朱大偉 胡慶芳 仲曉林 蘇 鑫
(1.江蘇省水利勘測設計研究院有限公司,揚州 225217;2.南京水利科學研究院,南京 210029;3.長江保護與綠色發(fā)展研究院,南京 210098;4.揚州市勘測設計研究院有限公司,揚州 225002)
里下河地區(qū)地處江蘇省中部,是全省17個水利分區(qū)之一。里下河地區(qū)南與長江下游地區(qū)為鄰,并通過京杭大運河、泰州引江河等通道與江蘇省沿江地區(qū)產生復雜密切的水文水利聯(lián)系。里下河地區(qū)是全國糧食主產區(qū)之一和江蘇省沿海戰(zhàn)略實施的重點區(qū)域,也是淮河流域面積最大、地勢最低的平原洼地。近年來持續(xù)變化的自然和人文條件給里下河地區(qū)防洪減災帶來了一系列重大挑戰(zhàn)。受氣候變化影響,里下河地區(qū)局部性、區(qū)域性乃至流域性極端暴雨事件時有發(fā)生,且屢次突破歷史實測紀錄。與此同時,快速城鎮(zhèn)化等人類活動也加劇了洪澇災害復雜性。因此,必須審視變化環(huán)境下里下河地區(qū)洪澇災害風險特征,更新防洪理念和方略,綜合采取工程和非工程措施,增強全社會應對極端暴雨洪澇的韌性,筑牢防洪安全底線,以保障人民群眾生命財產安全、保障社會經濟的可持續(xù)發(fā)展。
里下河地區(qū)位于東經119°08'—120°56'、北緯32°12'—34°10',其范圍四至為里運河以東、蘇北灌溉總渠以南、揚州至南通328國道及如泰運河以北、海堤以西,區(qū)域總面積22 440 km2。區(qū)內河網密布,湖蕩眾多。根據(jù)地形和水系特點,以通榆河為界,劃分為里下河腹部和沿海墾區(qū)兩部分。其中腹部地區(qū)分為圩區(qū)和自灌區(qū),沿海墾區(qū)以斗龍港為界,分為斗南墾區(qū)和斗北墾區(qū)兩片(圖1)。里下河地區(qū)處于亞熱帶向暖溫帶過渡地帶,具有明顯的季風氣候特征。區(qū)內年平均降雨量為1 000 mm,汛期降雨量集中,6—9 月降雨量約占年降雨量的65%。
圖1 研究區(qū)域地理位置示意圖
在行政范圍上,里下河地區(qū)涉及鹽城、泰州、揚州、淮安、南通5市20縣(市、區(qū)),總人口1 237萬人,耕地總面積130.13 萬hm2,2023 年國內生產總值9 009 億元。隨著江蘇省沿海發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略,里下河地區(qū)將成為我國重要的綜合交通樞紐、沿海新型工業(yè)基地、國家重要土地后備資源開發(fā)區(qū)和環(huán)境優(yōu)美、人民生活富足的宜居區(qū)。里下河地區(qū)作為推進江蘇省區(qū)域統(tǒng)籌協(xié)調發(fā)展的戰(zhàn)略支點,發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
里下河地區(qū)既是魚米之鄉(xiāng),也是多災之地。特殊的地理位置和氣候條件,決定了里下河地區(qū)是一個洪澇和風暴潮災害頻發(fā)的區(qū)域。里下河地區(qū)長期以來既有外部洪水、潮水威脅,也有內部洪澇并襲。新中國成立后進行了大規(guī)模流域性防洪和海堤工程建設,目前區(qū)域性梅雨期洪水是本地區(qū)的心腹之患。1950—2023年,里下河地區(qū)出現(xiàn)洪澇災害20余次。其中1954年、1962年、1965年、1991年、2003年、2006 年、2007 年出現(xiàn)大洪大澇。2007 年,里下河地區(qū)梅雨期長達36 d,面梅雨量432.1 mm,降雨中心分布在腹部區(qū)及斗南墾區(qū)的北部,最大15 d 點降雨量陸莊站522.6 mm、沈灶站488.0 mm。全區(qū)受災面積24.93 hm2、成災面積12.87 hm2、絕收面積4.07 hm2,受災人口253萬人,倒塌房屋0.45萬間,受災企業(yè)990家,直接經濟損失20.7億元。
里下河地區(qū)洪澇治理圍繞防御區(qū)域性洪水為重點,以降低河網水位為目標,調整河道比降,擴大外排出路,加強內部河網溝通建設,提高了防洪除澇減災保障能力,是一個區(qū)域防洪乃至水利綜合治理較為成功的范例。目前里下河地區(qū)形成了以里運河東堤、蘇北灌溉總渠南堤、海堤和通揚公路為外圍屏障的外圍防洪工程體系。盡管存在部分歷史堤防險工患段、建筑物設計標準偏低等問題,但已基本達到了防御淮河洪水100年一遇、海潮50年一遇的設防標準。
由于“碟形洼地”的地形特點,里下河腹部地區(qū)遇暴雨易“四水投塘”,高水圍困圩區(qū)。因此,里下河腹部地區(qū)一直靠圩堤當家,圩內發(fā)展動力抽排,以對抗洪澇區(qū)域。內部洪澇經湖泊、滯澇圩等調節(jié)后,由射陽河、新洋港,以及拓浚了的斗龍港、黃沙港、川東港等穿越墾區(qū)的骨干河道排泄入海。目前,里下河內部形成了由河道堤防、沿海擋潮閘、泵站及湖泊湖蕩、滯澇圩等組成的區(qū)域“上抽、中滯、下排”防洪除澇工程體系。區(qū)域防洪標準基本達到20 年一遇,除澇標準5 年一遇到10 年一遇。重要城市防洪標準50 年一遇到100 年一遇,除澇標準10年一遇到20年一遇。
里下河腹部中心距海邊超過100 km,排水路線長,又受海潮頂托和擋潮閘下港道淤積萎縮影響,排水困難,腹部圩區(qū)高水位圍困時間長,極易破圩成災。特殊地理位置、氣候條件、地形特點決定了該區(qū)域洪澇災害頻繁,區(qū)域洪澇治理具有復雜性、艱巨性和長期性的特點。在洪澇調蓄能力不足和外排出路不足、南北地區(qū)防洪除澇減災能力不平衡等老問題未得到徹底解決的情況下,洪澇災害治理又面臨著自然和人文條件變化的新挑戰(zhàn)。
(1)人類活動導致流域工情和水情發(fā)生較大變化,治理難度加大。圩區(qū)面積擴大和動力顯著增強且排水更加集中,區(qū)域內外排水不協(xié)調的問題愈加突出。湖泊湖蕩無序開發(fā)利用、侵占淤塞河道等人類活動不僅削弱了洪澇調蓄能力,同時也切斷了湖蕩通聯(lián)的河道,阻礙區(qū)域排水。城市化進程加快,不透水地面增加,徑流系數(shù)加大。中小河流治理工程實施后河網產匯流速度加快,洪峰流量增大,洪水時程分布發(fā)生變化。
(2)氣候變化顯現(xiàn)出對流域防洪除澇的不利影響。2106 號臺風“煙花”、2023年沿江局地性暴雨屢破歷史實測紀錄,導致流域性、區(qū)域性洪澇災害屢屢出現(xiàn)。同時暴雨時空結構有可能發(fā)生變化,比1991年型更惡劣的2006年型、2007年型洪澇危害性更大。海水增溫、陸地冰川和極地冰川融化,東部黃海平面明顯上升,流域暴雨與東部沿海地區(qū)高潮位頂托碰頭現(xiàn)象增加等都對沿海五大港排水更加不利。
(3)洪澇監(jiān)測預報和調度的現(xiàn)代化水平亟待提升?,F(xiàn)狀河網洪水監(jiān)測空間覆蓋性不足,以單點信息采集為主,點線面協(xié)同、空天地立體的監(jiān)測感知能力不足,新技術未能得到廣泛運用。同時,跨地區(qū)洪澇治理存在矛盾,圩區(qū)、城市和區(qū)域性骨干防洪工程調度管理協(xié)調性亟待提高。洪澇預警調度精細化、智慧化、科學化水平不高,數(shù)字孿生工程、數(shù)字孿生流域需要加快建設,防洪“四預”能力需進一步提升。
變化環(huán)境下,里下河洪澇災害的極端性和復雜性日漸增加,但因邊際成本效益、國土空間用途管制和生態(tài)環(huán)境保護等因素影響,防洪除澇工程規(guī)模和標準受到制約,僅靠工程措施難以完全防御極端洪水。因此,亟須從加快完善防洪除澇工程體系、升級防汛預警調度決策指揮系統(tǒng)、強化防洪搶險和應急救援能力、科學規(guī)范和管控人類活動等綜合措施來提升里下河地區(qū)防洪韌性。
以重大水利工程為“綱”,依托流域防洪主骨架、跨流域調水主動脈,按照“上抽、中滯、下排”的治理方針,大力推進骨干水網工程建設,進一步解決區(qū)域洪水蓄泄能力不足的問題。①區(qū)域河網連通工程,西線實施三陽河、大三王河整治,中線實施鹵汀河、沙黃河、上官河、朱瀝溝整治,東線結合通榆運河、泰東河航道整治恢復輸水能力,適時推進臨海引江后續(xù)工程,以及其他區(qū)域骨干河道整治,提高區(qū)域河網引排能力。②區(qū)域下排能力擴大工程,拓浚射陽河永興段、斗龍港中段的卡口段,建設北部串通河—新民河、海河—通洋港兩條快速排水通道,適時下移沿海排澇閘。③區(qū)域上抽能力提升工程,擴建江都站和高港站。④圍繞“滯得進、蓄得住、退得出、人安全”的總體目標,規(guī)劃建設村莊隔堤、加固圩堤及分隔堤,疏浚溝通穿湖蕩河道,完善進退洪口門設施,穩(wěn)妥推進退圩還湖,有效恢復里下河湖泊湖蕩“中滯”能力。
圍繞“預報精準、預警超前、預演仿真、預案靠實”的“四預”要求,以全省水利一張圖為基礎,融合地理空間、水利工程、實時水文數(shù)據(jù),在現(xiàn)有基礎上,建設具備預報預警預演等功能的里下河地區(qū)防汛預警調度決策指揮系統(tǒng),實現(xiàn)預報預警調度一體化、智能化、可視化,支撐防洪“四預”全過程和輔助會商決策,保障防洪排澇安全?!八念A”功能的實現(xiàn)需綜合考慮里下河區(qū)域、水系特點和調度目標,自動獲取實時水雨工情數(shù)據(jù),降雨、潮位預報成果,江都站、高港站、入海五港等重要工程實時及歷史調度信息,調用里下河水文水動力模型預報興化、建湖、射陽鎮(zhèn)等預報預警代表站,通榆河沿線,鹽城等13個城市重要節(jié)點的水位、流量。采用閾值預警和風險預警警示水旱災害。調用模型對流域的水位、水量、災害損失等進行模擬仿真計算并預演。細化完善里下河洪水調度和圩區(qū)限排方案,智能生成多個方案并通過可行性分析和洪災損失估算優(yōu)選預案。
圍繞提升里下河地區(qū)災害應急救援救助能力的要求,提高“全災種、大應急”救援能力,依托里下河聯(lián)防組、市、縣3 級國家綜合性防汛減災救援隊伍,健全專業(yè)救援隊伍體系,實現(xiàn)專業(yè)隊伍層級特點鮮明、輻射布局科學,形成災種全面覆蓋、力量全域輻射、優(yōu)勢相互補充的防汛減災救援力量格局。加快綜合性減災隊伍的全災種搶險救援轉型,發(fā)揮各類專業(yè)應急救援隊伍的搶險施救作用,優(yōu)化解放軍和武警部隊參與搶險救災的程序,支持社會力量有序參與救援救助工作。加強防汛防臺等應急救援基地建設,加大應急救援裝備和物資儲備,著重打造集應急救援、預案演練、實操培訓、物資儲備等功能為一體的應急救援“綜合體”。強化應急救援救災新型裝備研發(fā),優(yōu)化基礎裝備保障,加大特種裝備應用力度。
不合理的人類活動會加劇暴雨洪澇致災性、降低工程防護能力、增加承災體的暴露性和易損性。如里下河“中滯”工程措施的湖泊湖蕩及滯澇圩內的常住人口已達10余萬人,導致正常啟用蓄洪功能困難,里下河實際防洪庫容減小約10 億m3。故需從發(fā)展和安全協(xié)調的高度主動管控約束人類活動,有效預防和規(guī)避洪澇災害風險。應基于流域洪澇災害風險特征,優(yōu)化國土空間開發(fā)利用布局,避免將大量人口和重要基礎設施布置于洪澇災害高風險區(qū)域。應控制蓄滯洪區(qū)等高風險區(qū)域人口增長,加快形成與洪澇風險相適應的經濟產業(yè)結構。要主動提高城鄉(xiāng)建筑和供水、供電、交通、通信等重要基礎設施耐受性、冗余性。同時推行國土空間低影響開發(fā),強化下墊面的平面和豎向管理,保護流域自然洪澇調蓄滯滲空間和行泄通道。應規(guī)范涉水開發(fā)活動,嚴格河湖空間管控、強化涉水建設項目動態(tài)監(jiān)管,避免防洪不利影響持續(xù)累積和擴大。
由于氣候變化和人類活動共同影響,里下河地區(qū)洪澇災害治理難度逐步增加。近些年,受多次梅雨、臺風暴雨襲擊,區(qū)域河網水位越漲越快,復合性致災特征明顯。里下河地區(qū)在成功抵御2015年、2021年、2023年等洪澇的同時,也充分暴露出流域防洪工程體系仍不完善、暴雨洪澇預報精準性不足、涉水開發(fā)建設管控不力、防洪抗災能力不足等問題。提高變化環(huán)境下流域防洪除澇韌性,應綜合考慮洪澇災害發(fā)生的可能性和災害后果,集成工程、技術、生態(tài)、經濟與社會等手段。在基礎設施方面,應適度提高防洪除澇工程標準,建立協(xié)調匹配的防洪除澇工程體系;在防洪管理決策能力方面,需要建立精細的防汛預警調度決策指揮平臺,強化洪澇調度管理能力。同時,還要強化應急搶險和救援能力,提高民眾自救互救能力。最后,應科學管控和規(guī)范人類行為,把有效預防洪澇災害風險作為重要手段。