后三峡时代长江防洪形势与对策思考
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后三峡时代长江防洪形势与对策思考
作者:金兴平丁胜祥
来源:《长江技术经济》2023年第05期
摘要:三峡等一批具有防洪功能的大型水库建成投运,标志着长江流域以堤防为基础、三峡水库为骨干,其他干支流水库、蓄滞洪区、河道整治等工程措施与防洪非工程措施相配套的综合防洪体系基本建成,流域防洪格局已发生重大变化,整体防洪形势显著改善,长江防洪进入后三峡时代。
对照习近平总书记建设安澜长江的要求,分析了后三峡时代的长江防洪形势和任务,针对后三峡时代防洪方面存在的短板和薄弱环节,提出了相应的对策措施,支撑更加科学地实现建设安澜长江的伟大目标。
关键词:防洪;长江流域;蓄滞洪区;后三峡时代;安澜长江
中图分类号:TV882.2;TV87 文献标志码:A
经过70多年建设,长江流域基本形成了以堤防为基础、三峡水库为骨干,其他干支流水库、蓄滞洪区、河道整治等工程措施与防洪非工程措施相配套的综合防洪体系,防洪减灾体系不断完善,防洪能力显著提升,保障了长江安澜,为流域经济社会可持续发展提供了坚强的支撑和保障[1]。
其中三峡等一批具有防洪功能水库建成投运极大地改变了长江的防洪格局,长江整体防洪形势显著改善,是长江综合防洪体系建成的重要标志,长江防洪进入后三峡时代。
这个时代的主要特征体现在两个方面:一是可以通过水库群的联合调度大幅度提高重点地区、主要河段、重点城市的防洪标准;二是从之前的以防洪抢险被动式防洪为主转变为以洪水调度为主的主动式洪水管理。
习近平总书记高度重视长江安澜,多次亲临长江视察,强调要建设安澜长江。
对照建设安澜长江的要求,长江防洪仍存在许多短板和薄弱环节,需要我们认真分析后三峡时代的长江防洪形势和任务,采取有效的对策措施,确保人民生命财产安全。
1 后三峡时代长江防洪形势
1.1 长江防洪工程体系
长江防洪工程体系主要由堤防、水库、蓄滞洪区等组成。
长江中下游3 900余km干流堤防已基本達标,长江上游干流重要城镇河段堤防部分达标。
长江流域已建成大型水库300余座,总调节库容1 500余亿m3,防洪库容约800亿m3。
长江中下游干流沿岸设有42处蓄滞洪区,总面积约为1.2万km2,有效蓄洪容积约596亿m3,其中荆江河段4处蓄滞洪区有效蓄洪容积为72.27亿m3,城陵矶河段27处蓄滞洪区有效蓄洪容积为338.23亿m3,武汉河段6处蓄滞洪区有效蓄洪容积为135.68亿m3,湖口河段5处蓄滞洪区有效蓄洪容积为50.21亿m3。
42处蓄滞洪区中28处已基本完成围堤(含隔堤)达标建设,9处已建分洪闸,7处基本完成蓄滞洪区安全建设。
1.2 长江干流防洪能力
川渝河段主要城市依靠堤防总体可防御20 a一遇洪水,通过溪洛渡、向家坝等上游水库拦蓄,可防御50 a一遇洪水。
重庆主城区河段依靠堤防总体可防御50 a一遇洪水,通过上游水库拦蓄,配合采取应急转移等措施,基本可防御100 a一遇洪水,但局部河段堤防欠高,遇20~50 a一遇洪水时局部地区就将产生一定程度的淹没。
荆江河段依靠堤防可防御10 a一遇洪水,通过三峡及上游水库的调节,遇100 a一遇及以下洪水可使沙市水位不超过44.5 m,不需启用荆江地区蓄滞洪区;遇1 000 a一遇或1870年特大洪水,可控制枝城泄量不超过80 000 m3/s,配合荆江地区蓄滞洪区的运用,可控制沙市水位不超过45.0 m,保证荆江河段行洪安全。
城陵矶附近地区依靠堤防可防御10~20 a一遇洪水;通过水库群调节,一般年份基本上可不分洪,但洞庭湖水系支流发生大洪水时需要运用尾闾部分蓄滞洪区,遇1931年、1935年、1954年大洪水,可减少分蓄洪量和土地淹没;考虑本地区蓄滞洪区的运用,可防御1954年洪水。
武汉河段依靠堤防可防御20~30 a一遇洪水,通过河段上游及本地区蓄滞洪区运用,可防御1954年洪水(其最大30 d洪量约200 a一遇)。
湖口河段依靠堤防可防御20 a一遇洪水,通过河段上游及本地区蓄滞洪区理想运用,可满足防御1954年洪水的需要。
1.3 三峡水库运用以来长江防洪调度
从2008年开始,长江水利委员会(以下简称“长江委”)联合武汉大学、中国长江三峡集团公司等持续开展长江流域水库群联合调度研究[2]。
三峡等水库群投运以来,长江流域先后经历了2010年、2012年上中游区域性较大洪水[3-4],2016、2017年中下游区域性大洪水[5-6],2020年流域性大洪水[7],2021年汉江秋季大洪水[8],这6场洪水基本包含了长江流域洪水的主要形式,对后三峡时代的水库群防洪调度进行了全方位的检验。
其中2010年、2012年洪水主要产生于长江上游地区,水库群主要对荆江河段实施防洪补偿调度;2016年、2017年洪水主要产生于长江中下游地区,水库群主要对城陵矶附近地区实施防洪补偿调度;2020年则是流域性洪水,洪水先是出现在中下游地区,而后上中游同时发生洪水,水库群先是主要对城陵矶附近地区实施防洪补偿调度,之后同时对荆江河段和城陵矶附近地区实施防洪补偿调度;2021年洪水主要发生在汉江上游,是丹江口大坝加高后最大的洪水,丹江口水库联合其他水库群对连续7次入库洪峰大于10 000 m3/s洪水进行调控。
在各次洪水调度中以三峡水库为核心的水库群均发挥了显著的拦洪、削峰、错峰效益,极大地减轻了流域的防洪压力,确保了防洪安全,取得明显防洪减灾效益。
2022年纳入联合调度的控制性水库51座[9],总调节库容达1 160亿m³,总防洪库容达705亿m³。
形成了以三峡水库为核心、金沙江下游梯级水库为骨干,金沙江中游群、雅砻江群、岷江群、嘉陵江群、乌江群、清江群、洞庭湖“四水”群和鄱阳湖“五河”群等8个水库群组相配合的涵盖长江湖口以上的流域控制性水库群的联合调度体系[5]。
2 后三峡时代长江防洪面临的主要问题
2.1 长江巨大的洪水来量与中下游河道安全泄量之间的矛盾依然突出
长江流域面积大、降雨量多、暴雨集中,形成的洪水峰高量大,持续时间长。
长江干流主要控制站宜昌、螺山、汉口、大通多年平均年最大洪峰流量均在50 000 m3/s以上。
长江上游干流寸滩、宜昌洪水往往持续20~30 d,中下游干流武汉、大通超过50 d,如遭遇流域性大洪水,其持续时间还会延长。
据统计,干流自寸滩至大通最大30 d洪量多年平均值在787亿~1 380亿m3。
经过多年防洪工程建设,长江中下游河道的安全泄量较以往有所扩大,但上荆江仍只能安全下泄60 000~68 000 m3/s,城陵矶附近的安全泄量约为60 000 m3/s,武汉约为70 000 m3/s,湖口约为80 000 m3/s。
后三峡时代水库群调节能力显著增强,但主要集中在长江上游地区,上荆江河道上游的洪水可以得到很好调节。
由于洞庭湖四水和鄱阳五河水库对洪水的调节能力有限,2017年7月,湘江等支流发生特大洪水,即使三峡水库将出库流量压减至8 000 m3/s,城陵矶河段的流量仍然达到60 000 m3/s;2020年洪水,尽管中上游水库群尽力拦蓄,大通水文站洪峰流量仍超过了1998年。
由此可见,即使在水库群全力拦蓄洪水的情形下,遇中下游大洪水时城陵矶至大通河段的洪水来量大于河道泄洪能力的矛盾依然突出。
2.2 水库调节成为洪水调度的重要手段
上世纪50年代,长江委就制定了“蓄泄兼筹、以泄为主”的防洪治理方针和“江湖两利”“左右岸兼顾、上中下游协调”的指导原则,这些方针和原则仍然适用于后三峡时代的防洪减灾,但蓄泄关系赋予了新的内涵,发生了显著变化。
泄的能力有所扩大,但有限;蓄的能力大为增强。
当年的蓄主要依靠天然湖泊和在中下游地区建立的蓄滞洪区以及河道槽蓄,其中中下游地区有2个最大的通江淡水湖——洞庭湖(容积约167亿m3)和鄱阳湖(容积约303亿m3),蓄滞洪区总蓄洪容积596亿m3。
后三峡时代在以上蓄的基础上增加的大型水库总调节库容[9]1 500余亿m3,其中防洪库容约800亿m3。
这些水库对洪水具有很强的调节能力,且调节运用方便、灵活,通过库群的联合调度,还可提高水资源的综合利用效益,实现防洪、发电、供水、航运等多赢。
水库群将成为后三峡时代洪水调节的重要和常规手段。
2.3 水库群调节能力与重点防洪目标和洪水主要来源区域错配,使长江防洪调度错综复杂
后三峡时代长江流域防洪的重点仍然是中下游地区,防洪目标主要集中在中下游地区。
由于受到地形地貌地质和人口分布等影响,控制性水库群大多建在上游地区,除三峡水库之外,调节能力大的水库主要集中在金沙江流域,洪水来源大且频繁的岷江、嘉陵江、洞庭湖四水和鄱阳湖五河水库群对洪水的调节能力相对不足,这些流域水库的防洪库容占该流域多年平均5—10月径流量的比值分别只有1.8%、3.9%、4.4%和3.8%。
金沙江、岷江、嘉陵江、乌江汛期(5—10月)来水分别占宜昌来水的33.6%、20.2%、16.2%、11.2%,但宜昌以上当前纳入联合调度的防洪库容占比分别为45%、2.6%、4.4%、
2.1%,三峡水库占45.8%;洞庭湖四水汛期(5—10月)来水占汉口来水的20.7%,防洪库容占比则仅为7.9%。
由于水库调节能力与洪水来源不匹配,往往形成发生大洪水的地区水库调节不足,遏制洪源难度大,有调节能力的地区又没有发生洪水的局面。
由于长江流域暴雨洪水分布广、来源和组成复杂,洪水流程长,水文预报和洪水调度的难度大为增加,准确调节洪水过程需要更长的洪水遇见期和预报精度,也需要更为精细化的调度方案。
2.4 城陵矶附近地区是长江防洪的关键点和最难点
2020年洪水调度实践表明,在上游水库群尽力拦蓄洪水的情况下,三峡水库调洪水位达到167.65 m,但是城陵矶附近地区和鄱阳湖地区的防洪形势依然非常严峻,莲花塘水位站仍然超过34.4 m的保证水位。
据长江设计集团有限公司分析计算,遇1954年洪水,在上游水库群的帮助下,再适当提高三峡水库对城陵矶附近地区防洪补偿调节库容,长江中下游地区的超额洪量可以下降到300亿m3以下,其中城陵矶附近地区的超额洪量仍有200亿m3左右。
城陵矶附近的超额洪量仍然巨大,可见中下游防洪将会是万里长江险在荆江,难在城陵矶。
一是难在遇1954年洪水,还有200亿m3左右的超额洪量需要妥善安排。
二是难在江湖关系复杂,吞吐长江,容纳四水。
三是难在洞庭四水水库调节能力不足、湖泊调蓄能力降低。
据统计,四水水库防洪库容50亿m3左右,只占汛期径流量的4.4%,不到1954年汛期径流量的3%。
四是难在城陵矶节点重要,牵一发动全身,城陵矶水位变化既顶托荆江、也威胁武汉、更涉及洞庭湖区的防洪形势,是研究整个上中游水库群的防洪调度方式的重点和难点。
2.5 中下游干流及两湖湖区洲滩民垸内居民防洪安全缺乏保障,行蓄洪运用困难
长江委联合有关省市水利部门统计,目前长江中下游干流及两湖湖区已形成封闭保护圈的洲滩民垸707个,人口260.8万,面积4 619.3 km2,其中耕地面積335.2万亩。
按照现行的法律法规和洪水调度方案,这些洲滩民垸属于河道行蓄洪水的场所,但是由于历史的原因,大量人民群众世代居住在洲滩民垸内。
这些洲滩民垸大多没有明确防洪标准,垸堤没有经过系统整治,堤身单薄、堤基质量差,遇较大洪水极易自然溃决,人民生命安全得不到保证。
同时洲滩民垸基本无通信预警和撤退转移等安全设施,一旦遇大洪水行蓄洪水,人员转移困难,安全隐患大[10]。
2.6 长江中下游防洪工程体系存在薄弱环节
一是作为长江防洪工程体系基础的堤防尚存在薄弱环节和隐患。
部分上游干流河段堤防防洪能力偏低,部分城市干堤未形成闭合的防洪圈;中下游干流堤防存在隐患,堤防高度、断面虽已达标,但因运行时间长,加之受长江上游控制性水库运行后“清水”下泄导致的河道冲刷影响,部分河段堤身、堤基和穿堤建筑物存在隐患,汛期依然出现险情;主要支流和重要湖泊堤防工程线长面广,基础薄弱,堤身质量较差,高洪水位时管涌、渗漏等重大险情较多;部分支流和湖泊尚未形成完整的防洪圈,防洪能力偏低。
二是蓄滞洪区建设滞后、运用困难。
部分蓄滞洪区围堤(隔堤)标准不达标、堤身单薄,有的没有形成完整封闭圈;42个蓄滞洪区中33
个没有建设分洪闸,安全建设也严重滞后,大多数人尚无安置设施,难以做到适时、适量分蓄洪水;与此同时,长江中下游蓄滞洪区布局亟需优化调整,根据长江设计集团有限公司分析计算,再遇1954年洪水,长江中下游地区超额洪量相较于三峡等水库群建成前大幅减少,蓄滞洪区运用几率和损失大幅降低,亟需对蓄滞洪区布局进行优化调整。
三是中下游干流河道崩岸频发,影响防洪安全。
随着长江上游来沙减少以及三峡工程等控制性水库群的逐步建成,长江中下游水沙条件发生了很大的变化,下泄泥沙较蓄水前减少69%~93%,局部河势不断变化调整,导致河道崩岸仍时有发生,2017年11月江苏省扬中市长江干堤太平州指南村段发生崩岸,崩失主江堤440 m,同年4月湖北省洪湖市长江干堤燕窝虾子沟段窝崩75 m、崩宽22 m,吊坎高6 m,距堤脚最近只有14 m,严重危及保护区内人民生命财产安全。
据不完全统计,2003年以来中下游干流河道共发生崩岸险情1 000余处(以窝崩和条崩为主),崩岸总长度700多km,严重影响河势稳定,威胁防洪工程和沿江重要基础设施的安全。
2 后三峡时代长江防洪面临的主要问题
2.1 长江巨大的洪水来量与中下游河道安全泄量之间的矛盾依然突出
长江流域面积大、降雨量多、暴雨集中,形成的洪水峰高量大,持续时间长。
长江干流主要控制站宜昌、螺山、汉口、大通多年平均年最大洪峰流量均在50 000 m3/s以上。
长江上游干流寸滩、宜昌洪水往往持续20~30 d,中下游干流武汉、大通超过50 d,如遭遇流域性大洪水,其持续时间还会延长。
据统计,干流自寸滩至大通最大30 d洪量多年平均值在787亿~1 380亿m3。
经过多年防洪工程建设,长江中下游河道的安全泄量较以往有所扩大,但上荆江仍只能安全下泄60 000~68 000 m3/s,城陵矶附近的安全泄量约为60 000 m3/s,武汉约为70 000 m3/s,湖口约为80 000 m3/s。
后三峡时代水库群调节能力显著增强,但主要集中在长江上游地区,上荆江河道上游的洪水可以得到很好调节。
由于洞庭湖四水和鄱阳五河水库对洪水的调节能力有限,2017年7月,湘江等支流发生特大洪水,即使三峡水库将出库流量压减至8 000 m3/s,城陵矶河段的流量仍然达到60 000 m3/s;2020年洪水,尽管中上游水库群尽力拦蓄,大通水文站洪峰流量仍超过了1998年。
由此可见,即使在水库群全力拦蓄洪水的情形下,遇中下游大洪水时城陵矶至大通河段的洪水来量大于河道泄洪能力的矛盾依然突出。
2.2 水库调节成为洪水调度的重要手段
上世纪50年代,长江委就制定了“蓄泄兼筹、以泄为主”的防洪治理方针和“江湖两利”“左右岸兼顾、上中下游协调”的指导原则,这些方针和原则仍然适用于后三峡时代的防洪减灾,但蓄泄关系赋予了新的内涵,发生了显著变化。
泄的能力有所扩大,但有限;蓄的能力大为增强。
当年的蓄主要依靠天然湖泊和在中下游地区建立的蓄滞洪区以及河道槽蓄,其中中下游地区有2个最大的通江淡水湖——洞庭湖(容积约167亿m3)和鄱阳湖(容积约303亿m3),蓄滞洪区总蓄洪容积596亿m3。
后三峡时代在以上蓄的基础上增加的大型水库总调节库容
[9]1 500余亿m3,其中防洪库容约800亿m3。
这些水库对洪水具有很强的调节能力,且调节运用方便、灵活,通过库群的联合调度,还可提高水资源的综合利用效益,实现防洪、发电、供水、航运等多赢。
水库群将成为后三峡时代洪水调节的重要和常规手段。
2.3 水库群调节能力与重点防洪目标和洪水主要来源区域错配,使长江防洪调度错综复杂
后三峡时代长江流域防洪的重点仍然是中下游地区,防洪目标主要集中在中下游地区。
由于受到地形地貌地质和人口分布等影响,控制性水库群大多建在上游地区,除三峡水库之外,调节能力大的水库主要集中在金沙江流域,洪水来源大且频繁的岷江、嘉陵江、洞庭湖四水和鄱阳湖五河水库群对洪水的调节能力相对不足,这些流域水库的防洪库容占该流域多年平均5—10月径流量的比值分别只有1.8%、3.9%、4.4%和3.8%。
金沙江、岷江、嘉陵江、乌江汛期(5—10月)来水分别占宜昌来水的33.6%、20.2%、16.2%、11.2%,但宜昌以上当前纳入联合调度的防洪库容占比分别为45%、2.6%、4.4%、2.1%,三峡水库占45.8%;洞庭湖四水汛期(5—10月)来水占汉口来水的20.7%,防洪库容占比则仅为7.9%。
由于水库调节能力与洪水来源不匹配,往往形成发生大洪水的地区水库调节不足,遏制洪源难度大,有调节能力的地区又没有发生洪水的局面。
由于长江流域暴雨洪水分布广、来源和组成复杂,洪水流程长,水文预报和洪水调度的难度大为增加,准确调节洪水过程需要更长的洪水遇见期和预报精度,也需要更为精细化的调度方案。
2.4 城陵矶附近地区是长江防洪的关键点和最难点
2020年洪水调度实践表明,在上游水库群尽力拦蓄洪水的情况下,三峡水库调洪水位达到167.65 m,但是城陵矶附近地区和鄱阳湖地区的防洪形势依然非常严峻,莲花塘水位站仍然超过34.4 m的保证水位。
据长江设计集团有限公司分析计算,遇1954年洪水,在上游水库群的帮助下,再适当提高三峡水库对城陵矶附近地区防洪补偿调节库容,长江中下游地区的超额洪量可以下降到300亿m3以下,其中城陵矶附近地区的超额洪量仍有200亿m3左右。
城陵矶附近的超额洪量仍然巨大,可见中下游防洪将会是万里长江险在荆江,难在城陵矶。
一是难在遇1954年洪水,还有200亿m3左右的超额洪量需要妥善安排。
二是难在江湖关系复杂,吞吐长江,容纳四水。
三是难在洞庭四水水库调节能力不足、湖泊调蓄能力降低。
据统计,四水水库防洪库容50亿m3左右,只占汛期径流量的4.4%,不到1954年汛期径流量的3%。
四是难在城陵矶节点重要,牵一发动全身,城陵矶水位变化既顶托荆江、也威胁武汉、更涉及洞庭湖区的防洪形势,是研究整个上中游水库群的防洪调度方式的重点和难点。
2.5 中下游干流及两湖湖区洲滩民垸内居民防洪安全缺乏保障,行蓄洪运用困难
长江委联合有关省市水利部门统计,目前长江中下游干流及两湖湖区已形成封闭保护圈的洲滩民垸707个,人口260.8万,面积4 619.3 km2,其中耕地面积335.2万亩。
按照现行的法律法规和洪水调度方案,这些洲滩民垸属于河道行蓄洪水的场所,但是由于历史的原因,大量
人民群众世代居住在洲滩民垸内。
这些洲滩民垸大多没有明确防洪标准,垸堤没有经过系统整治,堤身单薄、堤基质量差,遇较大洪水极易自然溃决,人民生命安全得不到保证。
同时洲滩民垸基本无通信预警和撤退转移等安全设施,一旦遇大洪水行蓄洪水,人员转移困难,安全隐患大[10]。
2.6 长江中下游防洪工程体系存在薄弱环节
一是作为长江防洪工程体系基础的堤防尚存在薄弱环节和隐患。
部分上游干流河段堤防防洪能力偏低,部分城市干堤未形成闭合的防洪圈;中下游干流堤防存在隐患,堤防高度、断面虽已达标,但因运行时间长,加之受长江上游控制性水库运行后“清水”下泄導致的河道冲刷影响,部分河段堤身、堤基和穿堤建筑物存在隐患,汛期依然出现险情;主要支流和重要湖泊堤防工程线长面广,基础薄弱,堤身质量较差,高洪水位时管涌、渗漏等重大险情较多;部分支流和湖泊尚未形成完整的防洪圈,防洪能力偏低。
二是蓄滞洪区建设滞后、运用困难。
部分蓄滞洪区围堤(隔堤)标准不达标、堤身单薄,有的没有形成完整封闭圈;42个蓄滞洪区中33个没有建设分洪闸,安全建设也严重滞后,大多数人尚无安置设施,难以做到适时、适量分蓄洪水;与此同时,长江中下游蓄滞洪区布局亟需优化调整,根据长江设计集团有限公司分析计算,再遇1954年洪水,长江中下游地区超额洪量相较于三峡等水库群建成前大幅减少,蓄滞洪区运用几率和损失大幅降低,亟需对蓄滞洪区布局进行优化调整。
三是中下游干流河道崩岸频发,影响防洪安全。
随着长江上游来沙减少以及三峡工程等控制性水库群的逐步建成,长江中下游水沙条件发生了很大的变化,下泄泥沙较蓄水前减少69%~93%,局部河势不断变化调整,导致河道崩岸仍时有发生,2017年11月江苏省扬中市长江干堤太平州指南村段发生崩岸,崩失主江堤440 m,同年4月湖北省洪湖市长江干堤燕窝虾子沟段窝崩75 m、崩宽22 m,吊坎高6 m,距堤脚最近只有14 m,严重危及保护区内人民生命财产安全。
据不完全统计,2003年以来中下游干流河道共发生崩岸险情1 000余处(以窝崩和条崩为主),崩岸总长度700多km,严重影响河势稳定,威胁防洪工程和沿江重要基础设施的安全。
2 后三峡时代长江防洪面临的主要问题
2.1 长江巨大的洪水来量与中下游河道安全泄量之间的矛盾依然突出
长江流域面积大、降雨量多、暴雨集中,形成的洪水峰高量大,持续时间长。
长江干流主要控制站宜昌、螺山、汉口、大通多年平均年最大洪峰流量均在50 000 m3/s以上。
长江上游干流寸滩、宜昌洪水往往持续20~30 d,中下游干流武汉、大通超过50 d,如遭遇流域性大洪水,其持续时间还会延长。
据统计,干流自寸滩至大通最大30 d洪量多年平均值在787亿~1 380亿m3。
经过多年防洪工程建设,长江中下游河道的安全泄量较以往有所扩大,但上荆江仍只能安全下泄60 000~68 000 m3/s,城陵矶附近的安全泄量约为60 000 m3/s,武汉约为70 000 m3/s,湖口约为80 000 m3/s。
后三峡时代水库群调节能力显著增强,但主要集中在长江上游地区,上荆江河道上游的洪水可以得到很好调节。
由于洞庭湖四水和鄱阳五河水库对洪水的调节能力有限,2017年7月,湘江等支流发生特大洪水,即使三峡水库将出库流量压减至8 000 m3/s,城陵矶河段的流量仍然达到60 000 m3/s;2020年洪水,尽管中上游水库群尽力拦蓄,大通水文站洪峰流量仍超过了1998年。
由此可见,即使在水库群全力拦蓄洪水的情形下,遇中下游大洪水时城陵矶至大通河段的洪水来量大于河道泄洪能力的矛盾依然突出。
2.2 水库调节成为洪水调度的重要手段
上世纪50年代,长江委就制定了“蓄泄兼筹、以泄为主”的防洪治理方针和“江湖两利”“左右岸兼顾、上中下游协调”的指导原则,这些方针和原则仍然适用于后三峡时代的防洪减灾,但蓄泄关系赋予了新的内涵,发生了显著变化。
泄的能力有所扩大,但有限;蓄的能力大为增强。
当年的蓄主要依靠天然湖泊和在中下游地区建立的蓄滞洪区以及河道槽蓄,其中中下游地区有2个最大的通江淡水湖——洞庭湖(容积约167亿m3)和鄱阳湖(容积约303亿m3),蓄滞洪区总蓄洪容积596亿m3。
后三峡时代在以上蓄的基础上增加的大型水库总调节库容[9]1 500余亿m3,其中防洪库容约800亿m3。
这些水库对洪水具有很强的调节能力,且调节运用方便、灵活,通过库群的联合调度,还可提高水资源的综合利用效益,实现防洪、发电、供水、航运等多赢。
水库群将成为后三峡时代洪水调节的重要和常规手段。
2.3 水库群调节能力与重点防洪目标和洪水主要来源区域错配,使长江防洪调度错综复杂
后三峡时代长江流域防洪的重点仍然是中下游地区,防洪目标主要集中在中下游地区。
由于受到地形地貌地质和人口分布等影响,控制性水库群大多建在上游地区,除三峡水库之外,调节能力大的水库主要集中在金沙江流域,洪水来源大且频繁的岷江、嘉陵江、洞庭湖四水和鄱阳湖五河水库群对洪水的调节能力相对不足,这些流域水库的防洪库容占该流域多年平均5—10月径流量的比值分别只有1.8%、3.9%、4.4%和3.8%。
金沙江、岷江、嘉陵江、乌江汛期(5—10月)来水分别占宜昌来水的33.6%、20.2%、16.2%、11.2%,但宜昌以上当前纳入联合调度的防洪库容占比分别为45%、2.6%、4.4%、2.1%,三峡水库占45.8%;洞庭湖四水汛期(5—10月)来水占汉口来水的20.7%,防洪库容占比则仅为7.9%。
由于水库调节能力与洪水来源不匹配,往往形成发生大洪水的地区水库调节不足,遏制洪源难度大,有调节能力的地区又没有发生洪水的局面。
由于长江流域暴雨洪水分布广、来源和组成复杂,洪水流程长,水文预报和洪水调度的难度大为增加,准确调节洪水过程需要更长的洪水遇见期和预报精度,也需要更为精细化的调度方案。
2.4 城陵矶附近地区是长江防洪的关键点和最难点
2020年洪水调度实践表明,在上游水库群尽力拦蓄洪水的情况下,三峡水库调洪水位达到167.65 m,但是城陵矶附近地区和鄱阳湖地区的防洪形势依然非常严峻,莲花塘水位站仍然。