城陵磯綜合樞紐工程研究進展與展望

盧毅 伍慧 陳強

摘 要：近年來，洞庭湖頻現(xiàn)枯水季節(jié)延長、枯水期水位超低等情況。有研究表明，城陵磯綜合樞紐工程是有效消除洞庭湖枯水水情持續(xù)惡化的治本措施。從城陵磯綜合樞紐工程的必要性出發(fā)，在綜合評述城陵磯綜合樞紐工程的提出以及提出以來研究過程中形成的主要成果和相關(guān)討論的基礎(chǔ)上，提出對城陵磯綜合樞紐工程進行更全面更深入的研究工作，盡快列入湖南省重要議事日程，加快推進實施。

關(guān)鍵詞：城陵磯；綜合樞紐；洞庭湖；長江

中圖分類號：TV61 ? ?文獻標(biāo)志碼：A

0 引 言

洞庭湖南和西接湘、資、沅、澧四水及汨羅江等小支流，北納長江湖北的松滋、太平、藕池、調(diào)弦四口來水，由城陵磯匯入長江，是長江流域重要的調(diào)蓄湖泊，在保障國家糧食安全、防洪安全、生態(tài)安全等多個方面具有不可替代的重要作用。洞庭湖枯水期一般在每年11月至次年的3月，近些年，洞庭湖枯水期呈現(xiàn)提前延長態(tài)勢，特別是2022年洞庭湖提前80余天進入枯水期，枯水期缺水問題凸顯，表明洞庭湖和湖南水運真正面臨的主要危機與矛盾是洞庭湖湖泊長時間分割和萎縮后的“缺水”“少水”。如果洞庭湖一到枯季就干涸且枯季時間長的矛盾危機得不到解決，洞庭湖水質(zhì)、水環(huán)境改善以及水安全，湖南“一江四水一湖”水運體系構(gòu)建以及湘桂運河的建設(shè)[1]都將毫無意義。因此，有必要進一步提升對城陵磯樞紐工程建設(shè)的認(rèn)知，積極探討湖南建設(shè)城陵磯樞紐工程的重要性與必要性。

1 城陵磯綜合樞紐工程的提出與研究歷程

1.1城陵磯綜合樞紐工程的提出

洞庭湖治理控制工程早期研究重點主要集中在防洪問題。1919年，孫中山先生的《建國方略》中寫道“其在沙市，須新開一運河，溝通江漢”[2]。這條運河設(shè)想就有江湖結(jié)合治理的理念，其開鑿的作用之一是發(fā)揮巨大分洪作用，荊江可停止向洞庭湖分洪[2]。1947年，當(dāng)時的揚子江水利委員會提出“在四口設(shè)調(diào)節(jié)工程，束水歸槽，束水攻沙，以擴張荊河之?dāng)嗝嬖黾忧G河之泄水量”。2004年，李翠娥等[3]提出洞庭湖“江湖同治”的觀點，認(rèn)為配合三峽工程的建設(shè)，應(yīng)該同步進行三口建閘，洞庭湖只裝“四水”的水。

郭輝東[4]闡述了城陵磯綜合樞紐工程提出的由來。1996—1998年，郭輝東等專家受時任湖南省副省長王克英指示，就洞庭湖治理與開發(fā)問題專訪錢正英、周光召、張光斗、徐乾清等領(lǐng)導(dǎo)和專家。其中徐乾清院士1998年5月15日在回答“三峽水庫建成后對洞庭湖將有哪些影響”時指出，三峽水庫的一些影響對洞庭湖是有利的，但對航運可能有副作用。由此，能否在洞庭湖湖口筑壩蓄水成為需要思考的一個嚴(yán)峻問題。童潛明、郭輝東等專家隨后在《新湘評論》多次發(fā)表文章，提出在洞庭湖湖口筑壩或修建控制工程[4]。

1.2 城陵磯綜合樞紐工程的研究過程

洞庭湖湖口筑壩名稱演變到城陵磯綜合樞紐工程有一個發(fā)展的過程。2004年湖南專家提出“在洞庭湖出口修建一個控制工程”。城陵磯綜合樞紐工程名稱是2009年由周北達、盧承志等專家經(jīng)過實地踏勘和研究提出[5]。修建城陵磯綜合樞紐工程的核心目的，是主動應(yīng)對三峽工程投運以后，三峽水庫清水沖刷使荊江河道下切，出現(xiàn)湖高于江，洞庭湖區(qū)內(nèi)由長江流入水量日益減少，湖區(qū)和湘、資、沅、澧四水枯水期經(jīng)常性提前、水位下降及蓄水量銳減的缺水局面。通過建設(shè)城陵磯綜合樞紐工程，有效緩解枯水期旱情，解決洞庭湖季節(jié)性水資源短缺、枯水期提前及延長等問題，改善湖區(qū)乃至湘、資、沅、澧四水等區(qū)域供水、灌溉、濕地生態(tài)、航運、水產(chǎn)等條件，充分發(fā)揮洞庭湖的生態(tài)服務(wù)功能。

隨著三峽工程的建設(shè)與運行，長江與洞庭湖的江湖關(guān)系發(fā)生了巨大變化。有專家認(rèn)為，三峽工程的建設(shè)運行使長江中下游分洪量減少，大大減輕了洞庭湖區(qū)的防洪壓力，但長江入洞庭湖水量也隨之減少，水利工程蓄水不足。受此影響，近年來洞庭湖枯水期延長、水位降低。洞庭湖缺水問題引起湖南省領(lǐng)導(dǎo)和專家的重視。針對洞庭湖豐枯水時水面面積和容積相差很大、大水成湖、小水成河的問題，周北達等[5]2009年依據(jù)在城陵磯出口建攔河壩的設(shè)想，初步提出工程建設(shè)規(guī)模及調(diào)度運行方式，從工程技術(shù)和經(jīng)濟等方面，論證了在城陵磯建設(shè)城陵磯綜合樞紐工程的可行性。2011年，童潛明[6]研究指出，就地質(zhì)條件而言，城陵磯樞紐工程建設(shè)難度大，如果要實施城陵磯樞紐工程，第一步任務(wù)就是開展工程地質(zhì)條件研究。周作茂[7]2012年針對長沙綜合樞紐運行后清水下泄沖刷河床，湘江下游株洲至長沙河段枯水位持續(xù)降低加劇的趨勢，研究得出長沙綜合樞紐船閘下游按遠期下降1.5 m確定通航低水位的結(jié)論，也前瞻性提出三峽工程運行多年后，需要通過其他工程措施，統(tǒng)籌解決對湘、資、沅、澧四水下游和洞庭湖航道不利影響問題。2014年，仲志余等[8]研究提出三口水系優(yōu)化、松滋口建閘，進一步研究城陵磯綜合樞紐工程，加強監(jiān)測、實時掌握干流河道和江湖關(guān)系規(guī)律，相機實施綜合控制作用工程等建議。劉哲等[9]根據(jù)三峽水庫運行20～50 a后，城陵磯枯水位將下降1～2 m的有關(guān)預(yù)測，運用水動力模型計算得出，自湘江洞庭湖出口航道至營田灘處約80 km范圍的沿程水位下降，大部分已整治的灘險難以達到II級航道標(biāo)準(zhǔn)，航道條件惡化。田澤斌等[10]基于MIKE21模型構(gòu)建了洞庭湖二維水動力模型，模擬結(jié)果表明，城陵磯綜合樞紐調(diào)度運行后，能有效抬升湖泊水位0.78～1.06 m，增加湖泊面積5.96%～10.84%、湖容31.18%～39.69%；湖體流速退水期、枯水期分別降低6.67%、17.39%，能夠在一定程度上解決洞庭湖的“缺水”問題，但將加大湖體營養(yǎng)化風(fēng)險。劉虎英[11]基于淺水方程，建立了洞庭湖整體二維水動力模型，結(jié)果表明，城陵磯綜合樞紐枯水期按22.00 m最低水位控制，開湖航道上游草尾至漉湖航道水位并未得到明顯提升，需要繼續(xù)提高蓄水位，才能有效改善其通航條件。王大宇等[12]利用一維江湖河網(wǎng)模型，對三峽水庫及城陵磯綜合樞紐運用后，長江與洞庭湖2013—2062年的江湖關(guān)系變化進行了預(yù)測，結(jié)果表明，城陵磯綜合樞紐運用至2052年，將使洞庭湖區(qū)各站枯水位抬高0.2～0.6 m，且對（松滋河、虎渡河和藕池河）三河口沖淤、分流分沙、長江干流沖淤以及洞庭湖的淤積影響都很小，可以忽略不計。姜恒等[13]采用中國水利水電科學(xué)研究院的長江中下游一江兩湖水動力模型，計算城陵磯綜合樞紐不同調(diào)度方案下湖區(qū)水位抬高變化。城陵磯水位由25.5 m抬高至26.0 m、26.0 m抬高至26.5 m、26.5 m抬高至27.0 m、27.0 m抬高至27.5 m，相應(yīng)楊柳潭站水位分別抬高0.17 m、0.22 m、0.3 m和0.4 m，小河咀站水位分別抬高0.06 m、0.09 m、0.12 m和0.20 m，表明樞紐工程能夠在一定程度解決洞庭湖枯水期缺水問題。

洞庭湖開發(fā)與保護歷來受到黨和國家以及湖南省政府的高度重視。2003年6月三峽工程開始蓄水，2006年4月水利部科技委組織相關(guān)司局和湖南、湖北專家34人到洞庭湖調(diào)研，并形成《三峽工程運用后長江中下游江湖關(guān)系變化和防洪對策研究專題調(diào)研報告》。2006年9月湖南省水利廳組織專家對城陵磯綜合治理開展調(diào)研，亦形成專題調(diào)研報告。2007年10月全國政協(xié)原副主席錢正英率水利部、國務(wù)院三峽工程建設(shè)委員會辦公室、長江水利委員會主要負(fù)責(zé)同志出席在長沙召開的洞庭湖開發(fā)與保護匯報會，會上錢正英說：“今天這個會議是我建議召開的，因為當(dāng)年在水電部主持三峽工程論證時，我曾向湖南的領(lǐng)導(dǎo)有個承諾，在三峽建成后，一定支持洞庭湖治理，湖南為三峽工程的建設(shè)做出過巨大貢獻，現(xiàn)在是兌現(xiàn)承諾的時候了?！盵14]據(jù)此，“十二五”時期，城陵磯綜合樞紐工程可行性研究受到了湖南省相關(guān)政府部門的重視，湖南省交通廳組織開展了一系列研究工作。2013年3月湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院經(jīng)多方專家調(diào)研、論證，提交洞庭湖岳陽綜合樞紐預(yù)可行性研究報告[4]。報告認(rèn)為，洞庭湖岳陽綜合樞紐工程，將徹底解決湘江中下游“上建樞紐，壩下受枯”制約航運和港口的局面，改善洞庭湖區(qū)生態(tài)環(huán)境；綜合樞紐汛末最高調(diào)控水位25.0 m，相應(yīng)總庫容30.3億m3，枯期最低調(diào)控水位22.0 m，相應(yīng)庫容11.3億m3，電站裝機總?cè)萘?萬kW，工程所在河段航道等級規(guī)劃為Ⅰ級，設(shè)計通航船舶3 000 t。同時，由中國水科院、清華大學(xué)、中科院水生所、中國環(huán)科院、北京林業(yè)大學(xué)、長江設(shè)計院等單位合作的有關(guān)洞庭湖防洪、水資源、水環(huán)境、江湖關(guān)系等9大專題研究也已完成。

參加了2014年11月湖南省水利廳組織的“‘十

三五洞庭湖治理與保護”調(diào)研工作的盧承志，早在2004年啟動湘江長沙綜合樞紐可行性研究時，就查勘過城陵磯綜合樞紐擬建的壩址，其所在單位湖南省水利水電勘察設(shè)計研究總院提出《建設(shè)城陵磯綜合樞紐工程的設(shè)想》，得到時任省長周伯華的批示“此項工程值得研究”。由此，周北達等[5]開始對建設(shè)城陵磯綜合樞紐工程可行性進行探討，從多方面分析了建設(shè)城陵磯綜合樞紐工程可能帶來的綜合效益和工程影響。其中綜合效益方面，對解決洞庭湖環(huán)湖區(qū)及四水尾閭地區(qū)缺水問題將產(chǎn)生良好影響；有利于改善洞庭湖和湘江的航運條件；有利于發(fā)展洞庭湖漁業(yè)生產(chǎn)；有利于改善濕地生態(tài)環(huán)境，增加旅游資源；有利于水利滅螺；對調(diào)蓄長江枯季水量有一定作用。工程影響方面，可以通過合理的閘壩形式及其運作方式來降低或消除對防洪的影響；可能會加劇洞庭湖營養(yǎng)化特征，但采取低水位方案，其影響程度有限；基本不增加現(xiàn)有排澇揚程，不會增加電排裝機容量；需要提高一些堤防的抗洪防浪能力；對泥沙淤積影響很小。

李躍龍[15]2022年4月再次呼吁，城陵磯樞紐工程是洞庭湖生態(tài)建設(shè)的首選。認(rèn)為湖南省在建設(shè)城陵磯綜合樞紐工程的準(zhǔn)備方面，完成了兩項具體任務(wù)。一是由省交通部門牽頭，聯(lián)合水利等相關(guān)部門制定了《洞庭湖岳陽城陵磯綜合樞紐工程可行性研究報告》，可視為湖南省在工程技術(shù)準(zhǔn)備上所作的階段性成果。二是從湖泊科學(xué)上對城陵磯樞紐工程建設(shè)開展了支撐研究。如對最低生態(tài)水位研究，東洞庭湖、南洞庭湖和西洞庭湖分別為22.62 m、27.19 m和28.11 m，相應(yīng)湖面面積分別為373.85 km2、406.88 km2和142.19 km2等。這些研究成果有助于消除社會各界對于工程項目的可行性、科學(xué)性的質(zhì)疑。

李躍龍[15]認(rèn)為，習(xí)近平總書記關(guān)于長江經(jīng)濟帶建設(shè)的指示精神不僅強調(diào)“人與自然和諧共生”“綠水青山就是金山銀山”，同時明確保護生態(tài)要做好兩點。一是“以人為本”，二是保護生態(tài)不等于人類無所作為。另一方面，要正確認(rèn)知城陵磯綜合樞紐工程是一項生態(tài)工程，是實現(xiàn)洞庭湖區(qū)綠色發(fā)展高質(zhì)量發(fā)展的必需。

郭輝東[4]認(rèn)為，三峽水庫下泄清水對荊江河道沖刷大于預(yù)期，三口來水來沙小于預(yù)期，四水入湖年徑流量也大為減少。在長江水難以從四口流入洞庭湖現(xiàn)狀情況下，如果只在洞庭湖口筑壩，不引入三峽水庫下泄的適量清水進入洞庭湖，洞庭湖枯水缺水問題仍然得不到解決。從根本上解決這一問題還需要在三峽水庫以下100 km的洋溪開鑿水道，建一個無壩引水人工運河與相距20 km的松滋河相連，讓三峽水庫下泄的清水自流到洞庭湖。

童潛明等專家對城陵磯綜合樞紐地質(zhì)條件、洞庭湖缺水治理方案等，有自己的研究見解。童潛明[6]指出，盧承志等關(guān)于城陵磯綜合樞紐工程可行性研究中，缺失地質(zhì)條件內(nèi)容。壩址處于東部上升、西部沉降的交界部位，且屬于麻城-岳陽-寧鄉(xiāng)構(gòu)造地震帶，壩建處有最厚可達150 m以上的松散湖積層。根據(jù)現(xiàn)有地質(zhì)資料分析，城陵磯不具備良好的建設(shè)樞紐工程地質(zhì)條件。童潛明[16]提出評價選擇洞庭湖季節(jié)性缺水解決方案時，應(yīng)考慮引水不能成為洪災(zāi)隱患、使荊江水位不穩(wěn)定、現(xiàn)有經(jīng)濟技術(shù)條件可行、不使?jié)竦厣鷳B(tài)格局發(fā)生大變化、基本農(nóng)田面積侵占少、有利航運、滿足洞庭湖濕地入出湖最小生態(tài)需水、建設(shè)投資少周期不太長等8個原則。據(jù)此，他認(rèn)為陳求發(fā)等2014年提出的松滋口建閘提案是一項“引水濟湖”工程，比城陵磯樞紐工程好，是一種進步，應(yīng)將荊江洋溪口、橋市驛口引長江水入洞庭湖方案與該方案對比研究，優(yōu)中選優(yōu)。

2 研究展望

2.1 提高認(rèn)識，更全面更深入開展城陵磯綜合樞紐工程研究

認(rèn)真學(xué)習(xí)貫徹黨的二十大精神，準(zhǔn)確把握科學(xué)自然觀、生態(tài)價值觀和系統(tǒng)治理觀，全面正確提高城陵磯樞紐工程對湖南省堅持人水相融，深入實施長江經(jīng)濟帶“共抓大保護”攻堅行動，深化“一江一湖四水”全流域治理，推進山水林田湖草沙一體化保護修復(fù)的戰(zhàn)略意義和重要價值的認(rèn)識。一是按照國家發(fā)改委等部委聯(lián)合印發(fā)的《洞庭湖水環(huán)境綜合治理規(guī)劃》要求，在既有的《洞庭湖岳陽城陵磯綜合樞紐工程可行性研究報告》《洞庭湖生態(tài)疏浚試點工程可行性研究報告》《洞庭湖生態(tài)環(huán)境綜合治理專題調(diào)研報告》等成果基礎(chǔ)上，以城陵磯綜合樞紐工程實施可行性為目的，更深入開展城陵磯綜合樞紐工程工程地質(zhì)條件、水位控制、江湖生態(tài)演變規(guī)律、水運體系、“引江濟湖”等專題研究，盡快形成新的《城陵磯綜合樞紐工程可行性研究報告》和實施方案。二是充分汲取國內(nèi)外江湖治理的成功經(jīng)驗，加強洞庭湖防洪引水的“蓄洪補枯”和“引江濟湖”、“無壩引水”和“建閘引水”等水利樞紐控制工程多方案和比選研究，優(yōu)中選優(yōu)。三是從江湖關(guān)系、“一江一湖四水”全流域治理、生態(tài)環(huán)境綜合治理、“一江一湖四水”和“湘桂運河”等航運新體系構(gòu)建和建設(shè)、“蓄洪補枯”和“引江濟湖”、“無壩引水”和“建閘引水”等協(xié)同研究規(guī)劃和建設(shè)城陵磯綜合樞紐工程。

2.2 抓住主要矛盾，將城陵磯綜合樞紐工程提到湖南省重要議事日程

抓住城陵磯綜合樞紐工程影響洞庭湖生態(tài)環(huán)境治理、全省航運建設(shè)的這一主要矛盾，將洞庭湖城陵磯綜合樞紐工程提到湖南省的重要議事日程。一是借鑒江西鄱陽湖水利樞紐建設(shè)推進經(jīng)驗，成立省一級湖南城陵磯綜合樞紐建設(shè)辦公室，統(tǒng)籌推進和處理城陵磯綜合樞紐工程重大問題研究，擬定建設(shè)、管理的有關(guān)政策、可行性研究、規(guī)劃、建設(shè)事項，根據(jù)省政府批復(fù)的建設(shè)資金籌措方案，開展相關(guān)協(xié)調(diào)工作。二是將城陵磯綜合樞紐工程列為湖南省正在推進的新時代洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)建設(shè)、湘桂運河工程建設(shè)等相關(guān)規(guī)劃的重要內(nèi)容，列為全力推進的規(guī)劃和計劃開工的重大工程項目，盡快完成初步設(shè)計以及環(huán)評報告并予以公示。三是創(chuàng)建國家級洞庭湖水資源水生態(tài)專門研究機構(gòu)，解決當(dāng)前洞庭湖研究存在機構(gòu)分散、協(xié)作不夠、缺乏統(tǒng)籌等問題；解決當(dāng)前城陵磯綜合樞紐工程基礎(chǔ)資料不全、科學(xué)研究不系統(tǒng)等問題。同時，整合科研資源，構(gòu)建共建共享、上下聯(lián)動的科研生態(tài)，更好地服務(wù)洞庭湖保護治理和城陵磯綜合樞紐工程建設(shè)需要。四是積極爭取將城陵磯綜合樞紐工程列入國家層面的相關(guān)建設(shè)規(guī)劃和重點建設(shè)工程項目庫，得到國家支持，更有利于協(xié)調(diào)湖南和湖北相關(guān)規(guī)劃建設(shè)工作。

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Progress and Prospect of Research on Chenglingji Comprehensive Hub Project

LU Yi1，WU Hui1，CHEN Qiang2

（1. School of Traffic & Transportation Engineering，Changsha University of Science and Technology，Changsha 410114，China；2. Changsha Youlian Engineering Technology Consulting Co.，Ltd.，Changsha 410114，China）

Abstract：In recent years，Dongting Lake has experienced frequent prolonged dry seasons and ultra-low water levels during dry period. Research has demonstrated Chenglingji Comprehensive Hub Project serves as an effective measure to combat the ongoing deterioration of Dongting Lakes dry water condition. We expound the necessity of this project，and conducted a comprehensive review of the project proposal and the major achievements and scholarly discussions since the proposal was made. On this basis，we advocate for a more comprehensive and in-depth research effort to implement the Chenglingji Comprehensive Hub Project，positioning it as a priority for Hunan Province.

Key words：Chenglingji；integrated hub；Dongting Lake；Yangtze River