長江1870年特大洪水防御推演與對策研究

摘要：1870年長江流域發(fā)生了特大洪水，枝城站洪峰流量重現(xiàn)期超1 000 a一遇，造成極為嚴重的洪災損失。為強化特大洪水風險防范，有效提升極端洪水災害的應對能力，在分析1870年特大洪水雨水災情特征、流域水文地理演變和防洪體系建設情況的基礎上，對1870年特大洪水在現(xiàn)狀防洪體系調(diào)度運用條件下的發(fā)生、發(fā)展、演進過程進行了推演模擬。結果表明：當前再遇1870年特大洪水，長江流域防洪體系可妥善應對并大幅減少洪災損失，按調(diào)度規(guī)程發(fā)揮以三峽水庫為主的水庫群洪水攔蓄作用，并運用荊江分洪區(qū)等13處蓄滯洪區(qū)分洪、200多處洲灘民垸行洪后，長江防洪重點區(qū)域防洪安全總體可控，但洪水防御仍面臨堤防長時間高水位運行存在安全隱患、蓄滯洪區(qū)與洲灘民垸行蓄洪運用困難、大量人員轉(zhuǎn)移安置壓力大等突出問題。根據(jù)1870年洪水推演成果，結合近年來長江流域防汛實踐，從加強特大洪水風險機理研究、加快流域防洪工程體系建設、強化風險研判和優(yōu)化調(diào)度、做好應急轉(zhuǎn)移和救災安置等方面提出了提升特大洪水防御能力的對策建議。

關 鍵 詞：1870年洪水；防洪減災；聯(lián)合調(diào)度；蓄滯洪區(qū)；長江流域

中圖法分類號： TV877

文獻標志碼： ADOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.10.003

0 引 言

近年來，隨著全球氣候變化加劇、極端天氣增多，中國將進一步面臨水旱災害多發(fā)頻發(fā)重發(fā)的態(tài)勢^［1］。2020年，長江繼1998年后再次發(fā)生流域性大洪水，三峽水庫出現(xiàn)建庫以來最大入庫洪峰75 000 m³/s^［2］。2021年，鄭州市“7·20”暴雨最大小時降雨量達201.9 mm，突破了中國大陸小時降雨量的歷史極值；漢江丹江口水庫秋汛累計來水量為1969年建庫以來歷史同期第1位^［3-4］。2022年，北江流域發(fā)生超100 a一遇特大洪水，為1915年以來最大洪水^［5］。2023年，海河流域發(fā)生流域性特大洪水，為1963年以來最大洪水^［6］。

為有效應對極端洪水事件，將歷史上曾經(jīng)出現(xiàn)過的特大洪水作為防御對象，推演現(xiàn)狀防洪體系的防御過程與效果，是提升應對特大洪水風險能力的重要措施^［7-11］。目前，長江流域已經(jīng)開展了1954、1983、1998年等歷史洪水在現(xiàn)狀防洪體系下的防御推演研究^［12-15］。1870年洪水是長江上中游800多年來最大的一次特大洪水，造成了巨大的災害損失。《長江流域防洪規(guī)劃》提出“荊江河段在滿足百年一遇防洪標準的基礎上，對遭遇類似1870年洪水應有可靠的措施保證荊江南北兩岸大堤不發(fā)生自然潰決，防止發(fā)生毀滅性災害”。由于1870年洪水年代久遠，水文資料匱乏，僅在三峽工程論證和初步設計階段開展過相關歷史洪水調(diào)查工作^［16-17］。目前尚未以1870年特大洪水為防御對象，系統(tǒng)開展過現(xiàn)狀長江流域防洪體系的防御推演研究。

因此，本文在回顧長江1870年特大洪水情況的基礎上，對1870年特大洪水在現(xiàn)狀長江流域防洪體系調(diào)度運用條件下的發(fā)生、發(fā)展、演進過程進行推演模擬，評估分析洪水防御的薄弱環(huán)節(jié)，提出提升特大洪水防御能力的對策建議。

1 長江1870年洪水歷史情況

1870年洪水是長江上中游一次特大洪水，嘉陵江中下游、長江干流重慶至宜昌河段，出現(xiàn)了數(shù)百年來最高洪水位，長江中游堤垸潰決、洪水泛濫成災，是1153年至今800余年來最大洪水。1870年特大洪水雨水災情歷史資料數(shù)據(jù)來源于長江水利委員會三峽工程論證階段成果。

1.1 雨 情

1870年6月，長江流域雨量較豐，在長江中下游廣大地區(qū)出現(xiàn)連續(xù)降雨，鄱陽湖區(qū)、漢江、洞庭湖水系沅江和資江均有暴雨記載。7月，暴雨進入長江上游地區(qū)，雨區(qū)擴大，暴雨強度增強。7月13～19日，嘉陵江中下游和長江干流重慶至宜昌區(qū)間發(fā)生了歷史上極為罕見的大暴雨，可分為7月13～17日和18～19日兩次過程：第一次過程主要集中在嘉陵江下游地區(qū)，第二次過程主要集中在川東南及長江干流重慶至宜昌區(qū)間。暴雨大致自西向東緩慢移動，13日在涪江，14～17日在嘉陵江中下游及川東局部地區(qū)，18～19日暴雨移至川東和萬縣地區(qū)，并延續(xù)到漢江，又東移至長江干流宜昌至漢口區(qū)間及洞庭湖區(qū)濱湖地區(qū)。在移動過程中，暴雨強度逐漸減弱直至基本結束。1870年洪水雨情概況如圖1所示。

1870年7月長江上游大暴雨具有范圍廣、強度大、歷時長等特點：暴雨范圍廣方面，經(jīng)模擬分析，7 d暴雨量達200 mm以上的籠罩面積約為16萬km²;暴雨強度大方面，文獻資料記載有“猛雨”“大雨澈宵”“大雨傾盆”“不斷線”等形象比喻；暴雨歷時長方面，有“數(shù)晝夜”“連三日夜”“連日大雨”“七天七夜”等概括記載。整個暴雨過程約為7 d，暴雨行徑自西向東，與河流走向一致，遭遇惡劣。

1.2 水 情

1870年6月，受連續(xù)降雨的影響，長江中下游河、湖、洼地底水已豐厚。7月，隨著暴雨進入長江上游地區(qū)，嘉陵江發(fā)生特大洪水，北碚站洪峰流量達57 300 m³/s。同時，江津以上雅礱江、牛欄江、岷江、赤水河等支流也發(fā)生較大洪水，江津以上洪水與嘉陵江特大洪水在重慶地區(qū)發(fā)生遭遇，形成長江干流特大洪水，寸灘站洪峰流量達100 000 m³/s。重慶至宜昌區(qū)間大洪河、龍溪河、渠溪河、磨刀溪均出現(xiàn)了歷史最大洪水，重慶地區(qū)以上洪水又與重慶至宜昌區(qū)間洪水相遭遇，宜昌地區(qū)洪峰流量達105 000 m³/s，最大30 d洪量達1 650億m³。至宜昌段以下，長江中游宜昌至漢口區(qū)間漢江發(fā)生連續(xù)洪峰，洞庭湖、清江也有相應洪水發(fā)生，長江上游洪水又與宜昌至漢口區(qū)間洪水遭遇，枝城站洪峰流量達110 000 m³/s，加之前期中游河湖底水較高，調(diào)蓄能力較小，造成了宜昌至漢口河段南北均潰、泛濫成災的局面，漢口站實測最高洪水位為27.55 m（凍結吳淞高程系統(tǒng)，下同）。漢口站以下地區(qū)洪水主要來自漢口站以上，由于漢口站以上河段潰口后自然調(diào)蓄和干流洪水倒灌入鄱陽湖等影響，水勢衰減，長江下游為一般洪水。

總體來說，1870年長江上游暴雨導致洪水峰高量大，上游干支流洪水發(fā)生惡劣遭遇而形成重慶至宜昌干流河段的特大洪水。宜昌至漢口區(qū)間，由于前期河湖底水較高，上游洪水下泄時，本地區(qū)又有相應洪水發(fā)生，上游洪水與中游區(qū)間洪水惡劣遭遇后，造成中下游地區(qū)大范圍的嚴重洪水災害。根據(jù)枝城站設計洪水成果，1870年洪水枝城站洪峰流量達110 000 m³/s，重現(xiàn)期在1 000 a以上。

1.3 災 情

1870年特大洪水不僅導致長江上游地區(qū)沿江城鎮(zhèn)受災，而且中下游廣大平原地區(qū)堤防潰決，沿江和濱湖城鎮(zhèn)、圩垸多被洪水淹沒，洪災范圍之廣、災情損失之重為幾百年來罕見。

據(jù)歷史資料記載，長江上游地區(qū)合川縣受嘉陵江、渠江、涪江三江洪水匯合影響，“大水入城，深四丈余，水連八日，滿城精華一洗成空，十余年未復元氣”；長江干流沿江城鎮(zhèn)多被沖淹，豐都“全城盡沒”，忠縣“舟行南門內(nèi)”，萬縣“全城沒”，云陽“江水冒城”，宜昌“郡城內(nèi)外，概被淹沒”。

長江中下游地區(qū)受上游巨量洪水下泄影響，荊江南岸松滋口潰決成松滋河，洪水直泄洞庭湖，公安全城淹沒，監(jiān)利、螺山等處潰堤，數(shù)百里洞庭湖與遼闊的荊北平原一片汪洋，宜昌至漢口區(qū)間的平原地區(qū)受災范圍約3萬余km²，“衙署、廟宇、居民、田禾淹沒無算，為數(shù)百年未有之奇災”。1870年長江中下游洪水淹沒范圍如圖2所示^［18］。

2 長江流域水文地理演變與防洪體系建設情況

1870年特大洪水發(fā)生至今已有150多年，當前無論是長江流域水文地理特性還是洪水防御措施和能力，均與1870年歷史情況相比發(fā)生了巨大變化。

2.1 長江流域水文地理演變情況

受自然演變和人類活動等影響，1870年洪水發(fā)生后，長江流域，特別是中游地區(qū)，水文地理情況發(fā)生了較大變化，對流域防洪影響較大的主要在江湖分流格局和河湖調(diào)蓄能力等方面。

1870年大洪水發(fā)生之前，荊江通過太平、藕池（1860年洪水沖開）、調(diào)弦三口分流入洞庭湖，1870年大洪水沖開松滋河，形成荊江從松滋、太平、藕池、調(diào)弦四口分流入洞庭湖的格局。荊江四口分流對調(diào)蓄長江中游洪水、減輕荊江干流河段防洪壓力具有非常重要的作用。歷史上，四口分流曾占到枝城站洪峰流量的一半以上，藕池口分流占首位。1931年汛期枝城站最大流量49 000 m³/s，四口分流量27 405 m³/s，分流比達55.9%。此后，隨著四口河道逐年淤積，1958年調(diào)弦口封堵建閘，四口分流變?yōu)槿诜至?，加之下荊江河段出現(xiàn)多處自然和人工裁彎縮短河道長度約80 km，以及葛洲壩、三峽及上游水庫群修建，荊江分流能力逐漸減小，同時松滋口取代藕池口成為分流首位。2020年汛期枝城站最大流量51 800 m³/s，三口分流量12 744 m³/s，分流比僅為24.6%（表1）。

1870年長江中下游通江湖泊眾多，江、湖、河、洼地的槽蓄容積較大，洪水來臨時在廣闊的洪泛區(qū)自然漫流蓄滯，流域具有較大的洪水調(diào)蓄能力。此后，隨著長期泥沙自然淤積以及大規(guī)模的筑堤圍墾活動，江、湖、河、洼地面積和容積銳減，洪水調(diào)蓄空間大大減少，流域洪水調(diào)蓄能力大幅降低。當前長江中下游僅剩下洞庭湖和鄱陽湖兩個主要通江調(diào)蓄湖泊，洞庭湖面積和容積由19世紀的6 000 km²和500億m³減少至當前的2 625 km²和167億m³，減少幅度分別達56%和67%；鄱陽湖面積和容積由新中國成立初期的5 160 km²和370億m³減少至當前的3 708 km²和303億m³，減少幅度分別達28%和18%。

2.2 長江防洪體系建設情況

1870年長江流域僅荊江北岸等沿江部分地區(qū)有歷代修筑形成的堤防，受經(jīng)濟和技術條件制約，堤身矮小，堤防質(zhì)量低下，防洪體系非常薄弱。此后，經(jīng)過長期不斷治理，特別是新中國成立后，長江流域開展了大規(guī)模防洪建設，目前已經(jīng)基本形成了以堤防為基礎、三峽水庫為骨干，其他干支流水庫、蓄滯洪區(qū)、河道整治相配合，以及平垸行洪、退田還湖等工程措施與防洪非工程措施相結合的綜合防洪減災體系。

當前，長江流域堤防總長約64 000 km，中下游3 900余km干流堤防建設達標率為100%。長江流域已建成大型水庫300余座，總調(diào)節(jié)庫容1 800余億m³，防洪庫容約755億m³。長江中下游安排了42處國家蓄滯洪區(qū)，總面積約1.2萬km²，有效蓄洪容積約590億m³。1998年大水后，對長江中下游干流和洞庭湖區(qū)及鄱陽湖區(qū)部分洲灘民垸實施了平垸行洪、退田還湖，共平退圩垸1 400多個，動遷人口240多萬人，恢復調(diào)蓄容積約178億m³。

現(xiàn)狀長江干支流主要河段防洪能力大致達到：上游干流川渝河段宜賓和瀘州城區(qū)可防御50 a一遇洪水，重慶中心城區(qū)可防御50～100 a一遇洪水；中下游干流荊江河段防洪能力達到100 a一遇以上；城陵磯及以下干流河段可防御新中國成立以來發(fā)生的最大洪水（1954年洪水）；漢江中下游可防御1935年同大洪水（相當于100 a一遇）；其他支流一般可防御10～20 a一遇洪水。

3 1870年洪水過程推演

3.1 推演總體思路

隨著算法改進、算力提升和算據(jù)增多，數(shù)值模擬已成為推演歷史洪水的主要方法并得到廣泛應用^［19-22］。本次1870年洪水推演依托“長江流域水工程聯(lián)合調(diào)度模型”，可開展長江流域上中游水庫群調(diào)度、洲灘民垸行洪、蓄滯洪區(qū)分洪、河湖洪水動力演進一體化水動力模擬計算，2020年長江流域大洪水和2021年漢江秋汛實踐驗證均表明模型模擬結果與實測水文數(shù)據(jù)相符性較好^［23-24］。

1870年洪水推演的主要計算流程如圖3所示，其中洪水邊界條件推求和防洪工程運用方式擬定是洪水推演的關鍵技術問題。

3.2 洪水邊界條件推求

由于歷史水文資料限制，1870年洪水僅有宜昌站7月14日至8月12日的調(diào)查洪水過程，采用水文比擬方法，分析1870年洪水與有實測水文記錄洪水的相似性來推擬1870年洪水干支流定量來水過程。

（1）長江上游洪水過程模擬。按與1870年暴雨時空分布和動態(tài)特征相似的原則，選取若干場暴雨洪水，以模擬1870年上游暴雨洪水。嘉陵江干流選用1956年6月下旬暴雨；岷江、沱江、涪江為1981年7月中旬暴雨；渠江和干流寸灘—宜昌區(qū)間為1982年7月中旬暴雨；長江干流屏山—寸灘區(qū)間為1968年7月上旬暴雨；金沙江、烏江為1957年7月中旬降雨組合而成。以上各場暴雨均發(fā)生于6月下旬至7月，同為長江上游低渦、切變線天氣系統(tǒng)的暴雨，雨區(qū)主要集中于長江北岸，暴雨組合后的時向順序大致為自西南向東北方向緩緩移動，因而遭遇惡劣，導致干流寸灘站以下產(chǎn)生洪峰特高、洪量特大的洪水過程。圖4為1870年洪水宜昌站調(diào)查和模擬流量過程對比，可以看出模擬結果與調(diào)查過程較為接近。

（2）長江中下游區(qū)間洪水配型。1870年漢江洪水很大且和長江上游洪水遭遇，干流區(qū)間和洞庭湖為豐水年，也同時與上游洪水遭遇，洞庭湖四水為一般偏豐水年。1870年7月14日至8月12日宜昌地區(qū)30 d洪量為1 650億m³，相應漢口站出流為1 576億m³，宜昌—漢口區(qū)間槽蓄量為600億m³，根據(jù)出入流水量平衡計算，宜昌—漢口區(qū)間洪水總量為526億m³。

根據(jù)時文生等^［25］研究，1958年長江中下游區(qū)間洪水與1870年區(qū)間洪水較為相近：

（1）從洪水組成上分析，1958年宜昌—漢口區(qū)間暴雨洪水主要分布在漢江及清江、沮漳河、澧水、沅水，其次在長江干流和濱湖地區(qū)。1958年漢江為大水年，四水為平水偏豐，其他地區(qū)偏豐，洪水組成同1870年文獻記載的情況較為吻合。

（2）從洪水量級上分析，1958年7月14日至8月12日，漢江洪量為172.2億m³，四水總洪量為269.2億m³，清江洪量為34.6億m³，宜昌—漢口區(qū)間洪水總量為552億m³，洪水量級與1870年同期洪水總量526億m³相近。

因此，本次選取1958年7月14日至8月12日長江中下游區(qū)間洪水實測水文數(shù)據(jù)來替代1870年同期長江中下游區(qū)間洪水水文數(shù)據(jù)。

3.3 工程運用方式擬定

依據(jù)《長江防御洪水方案》《長江洪水調(diào)度方案》《2023年長江流域水工程聯(lián)合調(diào)度運用計劃》等指導文件和現(xiàn)有已批復調(diào)度規(guī)程擬定：

（1）上游水庫群。主要包括已建成的金沙江的梨園、阿海、金安橋、龍開口、魯?shù)乩?、觀音巖、烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩水庫，雅礱江的錦屏一級、二灘水庫，岷江的紫坪鋪、瀑布溝水庫，嘉陵江的碧口、寶珠寺、亭子口、草街水庫，烏江的構皮灘、思林、沙沱、彭水水庫等控制性水庫，上游水庫群除為本流域防洪預留的防洪庫容不投入外，剩余防洪庫容全部用于配合三峽水庫對中下游進行防洪攔蓄。

（2）三峽水庫?？紤]到1870年洪水荊江防洪形勢非常嚴峻，三峽水庫兼顧城陵磯防洪補償庫容按155.00 m控制，即145.00～155.00 m兼顧城陵磯防洪補償調(diào)度，控制城陵磯（蓮花塘）站水位不超過34.40 m且沙市站水位不超過44.50 m;155.00～171.00 m區(qū)間按沙市站水位不超過44.50 m對荊江進行防洪補償調(diào)度；171.00～175.00 m區(qū)間按枝城站流量不超過80 000 m³/s控制下泄流量。

（3）中游水庫群。主要包括長江中游清江、漢江、洞庭湖湘資沅澧“四水”、鄱陽湖贛撫信饒修“五河”的控制性水庫，中游水庫群主要承擔本流域防洪任務，相機配合三峽水庫攔洪錯峰，其中丹江口水庫按《漢江洪水與水量調(diào)度方案》進行分級調(diào)度，各支流尾閭最大流量按河道安全泄量考慮。

（4）洲灘民垸。按沙市站超過44.50 m，城陵磯（蓮花塘）站超過33.95 m，漢口站超過28.50 m，湖口站超過20.50 m（鄱陽湖區(qū)萬畝圩堤超過21.68 m）進行行洪運用。

（5）蓄滯洪區(qū)。按控制沙市站不超過45.00 m，城陵磯（蓮花塘）站不超過34.40 m，漢口站不超過29.50 m，湖口站不超過22.50 m進行分洪運用。

3.4 洪水過程推演

在防洪工程體系聯(lián)合調(diào)度下，1870年洪水推演過程如表2、圖5～6所示，具體可分為4個階段。

（1）第1階段（6月初至7月13日）。由于該階段無洪水邊界過程，據(jù)水情資料記載，6月起長江中下游底水豐厚，防洪形勢緊張。從保守角度考慮，至該階段末，三峽水庫對城陵磯補償調(diào)度攔洪運用至庫水位155.00 m，運用防洪庫容56.5億m³，期間上游水庫群配合三峽水庫攔洪按有實測水文資料以來洪水發(fā)生期較早的1954年洪水考慮，運用防洪庫容23.3億m³。

（2）第2階段（7月14～19日）。該階段三峽水庫從155.00 m水位起對荊江河段進行補償調(diào)度，控制沙市站水位不超過44.50 m（對應枝城站流量56 700 m³/s），上游水庫群繼續(xù)配合三峽水庫為中下游攔洪。至階段末，三峽水庫水位達171.00 m，累計運用防洪庫容182.3億m³，上游水庫群累計運用防洪庫容52.0億m³。

（3）第3階段（7月20日至8月8日）。該階段三峽水庫從171.00 m起控制枝城站流量不超過80 000 m³/s，上游水庫群繼續(xù)配合三峽水庫為中下游攔洪；荊江河段運用洲灘民垸行洪，啟用重點蓄滯洪區(qū)荊江分洪區(qū)，開啟進洪閘（北閘）和爆破臘林洲江堤分洪口門分洪，以及爆破涴市擴大區(qū)江堤進洪口門及虎渡河里甲口東、西堤，與荊江分洪區(qū)聯(lián)合運用，控制沙市站水位不超過45.00 m；城陵磯河段運用洲灘民垸行洪，啟用錢糧湖等全部重要蓄滯洪區(qū)以及建新垸一般蓄滯洪區(qū)，控制城陵磯站水位不超過34.40 m。期間，三峽水庫回水區(qū)寸灘站最大流量約96 500 m³/s，最高水位約196.90 m，超過重慶市主城區(qū)100 a一遇防洪標準下的洪峰流量88 700 m³/s（對應水位約193.10 m）。至階段末，三峽水庫水位達171.63 m，累計運用防洪庫容188.5億m³；荊江河段共運用2處蓄滯洪區(qū)，累計分蓄洪量56.2億m³；城陵磯河段共運用11處蓄滯洪區(qū)，累計分蓄洪量143.9億m³。

（4）第4階段（8月9日至洪水結束）。該階段洪水逐步消退，長江干支流水位逐步降低。

4 洪水防御薄弱環(huán)節(jié)分析

根據(jù)前述1870年特大洪水發(fā)生、發(fā)展、演進過程中防洪工程調(diào)度運用情況，結合近年來防汛實踐，對1870年洪水防御的突出薄弱環(huán)節(jié)進行分析。

4.1 堤防運行存在安全風險

根據(jù)1870年洪水推演過程，上游重慶市主城區(qū)將面臨漫（潰）堤風險，中下游在水庫防洪控制調(diào)度和洲灘民垸、蓄滯洪區(qū)行蓄洪等防洪體系作用下，各主要河段雖未突破保證水位，但長江中游干流（除湖口河段外）和洞庭湖區(qū)堤防仍面臨長時間高洪水位運行的考驗。荊江河段堤防共有10 d在堤防保證水位（沙市站45.00 m）運行；城陵磯河段（含洞庭湖區(qū)）堤防共有18 d 在堤防保證水位（蓮花塘站34.40 m）運行；武漢河段漢口站最高水位也達到29.23 m，僅次于1954年（29.73 m）和1998年（29.43 m）。

近年來長江中下游干流堤防在高洪水位運行期間暴露出一些安全隱患，如2016年累計發(fā)生各類險情50處，2020年累計發(fā)生各類險情226處。洞庭湖區(qū)堤垸眾多，堤基地質(zhì)條件和堤身土質(zhì)差，2017年重點垸爛泥湖垸羊角堤段發(fā)生特大管涌潰垸性險情，2024年蓄洪垸團洲垸（錢糧湖垸子垸）發(fā)生管涌潰垸。1870年洪水推演水情，無論是最高水位還是高洪水持續(xù)時間，均遠超近年來發(fā)生的洪水，堤防運行安全將面臨較大風險。

4.2 蓄滯洪區(qū)建設滯后

由于蓄滯洪區(qū)建設長期滯后，部分啟用的蓄滯洪區(qū)存在圍隔堤未建成（達標）、缺乏進退洪閘控制、安全區(qū)堤防第一次擋水等風險因素，一直是長江流域防洪體系的薄弱環(huán)節(jié)。

洪湖蓄滯洪區(qū)東、中、西分塊中間的隔堤尚未建成，洪湖東分塊一旦運用會有淹沒全部洪湖蓄滯洪區(qū)的風險，淹沒土地面積約2 800 km²，轉(zhuǎn)移人口約120.82萬人。涴市擴大區(qū)涴里隔堤尚未達標，圍堤自身安全存在較大風險，一旦分洪運用，將危及相鄰防洪保護區(qū)安全。涴市擴大區(qū)、民主垸、城西垸、建設垸、建新垸等5處蓄滯洪區(qū)未建設進退洪閘，運用時需要對口門堤段進行人工爆破扒口分洪，存在口門寬度控制困難，難以滿足及時適量的分洪要求。荊江分洪區(qū)現(xiàn)有安全區(qū)堤防均建于20世紀50～60年代，建成后從未經(jīng)過洪水考驗，且長期缺乏管理和維護，在分洪期間蓄洪水位上漲快、擋水高度高的情況下存在安全風險，危及安全區(qū)內(nèi)人員生命和財產(chǎn)安全。

4.3 洲灘民垸行洪運用困難

由于長期缺乏系統(tǒng)治理，洲灘民垸與蓄滯洪區(qū)類似，也一直是長江流域防洪體系的薄弱環(huán)節(jié)。根據(jù)1870年特大洪水推演，需運用長江干流及洞庭湖區(qū)200多處洲灘民垸行蓄洪水，增大河湖蓄泄能力。洲灘民垸堤防一直是地方自建自修，受資金投入和技術水平限制，堤身單薄、堤基質(zhì)量差，遇大洪水需要行洪時，極有可能存在未達到行蓄洪運用標準時，已經(jīng)出險潰堤，影響流域總體防洪部署。對于一些位于河湖邊灘的洲灘民垸，一旦分洪運用，與洲灘民垸相鄰的主要堤防將直接擋水，由于其長期未經(jīng)受洪水考驗，發(fā)生險情風險較大，威脅防洪保護區(qū)安全。

4.4 監(jiān)測預報及調(diào)度水平有待提高

一旦發(fā)生1870年大洪水，長江干支流洪水峰高量大，部分河段將超歷史最大流量和最高水位，可能出現(xiàn)因為水情監(jiān)測設施損毀、常規(guī)監(jiān)測手段失效、信息傳輸不暢等，造成水情信息無法有效獲取或無法及時報送。當前，長江流域1～3 d的短期預報精度已較高，但對于防御1870年這種范圍廣、歷時長、強度高的暴雨洪水，迫切需要提高中長期洪水預報精度作為決策支撐。

同時，防御1870年洪水所需運用的防洪工程體系復雜，如何對防洪工程實施精準調(diào)度，提升聯(lián)合調(diào)度的智能化水平仍有待進一步深化。本文推演調(diào)度是嚴格按照現(xiàn)行規(guī)程進行的調(diào)度，如若在荊江河段后續(xù)不會再發(fā)生大洪水的可靠預報判斷下，三峽水庫可進一步優(yōu)化調(diào)度，充分運用171.00～175.00 m的防洪庫容攔蓄洪水，同時短時間適度抬高荊江堤防運行水位，則可避免荊江地區(qū)蓄滯洪區(qū)的運用，以發(fā)揮更大的防洪減災效益。

4.5 人員轉(zhuǎn)移安置難度大

根據(jù)推演結果，遇1870年洪水蓄滯洪區(qū)和洲灘民垸行蓄洪運用，共需轉(zhuǎn)移安置人口270多萬人。目前長江中下游蓄滯洪區(qū)中僅有荊江分洪區(qū)、錢糧湖垸、澧南垸、圍堤湖垸、西官垸、康山部分建成安全區(qū)，且已建成的安全區(qū)安置能力不足，人員財產(chǎn)轉(zhuǎn)移安置壓力大。如荊江分洪區(qū)分洪，仍有近40萬居住在安全區(qū)外的群眾需要進行臨時避洪轉(zhuǎn)移至周邊縣市區(qū)。洲灘民垸普遍無安全設施，一旦行蓄洪運用，人員財產(chǎn)均需要進行外遷轉(zhuǎn)移安置，特別是江心洲四面環(huán)水，交通不便，人員財產(chǎn)轉(zhuǎn)移尤為困難。

此外長江中下游洪水持續(xù)時間較長、退水緩慢，行蓄洪運用后需較長時間（一般2～3個月）才能退水返遷，長時間妥善安置大量轉(zhuǎn)移人員壓力巨大。

5 提升特大洪水防御能力對策建議

根據(jù)前述推演成果，當前再遇長江流域歷史上曾經(jīng)發(fā)生過的1870年特大洪水時，可妥善應對并大幅度減少洪災損失，但仍需要轉(zhuǎn)移和安置數(shù)百萬人，付出巨大的分洪和淹沒代價，才能保障重點地區(qū)的防洪安全，同時流域防洪工程體系仍存在諸多薄弱環(huán)節(jié)，存在風險隱患。立足“防大汛、搶大險、救大災”，針對1870年大洪水推演薄弱環(huán)節(jié)分析結果，結合近年來汛期防御實踐，提出提升防御長江流域特大洪水能力的對策建議。

（1）加強特大洪水風險機理研究。從厄爾尼諾事件等長期氣候背景、大氣環(huán)流等中期天氣形勢、暴雨特征等短期氣象降雨多個尺度分析長江流域特大洪水形成機制，加強氣候變化對特大洪水發(fā)生影響研究。開展特大洪水致災機理和災害演變規(guī)律研究，特別是防洪工程一旦失事時的災害鏈過程和災害放大效應。開展防洪保護對象風險識別，統(tǒng)籌保護人口、經(jīng)濟總量、社會環(huán)境影響、重要基礎設施等多重因素，研究不同量級大洪水的風險應對策略。

（2）加快流域防洪工程體系建設。以流域為單元，通過固底板、補短板、鍛長板，加快完善現(xiàn)代化防洪工程體系。加強防洪頂層設計，推進長江流域防洪規(guī)劃修編，統(tǒng)籌發(fā)展與安全，科學安排洪水出路和工程布局。加快上游干流、重要支流湖泊堤防達標建設和隱患治理，提升堤防洪水抵御能力。加快推進蓄滯洪區(qū)工程和安全建設，推動洲灘民垸分類防洪治理，確保行蓄洪空間遇大洪水時能及時有效運用。對中下游已出現(xiàn)的和可能出現(xiàn)的崩岸險情進行治理，避免大洪水對河勢造成重大調(diào)整，維護河勢和岸坡穩(wěn)定。

（3）強化風險研判和優(yōu)化調(diào)度。加快構建氣象衛(wèi)星和測雨雷達、雨量站、水文站組成的雨水情監(jiān)測預報“三道防線”體系，延長洪水預見期與提高洪水預報精準度。完善特大洪水防御方案體系，有針對性編制重要險情災情應急處置情景預案。強化水利、應急、自然資源、氣象等部門會商，加強信息共享，精準研判防汛形勢，及時發(fā)布預報預警信息。以數(shù)字孿生建設為抓手，提升防洪調(diào)度智能化水平，統(tǒng)籌優(yōu)化水庫群、洲灘民垸、蓄滯洪區(qū)、涵閘泵站的運用時機和時序，不斷提高水工程聯(lián)合調(diào)度能力。

（4）做好應急轉(zhuǎn)移和救災安置。由于特大洪水將淹沒大量現(xiàn)有人口居住區(qū)域，做好應急轉(zhuǎn)移和救災安置工作對減輕災害損失至關重要。根據(jù)社會經(jīng)濟發(fā)展情況、人口情況和工程情況變化，動態(tài)更新避洪轉(zhuǎn)移預案，提高實用性和可操作性。應用人工智能、大數(shù)據(jù)等信息技術，提高人員財產(chǎn)應急避險轉(zhuǎn)移效率。健全應急救助物資儲備體系，加強物資儲備建設。按照平戰(zhàn)結合的理念，推進救災安置場所規(guī)范化建設。加強災區(qū)衛(wèi)生防疫，確保大災后無大疫。

6 結 語

本文以長江流域歷史上曾經(jīng)造成重大災難的1870年特大洪水為對象，推演了在現(xiàn)狀長江防洪體系防御調(diào)度作用下，1870年特大洪水的發(fā)生、發(fā)展、演進過程。結果表明：隨著長江流域防洪體系長期建設和防洪能力不斷提升，再次發(fā)生1870年洪水時流域防洪風險總體可控，洪災損失大幅度減輕，但仍面臨堤防長時間高水位運行存在安全隱患、蓄滯洪區(qū)與洲灘民垸行蓄洪運用困難、人員轉(zhuǎn)移安置壓力大等突出問題。下一步，一方面應結合數(shù)字孿生建設和“四預”體系洪水預演要求，繼續(xù)深化長江流域歷史大洪水推演研究，為洪水調(diào)度和防御演練提供基礎支撐；另一方面針對推演檢視出的防洪體系薄弱環(huán)節(jié)，系統(tǒng)提升流域防災減災救災能力，為長江經(jīng)濟帶高質(zhì)量發(fā)展提供堅實可靠的防洪安全保障。

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（編輯：謝玲嫻）

Study on flood control deduction and countermeasures in case of catastrophic

flood in 1870 in Changjiang River BasinXU Xingya^1，2，3，XU Zhaoming⁴，YAO Wei^2，3，LI Anqiang^2，3，XU Xuejun^2，3，REN Yufeng¹

（1.China Three Gorges Corporation，Wuhan 430010，China； 2.Changjiang Survey，Planning，Design and Research Co.，Ltd.，Wuhan 430010，China； 3.Hubei Key Laboratory of Basin Water Security，Wuhan 430010，China； 4.Changjiang Water Resources Commission of the Ministry of Water Resources，Wuhan 430010，China）

Abstract： The 1870 flood in the Changjiang River Basin is an extraordinary and catastrophic event in the history，with peak flow returning period of over 1000 years at Zhicheng Station，causing extremely serious flood losses.In order to strengthen the ability to prevent catastrophic flood risk and effectively improve the ability to cope with extreme flood disasters，based on analyzing the characteristics of the catastrophic flood in 1870，the hydrological and geographical evolution of the Changjiang River Basin，and the construction of the flood control system，a retrospective simulation was conducted to deduce the occurrence，development，and evolution process of the catastrophic flood under the current flood control system.The results show that the current flood control system has ability to defend against the catastrophic flood in 1870 and can greatly reduce the flood losses.After dispatching the Three Gorges Reservoir and other reservoirs according to regulations，and applying 13 flood detention areas such as the Jingjiang flood diversion area and more than 200 polders，the flood control safety of the key areas in the Changjiang River Basin can be generally controllable.However，it still faces problems such as safety hazards of embankments，difficulties in the use of flood storage and detention areas，and high pressure on personnel relocation and resettlement.According to the results of retrospective flood simulation and the practice of flood control in recent years，the countermeasures and suggestions are put forward to improve the ability of mitigating catastrophic flood，including strengthening researches on mechanism of catastrophic floods，accelerating the construction of flood control engineering systems，enhancing risk assessment and optimizing scheduling，and improving emergency transfer and disaster relief resettlement.

Key words： catastrophic flood in 1870；flood control and disaster reduction；joint dispatching；flood storage and detention areas；Changjiang River Basin