 m，超保證水位0.14 m；7月17日，淮河形成編號洪水，入洪澤湖最大流量超過11 000 m3/s。在長江干流水系、太湖水系、淮河水系相繼面臨長時間強降水，大體量客水壓境，高水位大流量行洪的30 d內，三大水系共出現181處險情，最大單日出險數達到26處，險情類型涵蓋了滲水、管涌、滑坡、陷坑、漫溢等10種險情。7月6日至8月4日長江干流、太湖、淮河三大水系主要站點水位超警情況統計詳見表1。

長江干流、太湖、淮河三大水系在這一階段均長時間處于高水位行洪狀態，最高水位超警幅度均較大，除長江南京站、淮河盱眙站外，超警幅度均在25%以上，如此多水系遭遇超歷史、大幅超警的流域性大洪水，讓河道堤防、河勢面臨極其嚴峻的考驗。這一階段發生的181處險情絕大多數為規模小、影響小、易處理的險情，其中滲水險情占比最高，占險情總數的近六成，陷坑、穿堤建筑物、管涌流土、漫溢險情占比相對較高，這5類險情總和占險情總數的比例約為九成。這些險情產生的原因基本上是因為堤防在高水位、大流量洪水的長時間浸泡及沖刷下，堤防土體含水量和自重不斷增大，堤身土質變松軟，土體間的抗剪能力大大減弱，浸潤線不斷抬高，使得堤身外部剛度下降，內部形成滲水通道。

表1 7月6日至8月4日三大水系主要站點超警情況

高水位、大流量、長時間行洪對河道和堤防的不利影響是顯而易見的，因此在這一階段較為集中地出現險情也是可以預見的。得益于多年來省內水利工程高標準建設，輔以精準的洪水調度系統和科學的工程管理系統，省內各主要水系均具備了防御一般洪水、對付較大洪水的能力，并有了通過加強防守抗御大洪水的條件。因而，在這一階段長江流域、淮河流域遭遇流域性大洪水的嚴峻形勢下，全省未發生重大險情，發生的險情均可在短時間內通過常規的險情處理方法處理到位，保證了沿線人民群眾生命財產安全。

2.2 第二階段出險分析

第二階段出險起止時間為8月12日至8月15日，這一階段的水、雨情在不同水系有著不同的特點。8月13日、14日，沂沭河上游山東境內發生強降水，導致沂沭泗水系發生大洪水，沂河港上站洪峰流量達到7 460 m3/s，接近歷史最大流量；新沭河洪峰流量達到6 300 m3/s，超1974年歷史最大流量3 870 m3/s；石梁河水庫最大泄量達到4 830 m3/s，超歷史最大流量。而長江干流、淮河水系，由于水情、雨情較為平穩，加之區域內沒有長時間集中降雨，逐步進入退水期，長時間浸泡的堤防在內河水位逐步下降的情況下，出現險情的幾率不斷增加。在沂沭泗洪水迅猛來襲和長江干流、淮河逐步退水的4 d內，三大水系共出現18處險情，最大單日出險數達到13處，險情類型涵蓋了滲水、管涌、陷坑、坍江等6種險情。

這一階段發生的18處險情多數為規模小、影響小、易處理的險情，但也出現了坍江、破口這樣規模和影響大一些的險情，究其原因是因為河道退水時，堤防臨水坡水位下降，堤防失去了外水壓力的支撐，受力平衡被打破，原來滲入堤防內部的水分在滲水壓力和自重作用下就會向外溢出，容易造成堤坡失去穩定，松軟的堤防就可能發生滑坡、坍塌，尤其是堤身存在軟弱夾層或壓密不實、基礎滲漏嚴重的地段，更易發生破口險情。

長江干流鎮江段自7月4日出現超警水位開始，截至8月20日，已連續48 d水位處于超警狀態，最高水位一度達到8.67 m，超歷史最高值0.08 m。堤防在長時間、高水位浸泡和大流量洪水沖刷作用下，土體間的抗剪強度大大下降，加之8月9日至11日鎮江段連續3 d發生日降水量在22 ～32 mm的中、大雨，加劇了對堤防的不利影響。受此影響，8月13日早上揚中市小砲沙右緣出現坍江跡象，當地搶險救災隊伍迅速采取應對措施，開展坍江段水下地形監測，確定搶險方案并迅速組織實施，盡早控制住了坍江險情，幾乎未對沿線人民群眾生命財產安全造成影響。

在淮河盱眙段也面臨相似的問題。自7月20日出現超警水位開始，到8月18日，淮河盱眙段連續30天水位處于超警狀態，最高水位一度達到15.56 m，最大流量達到8 390 m3/s，加之8月8日至9日盱眙段連續2 d發生日降水量在41～69 mm的大雨、暴雨，加劇了對堤防的不利影響。8月12日上午盱眙縣官灘鎮王橋圩、淮河鎮腰灘圩陸續出現破口險情，王橋圩為洪澤湖的滯洪圩，腰灘是淮河入洪澤湖口行洪洲灘，在汛情緊張時這2處圩區都將作為行洪區。但是，在確保人民群眾生命安全并盡最大努力將財產損失降到最低的指導原則下，當地搶險救災隊伍迅速采取應對措施，組織開展人員撤離，迅速對破口處進行封堵、閉氣，調集排水泵抽排區域澇水，將險情不利影響降到盡可能低的程度。

通過2個階段險情出險時間分布規律分析可以得出，今年主汛期險情發生的時間分布基本上與水情、雨情的變化規律一致。當上游大體量客水迅速壓境，區域內持續發生較強降雨并形成地表徑流時，河湖水位會快速上漲，流速迅速增加，對沿線堤防、河勢造成較強沖擊，這段時期可能會較為集中地產生險情，是防御洪澇災害的重要時段；當上游客水來量趨于穩定并平穩下降，區域降水明顯減少時，河湖水位峰值出現后將緩慢下降，流速趨穩后緩慢降低，河湖將進入退水期，此時堤防穩定性、力學性能均較差，一旦與區域短時間內強降雨疊加作用，將極易出現險情，是防御洪澇災害不可忽視的關鍵時段。

3 入梅以來全省出險空間分布

2020年7月6日入梅以來至8月20日，全省累計發生的199處險情，宏觀上來看，本年度主汛期發生的險情地理位置相對集中，有近六成險情發生在四大水系的干流，干流險情主要集中在長江、淮河和沂河干流。值得注意的是，今年主汛期各水系支流出險比例較以往有所增加。

在對險情發生的地理位置和空間部位統籌分析后，能夠看出本年度主汛期在空間分布上總體呈現出以下特性，值得開展進一步深入分析，有針對性地指導水毀工程修復和薄弱部位加固。

3.1 水系干流出險集中

本年度主汛期的干流險情，絕大多數集中發生在長江鎮江段、淮河盱眙段和沂河港上段。

長江鎮江段位于長江下游，河勢變化劇烈，走向與地質構造方向基本一致。長江鎮江段河道南岸低矮山丘及階地地段，抗沖性一般較強；而以鎮揚汽渡為分界線，向上游為沖積土岸線，抗沖性較差，向下游是征潤洲，抗沖性極差。河道北岸多為沖積平原，土質組成為青灰色極細沙或粉沙，中間有淤泥夾層，抗沖性較差[2]。正是基于這樣復雜的地勢、河勢、泥沙特性，當長江鎮江段遭遇干流洪水時，南岸常會出現回流，進而加劇凹岸沖刷，而北岸時有淤積；當洪水行至江心各洲島時，前期表層水流多從北汊走，底流在洲島頂沖下形成回流；當洪水持續作用并強度提升后，北汊河道將逐漸加深，南汊河道可能會出現泥沙淤積，使流態進一步復雜化[3]。

淮河盱眙段是淮河進入洪澤湖前的最后一段河道，河道內洲灘眾多，汊道交錯，水面寬度難以得到有效保證[4]。淮河盱眙段的洲灘主要包括盱眙縣淮河鎮境內的腰灘、蛤灘、城根灘3個圩區，三灘面積之和為47.07 km2，均位于淮河干流，且四面環水，地面高程在低于現有行蓄洪區進洪水位[5]。

整體上看，長江鎮江段與淮河盱眙段在地理特性、水流形態等方面均有一些相似之處；從地形地貌看，均屬于平原沖積型河流；從河型看，均屬于彎曲型與分汊型復合河型；從形態特點看，均屬于正常彎曲、局部呈對稱的正弦狀曲線；從河床邊界看，均屬于懸沙淤積及底沙淤積交替成層的邊界結構[6]。

沂河港上段處于沂河中游，河型屬于彎曲型向分汊型變化的漸變段。本年度汛期沂河主要出險段在彎曲型河段凹岸，該河段地質結構松散，易被流水侵蝕，且該河段岸線邊緣多為凹岸，易形成橫向環流[7]，從而加劇侵蝕、誘發險情。

綜合3個流域干流險情發生機制、地域分布來看，干流彎曲型與分汊型復合或者漸變河段較易集中產生險情，尤其是洲灘周邊，在今后類似高水位、大流量、長時間洪水作用下，是需要重點防御的地段。

3.2 水系支流出險占比提升

本年度主汛期支流出險數量相較于以往有所提升，支流險情發生的水系也較為集中，絕大多數都集中在長江干流水系、太湖水系支流。長江干流水系支流險情主要集中在南京段水陽江、滁河、秦淮河等支流，鎮江段便民河、老便民河、運糧河等支流，太湖水系支流險情主要集中在蘇州段望虞河支流。

造成本年度支流出險占比較以往有顯著提升的原因主要為：一是本年度主汛期降雨量多，持續時間長，支流水系水位不斷攀升，部分流域超過歷史最高值；二是受嚴峻的水、雨情影響，干流水位也長時間維持高位，支流內部澇水無法順暢排出，且沿線排泄能力有限，使得支流水系長時間維持高水位；三是支流河道水面寬度較窄，調蓄能力有限，遇到持續強降水，排泄不暢的情況時，河道水位極易快速攀升并長時間維持高位，增加出險可能性；四是支流沿線堤防設計標準相較于干流堤防標準較低，在各水系全面遭遇超歷史、超標準的全流域大洪水時，在抵御洪水的可靠度、穩定性上難免有所欠缺。

3.3 河流右岸出險占比高

在本年度主汛期出現的所有險情中，在河道順水流右岸發生的險情總計達到134處，占比達到總出險數的67%，且四大水系右岸出險的比例均在60%以上。考慮到對同一河段而言，兩岸堤防的標準、施工質量、過往的加固措施基本上是一致的，同時外部降雨、巡堤查險力度在河道兩岸分布也是基本上均衡的，那么右岸出險占比高這一現象就不是偶然出險的巧合。在排除各種影響因素后，會對河道、堤防險情產生偏差的主要因素，基本只有水情的影響。結合上述分析，本年度主汛期出險地點空間分布基本以河面狹窄、流速較大、洪水持續作用、水位長期處于高位的河段為主，在這些河段水流沖刷的作用會更為明顯。

這種險情左右岸分布不均衡性，與地轉偏向力的影響特征大體吻合。眾所周知，地轉偏向力是由于地球自轉而產生的作用于運動物體的慣性力，只有在物體相對于地面運動時才產生，并且只會改變水平運動物體運動的方向，不會改變物體運動的速率。在北半球，地轉偏向力始終作用于右側，而地表徑流在流淌的過程中會受到地轉偏向力的影響，地轉偏向力使河流向右偏轉，因此在省內河道通常右岸會成為侵蝕岸(凹岸)，左岸會成為沉積岸(凸岸)。在大流量、大流速、高水位洪水持續影響下，河道右岸承受的沖刷、侵蝕作用較之左岸更為強烈，同時既已形成的凹岸內水流在地轉偏向力的作用下，更易形成橫向環流，加劇對右側岸線的沖刷、侵蝕[8]，增加出險的概率。

表2 全省反復出險堤段統計

3.4 部分堤段存在反復出險

在主汛期已經發生的險情中，有部分堤段是反復出險的堤段，需要予以特別的關注，具體統計詳見表2。

從表2可以看出，反復出險堤段在空間分布上并沒有特殊的規律，但是對同一險工段而言，在數次出險過程中，險情規模、影響范圍不斷擴大。雖然全省主汛期險情中存在5處反復出險的險工段，但是得益于巡堤查險得力、到位，險情處置及時、有效，5處反復出險段的險情都在控制之中，未發展成為較大險情。

對于反復出險的險工段，值得注意的是從險情數量上看，反復出險的險情在總險情的占比為6.5%左右，是不可忽視的不安定因素；從險情處置的角度看，能進行處置的險情基本上以肉眼可見，具有出險特征的險情為主，通過儀器、設備勘探、監測到的肉眼不可見(如位于堤防內部或者水面以下的險情)、沒有明顯出險特征的險情是少數，可見險情處置完成后，并不代表該險工段內部或者周邊不存在不可見的險情，更不代表險情處置完成后就可以高枕無憂，在現有技術條件下還是需要進一步加強巡堤查險，對已發生、已處置的險情及時回頭核查，做到早發現、早控制、早處理，將險情擴大的趨勢遏制在發展初期。

4 結 語

在面對江湖齊漲、淮沂并發的超歷史和超標準洪水，江蘇省依靠堅固的水利設施、高效的防汛運行機制和數以百萬計的“鐵腳板”，守護了河湖堤壩的安全，交出了有大洪無大災的滿意答卷。對險情進行更深入、更科學地研究，可以更充分地發揮水利設施的效益，更科學地發揮運行機制，更高效地利用物力人力資源，同時利用險情發生規律，提前對可能發生的險情進行預測、預判，從而更精準地開展工程調度，更從容地開展防汛準備，更科學地指導防汛搶險。