長江防洪千年變局

◎ 文 | 張家發(fā) 李洋 編輯 | 吳冠宇

長江防洪千年變局

◎ 文 | 張家發(fā) 李洋 編輯 | 吳冠宇

2012年7月24日20時，71200立方米/秒流量的洪峰到達三峽大壩后，只開8個泄洪深孔泄洪。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)。三峽工程作為開發(fā)和治理長江的關(guān)鍵性骨干工程，防洪是其首要功能，在長江防洪體系中具有不可替代的作用。

三峽處于長江上游來水進入中下游平原河道的“咽喉”，緊鄰長江防洪形勢最為嚴(yán)峻的荊江河段，地理位置優(yōu)越，三峽工程對長江中下游洪水的控制作用是上游干支流水庫不能替代的。三峽工程可以控制荊江河段95%的洪水來量，三峽水庫的控制和調(diào)節(jié)作用最直接、最有效，就好比是控制進入荊江洪水大小的“總儲水庫”。三峽工程建成后，荊江地區(qū)的防洪形勢發(fā)生了根本性的變化，同時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江中下游防洪體系基本形成。三峽工程按千年一遇設(shè)計，其防洪庫容221.5億立方米，可使荊江河段的防洪標(biāo)準(zhǔn)由原來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)過三峽水庫調(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)的概率降至原來的1/10，大大降低了洪水造成的損失。

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

累計實施攔洪運用41次

三峽水庫從2003年開始蓄水運行（當(dāng)時水位只有135米）到2016年底，累計實施攔洪運用41次，總蓄洪量1219億立方米。值得大書特書的是，2010和2012年長江上游發(fā)生大洪水，當(dāng)時三峽水庫最大入庫流量分別達到70000和71200立方米/秒，均超過1998年最大洪峰流量63300立方米/秒。這兩次洪水雖然在歷時和洪量上不及1998年的洪水，但巨大的洪峰必定存在著極大的風(fēng)險。在抗擊洪水的過程中，三峽水庫通過科學(xué)預(yù)測、合理調(diào)度，充分發(fā)揮削峰、錯峰作用，最大削峰40%，使荊江河段沙市水位控制在警戒水位以下、城陵磯水位未超過保證水位，未發(fā)生洪水災(zāi)害。

假如沒有三峽工程

2010年7月19日晚間至20日上午，三峽水庫迎來峰值70000立方米/秒的洪水，其峰值超過1998年的洪水，是三峽工程建成以后迎來的第一次較大規(guī)模的洪水。洪峰在20日早上8時抵達三峽大壩，21日早上8時，三峽入庫流量逐漸降至60000立方米/秒。在準(zhǔn)確預(yù)報的基礎(chǔ)上，經(jīng)科學(xué)調(diào)度，三峽水庫成功地應(yīng)對了這次巨大的洪峰，控制三峽出庫流量40000立方米/秒，削減洪峰流量40%，一次攔蓄水量約80億立方米。如果沒有三峽工程，沙市最高水位將達44.8米，接近保證水位45米，漢口水位將達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。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266.3億元。

歷史上有記錄的大洪水

三峽12年洪水調(diào)動過程

1號洪峰期間三峽水庫調(diào)度過程

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

長江荊江段各水文站分布圖

三峽及其上游干流水庫防洪庫容及2016年汛期運用情況

2012年7月24日20時，對長江三峽大壩來說是一個刷新紀(jì)錄的時刻。入庫流量71200立方米／秒，是三峽水庫建庫蓄水9年來遭遇的最大洪峰。當(dāng)洪水到達三峽大壩時，8個泄洪深孔同時開啟，只見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，洪峰開始衰減。25日上午，長江上游洪水退水，標(biāo)志著歷史罕見洪峰順利過境三峽。通過準(zhǔn)確預(yù)報和科學(xué)調(diào)度，三峽水庫攔蓄洪峰28200立方米/秒，使大壩下游主要站點水位漲幅在可控范圍內(nèi)，這次洪峰考驗可以說是有驚無險。若無三峽工程，宜昌、沙市、枝城水位將超過警戒水位，大量人員將上堤巡查、搶險。城陵磯水位、支流荊南四河水位將能超過保證水位，部分分洪區(qū)可能分洪運用、部分洲灘民垸可能扒口行洪。由于2012年主要是長江上游型洪水，中下游沒有同時發(fā)生大洪水，因此，2012年洪水對武漢影響不大。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，受超強厄爾尼諾影響，長江中下游地區(qū)遭遇了自1998年以來最嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害，以三峽水庫為核心的流域水庫群實施了聯(lián)合防洪調(diào)度，充分發(fā)揮了梯級水庫的防洪功能，成功應(yīng)對了2016年長江“1號洪峰”，通過攔洪、錯峰、削峰調(diào)度，避免了與長江中下游形成的“2號洪峰”疊加遭遇，控制沙市站沒有超過警戒水位，城陵磯站沒有超過保證水位。此后，結(jié)合實時水雨情和中下游地區(qū)的防汛形勢，多次調(diào)整減小三峽水庫下泄流量，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，武警官兵對湖南華容河新華垸紅旗閘潰口實施封堵。 攝影/陳文才/ CFP

2016年長江洪水

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

2016年長江發(fā)生了什么樣的洪水？

長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。洪水主要不是來自于三峽水庫上游，而是由中下游地區(qū)的暴雨形成，所以2016年長江洪水為中下游區(qū)域性大洪水。

2016年長江洪水的特點和影響程度如何 ？

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

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年長江中下游洪水屬于典型的當(dāng)?shù)睾樗聻?zāi)，長江中下游地區(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，中下游干堤雖然已經(jīng)基本建設(shè)達標(biāo)，但是支流及湖泊防洪排澇能力低，城市開發(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年長江防洪中發(fā)揮了什么作用 ？有什么樣的效果 ？

2016年長江1號洪峰來臨前，依據(jù)洪水預(yù)報成果，按照初步設(shè)計方案實行了三峽工程對城陵磯地區(qū)進行補償?shù)恼{(diào)度方式，也就是在入庫流量峰值僅為5萬立方米/秒的條件下，將水庫下游流量控制為3.1萬立方米/秒，削減出庫流量1.9萬立方米/秒，消峰率達38%，攔蓄洪量約29億立方米。

針對2號洪峰和監(jiān)利以下河段全線超警的嚴(yán)峻形勢，運用三峽上游30余座大型水庫群調(diào)蓄作用，共攔蓄227億立方米，其中三峽水庫攔蓄75.5億立方米。這種水庫群的聯(lián)合運用，使得在實行三峽工程對城陵磯地區(qū)補償調(diào)度時，三峽水庫仍然留有足夠的防洪庫容，以應(yīng)對可能的上游洪水和工程自身的安全風(fēng)險。

2016年實行三峽工程補償調(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度250千米，有效減輕了長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產(chǎn)及長江干堤和重要基礎(chǔ)設(shè)施的安全。

（本文原載《科學(xué)世界》2017第5期）

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