把脈長江水資源
——三談長江流域防洪抗旱

主講人：陳進(jìn)

把脈長江水資源
——三談長江流域防洪抗旱

主講人：陳進(jìn)

長江防洪新形勢

?防洪永遠(yuǎn)都是長江的頭等大事，盡管隨著三峽等控制性水庫的建成，長江中下游防洪形勢大為改觀，但應(yīng)該認(rèn)識到長江防洪格局也發(fā)生了顯著變化，防洪風(fēng)險依然存在

長江防洪總體格局發(fā)生的主要變化

洪水蓄滯空間格局變化。1954年特大洪水來臨時，長江上沒有一座大型水庫，超量洪水主要通過堤防槽蓄在河道內(nèi)或者分洪、漫溢到周邊湖泊等低洼地區(qū)，當(dāng)時防洪手段除了加高堤防、分洪避險外，沒有水庫調(diào)控手段，而現(xiàn)在可以有計劃地將超量洪水調(diào)蓄在山區(qū)控制性水庫中。

當(dāng)年分洪或者洪水漫溢后，洪水退歸河湖需要較長時間，洪水淹沒面積大，滯留時間長，災(zāi)后恢復(fù)重建期長，而現(xiàn)在可以通過水庫群聯(lián)合調(diào)度，調(diào)整洪水蓄泄的空間分布，使防洪的主動性和靈活性顯著增強(qiáng)。1998年大洪水時，長江流域已經(jīng)建成大型水庫119座，總庫容達(dá)到904億m3，中小型水庫總庫容合計516億m3，各水庫對所在支流洪水都進(jìn)行了不同程度的調(diào)蓄，如丹江口水庫調(diào)蓄了漢江的5次洪峰，隔河巖水庫調(diào)蓄了清江的7次洪峰，柘溪水庫調(diào)蓄了資水的9次洪峰，五強(qiáng)溪水庫調(diào)蓄了沅江的9次洪峰。盡管這些水庫主要調(diào)蓄的是支流洪水，但起到與干流洪水錯峰的作用，使1998年沒有大規(guī)模使用分蓄洪區(qū)。

由于江湖關(guān)系變化、泥沙淤積和積極搶險等原因，盡管1998年洪水總規(guī)模沒有1954年大，但一些河段（枝城、沙市、監(jiān)利、螺山和九江站）和湖泊（洞庭湖和鄱陽湖出口）洪水位高于1954年，防洪形勢仍然十分緊張，災(zāi)害損失大，搶險和災(zāi)害重建費用仍然十分巨大。

長江中下游湖泊面積已經(jīng)永久性減少。1949年時長江中下游湖泊面積有25 825 km2，其中通江湖泊面積17 198 km2，到1977年，中下游湖泊面積已經(jīng)縮小到10 473 km2，比1954年減少60%，僅洞庭湖和鄱陽湖面積就分別減少了1 290 km2和1 460 km2，容積分別減少167億m3和80億m3，其他通江湖泊由于建閘控制也基本不再蓄滯長江干流的洪水。三峽水庫建成后，雖然增加了221.5億m3的防洪庫容，但抵不上60多年間中下游湖泊濕地蓄洪容積的減少，所以，即使三峽水庫投入運行，長江中下游仍然需要保留400億m3的分蓄洪區(qū)，只是隨著上游梯級水庫群的建設(shè)，到2030年可以減少到300億m3。

1954年和1998年洪水對比得出的防洪啟示

三峽水庫建成后，荊江河段防洪能力從10年一遇水平提高到100年一遇，而且中下游分蓄洪區(qū)使用的概率和規(guī)模顯著減小，但對于超過100年一遇的特大洪水仍然存在洪水時空分配的難題。1954年，長江洪水主要蓄滯在中下游低洼的洪泛區(qū)和河道內(nèi)，其中堤內(nèi)（江湖以外）蓄滯洪總量達(dá)1023億m3，而1998年堤內(nèi)蓄滯洪量僅100億m3左右，洪水蓄滯空間格局的變化不僅說明大型水庫發(fā)揮了作用，也說明堤防抵御洪水和人們抗洪搶險的能力大幅度提高。

通過兩場特大洪水的對比，得到以下認(rèn)識：

長江特大洪水頻率和規(guī)模變化不大，而河道及江湖關(guān)系受人類活動影響變化很大，河道槽蓄、水庫和分蓄洪區(qū)能力已經(jīng)發(fā)生巨大變化，超額洪水分配地點在三者間的分配格局大為不同。隨著三峽等山區(qū)控制性水庫的建成，100年一遇以下洪水蓄洪從中下游的防洪保護(hù)區(qū)向上游及支流大型水庫轉(zhuǎn)移，洪水壓力將主要由水庫和堤防承擔(dān)，水庫首當(dāng)其沖，對于水庫群防洪調(diào)度的要求越來越高。

由于傳統(tǒng)的防洪保護(hù)區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展迅速，即使在分蓄洪區(qū)內(nèi)分洪，淹沒損失和災(zāi)后重建費用仍然不小。

遇大洪水不分洪，而水庫的防洪庫容仍然有限，不得不使各類堤防維持高水位，守堤壓力大，一旦潰堤，損失會更大。

由于人類活動影響，特別是江湖阻隔、河道洲灘利用和圍湖造田等影響，不僅減小了江湖的槽蓄能力，而且影響長江及湖泊生態(tài)系統(tǒng)的健康。

長江中下游防洪出現(xiàn)的新情況、新難題

泥沙大幅度減少。從20世紀(jì)90年代以來，長江上游除金沙江外，干支流泥沙含量顯著減少，特別是嘉陵江減少幅度最大，到2002年以后，上游干支流泥沙輸移量全部減少，原因是水庫攔沙、侵蝕區(qū)降雨量減少、水土保持、天然林保護(hù)、河道采砂等綜合因素，多數(shù)是人類活動引起的，各因素占比多少尚不清楚，這種趨勢是長期性還是階段性也不確定?？梢灶A(yù)見，隨著上游梯級水庫群的建成和水土保持不斷加強(qiáng)，泥沙減少的趨勢還會持續(xù)百年以上。

水庫調(diào)度方案變化。長江控制性水庫大多數(shù)是季調(diào)節(jié)水庫，需要在汛后蓄水，汛后競爭性蓄水不僅影響水庫群的蓄滿率，也使中下游及兩湖地區(qū)提前進(jìn)入枯季，所以，三峽水庫建成后，調(diào)度方案已經(jīng)多次調(diào)整，與初步設(shè)計方案比較，主要變化為：汛期水位波動幅度增大，蓄水時間明顯提前，而且要求提高汛限水位的呼聲越來越大。提前蓄水對于保障三峽等上游水庫蓄滿率、減輕汛后集中蓄水、減輕對中下游影響和增加發(fā)電量等效果明顯，但對于水庫排沙不利，也會加重清水下泄影響。中小洪水的控泄調(diào)度雖然使中下游堤防不超或者少超警戒水位，減輕沿岸防洪壓力，但長期這樣調(diào)度將減少洪水上灘頻率，導(dǎo)致中下游河道萎縮，對河道及周邊湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)也不利。洪水多年不上灘還會激發(fā)洲灘的開發(fā)利用，影響行洪通道的暢通，容易使中下游民眾失去對洪水的警惕性，最終影響防洪安全。

分蓄洪區(qū)需要重新定位。歷次的長江防洪規(guī)劃都是以1954年洪水為對象，三峽水庫建成之前，估計需要492億m3的分蓄洪區(qū)容量，為了防御1870年大洪水，按照蓄洪總?cè)莘e627億m3考慮，在三峽水庫建成后，仍然需要保留400億m3。目前，100年一遇以下洪水基本可以不再使用主要分蓄洪區(qū)，給分蓄洪區(qū)的管理帶來難題。從抵御特大洪水來說，留有足夠的分蓄洪區(qū)是必要的，但分蓄洪區(qū)長期不使用，建設(shè)和管理成本高，經(jīng)濟(jì)上不一定合算，目前建成并使用過的主要分蓄洪區(qū)僅荊江和杜家臺兩個，其他分蓄洪區(qū)不是沒有達(dá)標(biāo)建設(shè)，就是在加速開發(fā)利用中，真正可供使用的分蓄洪區(qū)很少。

河道與堤防功能關(guān)系復(fù)雜。長江中下游河道與黃河的不同點是長江河道和岸坡底質(zhì)多為黏性、粉沙質(zhì)或者巖石，河床深，河道槽蓄量大，如荊江最大安全泄量可以達(dá)到56 700 m3/s，長江中下游河道最大槽蓄能力可以達(dá)到1 000億m3以上。問題是堤防作用的發(fā)揮與防洪壓力成正比，從理論上講，經(jīng)過60多年的堤防加固和建設(shè)，中下游主要堤防已經(jīng)達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，承載一段時間的警戒水位、短時間的保證水位，在安全上是有保證的，但三峽水庫建成后，中下游沿岸各地方政府和社會公眾希望三峽水庫發(fā)揮更大的防洪作用，減輕堤防防洪壓力，甚至希望堤防不超警戒水位，其好處是不需要大量人員上堤查險。然而，堤防長期不擋水并不是好事，不僅會退化堤防的功能，也會加重水庫防洪的壓力。

水庫群聯(lián)合調(diào)度的利益協(xié)調(diào)難。到2015年，長江流域已經(jīng)建成170多座大型水庫，大型水庫的防洪總庫容達(dá)到666億m3以上，到2030年，防洪庫容還會有所增加，水庫調(diào)洪蓄洪能力顯著提高，但水庫群聯(lián)合調(diào)度存在許多技術(shù)和管理難題：如防洪調(diào)度與發(fā)電等興利調(diào)度有矛盾；為了保證水庫群汛后蓄滿率，金沙江水庫從8月初就開始蓄水，到8月底，相當(dāng)多水庫的防洪庫容被興利庫容替代，水庫群存留的防洪庫容大幅度減少，后汛期長江防洪風(fēng)險增加。長江總防洪庫容僅是理論上的，其在不同時間和地點作用不同，將洪水科學(xué)調(diào)蓄在不同水庫中的風(fēng)險控制和責(zé)任分擔(dān)，管理和技術(shù)難度較大，需要平衡單個水庫的防洪與興利調(diào)度、水庫群之間的防洪調(diào)度與興利調(diào)度的關(guān)系。

山洪災(zāi)害防治形勢十分嚴(yán)峻。長江流域山丘區(qū)面積占比高達(dá)80%以上，山洪災(zāi)害面廣點多，許多農(nóng)民住房和道路等基礎(chǔ)設(shè)施建在危險的山洪溝邊，所以，每年因山洪災(zāi)害造成的人員死亡比例較高，山洪災(zāi)害防治的形勢依然十分嚴(yán)峻。

城市和湖區(qū)內(nèi)澇問題十分突出。由于城市地面發(fā)展快，地下排水系統(tǒng)建設(shè)落后、城市湖泊減少和水系不暢，城市內(nèi)澇成為“常見病”，而分布廣泛的農(nóng)村湖區(qū)由于圍湖造地（田）、圍湖養(yǎng)殖、亂修圩堤、抽排能力不足等原因，蓄洪空間不足，內(nèi)水（漬水）外水（河流）關(guān)系處理不當(dāng)，湖區(qū)內(nèi)澇問題依然突出。

長江防洪戰(zhàn)略及對策建議

?長江防洪基本原則仍然應(yīng)該堅持“蓄泄兼顧，以泄為主”，發(fā)揮堤防在防洪中的基礎(chǔ)性作用，做好分蓄洪區(qū)定位和管理，優(yōu)化水庫群調(diào)度，通過工程措施和非工程措施提高山洪災(zāi)害防治能力，提高城市應(yīng)急響應(yīng)能力和承澇能力

將洪水蓄在低洼的湖泊和分蓄洪區(qū)中，還是蓄在山區(qū)控制性水庫中，如何發(fā)揮堤防、水庫和分蓄洪區(qū)各自的作用，可供選擇的方案眾多，如何平衡流域整體防洪安全與地方利益，加速洪水下泄，平衡河湖洪水和內(nèi)澇關(guān)系也常常存在爭議，實際上是洪水風(fēng)險控制、轉(zhuǎn)移和利益分擔(dān)問題。根據(jù)長江防洪新形勢，提出如下對策建議：

保護(hù)好洲灘、分汊河道及江中島等行洪通道的暢通，使河道過流能力和槽蓄能力穩(wěn)定，發(fā)揮堤防在防洪中的基礎(chǔ)性作用。嚴(yán)格保留現(xiàn)有的湖泊，維護(hù)好1998年后“退田還湖”成果，洪水蓄在低洼的湖泊中比蓄在高處的水庫中更安全。

做好分蓄洪區(qū)定位和管理。限制已經(jīng)規(guī)劃的分蓄洪區(qū)土地開發(fā)利用，及早開展安全建設(shè)，建立運行管理制度，確定啟用條件，該使用時就使用，確保特大洪水來臨時分蓄洪區(qū)可用。

優(yōu)化水庫群調(diào)度，協(xié)調(diào)各方利益關(guān)系。盡快建立起洪水風(fēng)險分擔(dān)及利益補償機(jī)制，協(xié)調(diào)好水庫的防洪調(diào)度與興利、單個水庫與水庫群調(diào)度的關(guān)系，建立科學(xué)和公平的水庫群聯(lián)合調(diào)度效果評價和利益補償機(jī)制，規(guī)范水庫群聯(lián)合調(diào)度方案。

山洪災(zāi)害防治，從長遠(yuǎn)來看，在山洪災(zāi)害防治區(qū)應(yīng)嚴(yán)格規(guī)范土地開發(fā)方式，在山洪威脅區(qū)，應(yīng)逐步搬遷居民住房，推行山洪災(zāi)害保險制度，積極引進(jìn)社會資金參與山洪災(zāi)害治理和災(zāi)害重建。近期，仍然要進(jìn)一步完善降雨預(yù)報預(yù)警、通信、信息發(fā)布、避險、群測群防等非工程措施，特別要充分發(fā)揮基層干部動員能力，增強(qiáng)農(nóng)民避險保生命的防災(zāi)意識。對于城鎮(zhèn)、集中居民點、中小河流及難以實施搬遷避讓的重點山洪溝，在充分利用非工程措施基礎(chǔ)上，采取修建護(hù)岸和堤防等工程措施，提高抵抗山洪的能力。

利用“海綿城市”理念，因地制宜地加快城市水系連通和地下排水系統(tǒng)建設(shè)，建立基于GIS和水動力計算的分區(qū)設(shè)計暴雨條件下城市排水信息系統(tǒng)，及時發(fā)布漬水地點、持續(xù)時間和回避路線情況，提高城市應(yīng)急響應(yīng)和承澇能力。

長江的干旱形勢

?長江流域干旱特點、性質(zhì)和形勢與北方地區(qū)不同。云貴高原、四川盆地、重慶山丘地區(qū)、湖南衡邵山丘區(qū)、鄂北山丘區(qū)、河南南陽和贛南山丘區(qū)等地都是傳統(tǒng)干旱高發(fā)區(qū)域，川西及重慶地區(qū)、江漢平原、洞庭湖和鄱陽湖區(qū)、長江三角洲地區(qū)本來水資源總量豐富，但也容易出現(xiàn)伏旱

長江流域不僅洪澇災(zāi)害多，而且干旱及旱災(zāi)也不少，但干旱特點、性質(zhì)和形勢與北方地區(qū)不同。長江流域80%以上面積為山丘區(qū)，降水發(fā)生后，由于坡降大，包括大部分地下水都很快匯流出山口，流出本地區(qū)，當(dāng)降水停止一段時間，山地就開始出現(xiàn)旱情，中下游地區(qū)降雨主要匯入河湖等低洼地區(qū)，最后流入長江。如果當(dāng)?shù)赜姓{(diào)節(jié)水庫和渠道等水利設(shè)施，抗旱能力會顯著增強(qiáng)，可以抵抗中等程度的干旱。如果沒有足夠的水庫及灌渠或者提水設(shè)施，山坡地農(nóng)作物很快開始缺水，氣候干旱轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)業(yè)干旱。遇嚴(yán)重干旱，即使當(dāng)?shù)赜兴畮斓人O(shè)施，但由于較長時間不降雨，入庫徑流大幅度減少，再加上用水量增加，庫水很快不夠用，甚至出現(xiàn)干庫情況，這時干旱區(qū)很容易發(fā)生飲水困難，出現(xiàn)比較嚴(yán)重的旱災(zāi)。長江流域的云貴高原、四川盆地、重慶山丘地區(qū)、湖南衡邵山丘區(qū)、鄂北山丘區(qū)、河南南陽和贛南山丘區(qū)等地都是傳統(tǒng)干旱高發(fā)區(qū)域。云貴許多地區(qū)是喀斯特地貌，降雨很快進(jìn)入地下，地表土壤薄，植被差，保水條件差。在高山區(qū)，山高水低，提水成本高，水利工程建設(shè)、運行管理困難，總是存在工程性缺水問題。在長江流域相對多的地方，坡耕地一直種到山頂附近，人口也常常生活在高處，這些地區(qū)很容易發(fā)生旱災(zāi)。長江流域在夏天雨季過后或者出現(xiàn)空梅時，由于氣溫高，大地和植物蒸發(fā)量大，特別是在夏季梅雨過后，副熱帶高壓長時間地控制長江中下游地區(qū)，伏旱幾乎每年都在不同地區(qū)出現(xiàn)，給夏季糧食生產(chǎn)和人們用水帶來困難。長江流域川西及重慶地區(qū)、江漢平原、洞庭湖和鄱陽湖區(qū)、長江三角洲地區(qū)本來水資源總量豐富，但也容易出現(xiàn)伏旱。長江流域是我國最主要的水稻種植地區(qū)，水稻種植面積超過1 800萬hm2，需水和耗水量大，遇干旱年份或者干旱季節(jié)常常影響水稻的正常生長，農(nóng)業(yè)干旱頻繁發(fā)生。

長江流域大城市附近湖泊等天然水域水污染嚴(yán)重或者出現(xiàn)富營養(yǎng)化，許多大中城市特別是中下游地區(qū)的城市主水（當(dāng)?shù)厮┪廴緡?yán)重，嚴(yán)重依靠客水（上游水源），遇客水來量減少或者突發(fā)水污染事故，水質(zhì)性缺水問題突出，如果遇當(dāng)?shù)馗珊?，會加重旱?zāi)損失。

長江的抗旱戰(zhàn)略及措施建議

?工程措施和非工程措施綜合起來使用效果最好。中小城鎮(zhèn)和農(nóng)村等易旱地區(qū)除建設(shè)必要的水利工程，應(yīng)該建立干旱保險和政府救濟(jì)的綜合補償制度；城市需要建設(shè)備用水源地，且備用水源應(yīng)與嚴(yán)格的需求管理等應(yīng)急措施結(jié)合運用

人多地少的特點決定了干旱和旱災(zāi)發(fā)生不可避免，歷史上干旱及旱災(zāi)是常見現(xiàn)象?；ヂ?lián)網(wǎng)時代信息傳遞快，原來不受重視的干旱事件很快被大量報道，使社會感覺到長江流域發(fā)生干旱的現(xiàn)象比北方還多，實際上，北方干旱更嚴(yán)重，只不過北方農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城鎮(zhèn)生活已經(jīng)習(xí)慣于比較干旱的氣候環(huán)境，而水多的長江流域發(fā)生干旱似乎是不應(yīng)該的事。

解決干旱問題的方法也分為兩類，一類是工程措施，如新建水源（如水庫、泵站、機(jī)井等）工程、灌渠和田間灌溉系統(tǒng)，或者建設(shè)跨流域引調(diào)水工程。實際上，長江干流和主要支流不是沒有水，而是提水、抽水和修建灌渠成本高，或者水低田高，或者沒有配套灌渠。工程措施一般見效快，但成本高，對生態(tài)環(huán)境也有一些負(fù)面影響。另一類是非工程措施，如節(jié)水、改變農(nóng)作物結(jié)構(gòu)、建立旱災(zāi)保險等，不僅成本低，而且效果非常好，副作用少。兩類措施綜合起來使用效果最好。

長江流域多年平均降雨量有1 000 mm以上，絕大多數(shù)地區(qū)屬于濕潤地區(qū)，農(nóng)作物和水生生物習(xí)慣于多水環(huán)境，如果降雨量大幅度減少，干旱就會引起旱災(zāi)。一般大中城市都有比較可靠的水源地，人畜飲水不會有大問題，干旱影響最嚴(yán)重的是中小城鎮(zhèn)和農(nóng)村，容易造成損失的也是農(nóng)業(yè)，易旱地區(qū)除建設(shè)必要的水利工程保障農(nóng)村飲用水安全外，應(yīng)該建立干旱保險和政府救濟(jì)的綜合補償制度，使農(nóng)民遇旱損失減到最少。對于農(nóng)業(yè)干旱，通過建設(shè)蓄水和灌溉設(shè)施可以解決一般性干旱；遇嚴(yán)重旱情，由于范圍大，時間長，用水量大，干旱范圍內(nèi)的中小水庫、湖泊和塘堰都蓄不到水，可以通過水泵或者泵站抽取低處水，甚至打機(jī)井抽取地下水，修建集雨設(shè)施，如果仍然不能解決問題，只有損失一季作物，政府和保險公司給予損失補償。

城市缺水可以通過需求管理解決短時間的問題，但如果出現(xiàn)長時間缺水，不僅損失大，而且會引起社會不穩(wěn)定，所以，城市需要建設(shè)備用水源地，如新建水庫、恢復(fù)城市附近湖泊濕地水源地功能等。備用水源地規(guī)劃、建設(shè)和管理應(yīng)該注意以下幾個問題：①大城市，特別是超過500萬人口的特大城市，都應(yīng)該有多源的備用水源地。大城市人口分布在不同城區(qū)，每個主要城區(qū)不僅應(yīng)該有自己的單獨備用水源，還應(yīng)該有與其他城區(qū)相連接的供水管網(wǎng)，提高城市供水網(wǎng)聯(lián)合調(diào)度和分配的能力。②備用水源地規(guī)模要適度，不應(yīng)該與基本水源地規(guī)模一樣。備用水源主要保障在應(yīng)急情況下城市基本的用水需求，特別是人畜飲用水的需求，而不是整個城市的全部用水，避免不必要的浪費。③備用水源地不是次要水源，不能用水質(zhì)較差的水源地充當(dāng)，而應(yīng)該水質(zhì)更好，對備用水源地的保護(hù)要求更高。④備用水源地的運用主要是應(yīng)急的，不應(yīng)該作為常用水源使用。

在城市主要水源地出現(xiàn)問題時，不可能完全靠備用水源來解決全城的供水問題，而應(yīng)該與嚴(yán)格的需求管理等應(yīng)急措施結(jié)合運用。

抗旱管理應(yīng)該分級分類，首先應(yīng)該保證人畜飲用水，保證率一般要求達(dá)到99%以上，生活用水要求達(dá)到90%以上，工業(yè)用水一般只能達(dá)到80%以上，而農(nóng)業(yè)一般在75%左右，這樣，遇嚴(yán)重旱災(zāi)，可以將綜合經(jīng)濟(jì)損失減少到最小，在經(jīng)濟(jì)上比較合理。不提倡不計成本地抗旱，如農(nóng)業(yè)抗旱，雖然可以不計成本保障某地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不受干旱影響，但如果成本遠(yuǎn)大于一季糧食的價值，在經(jīng)濟(jì)上就不合理。干旱是自然現(xiàn)象，消滅干旱不可能，也沒有必要?？购倒ぷ鞑荒芤韵珊禐槟繕?biāo)，而是要有長遠(yuǎn)而綜合的抗旱規(guī)劃、嚴(yán)格的水資源管理、有效的應(yīng)急預(yù)案和快速的災(zāi)后重建等綜合措施，由單純的抗旱向干旱及旱災(zāi)管理轉(zhuǎn)變。

（主講人簡介：陳進(jìn)，水利部長江水利委員會長江科學(xué)院副院長，教授級高級工程師。）