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怎样对付百年一遇的洪水?

视知TV 08月14日 08:13

今年长江流域迎来了60年来最强降雨(403毫米/截至7月12),不仅超过惊涛骇浪的1998(358毫米),也超过了后来居上的2016(395毫米)。

 

情况有多严重呢?

 

截至7月186时,中央气象台已经连续40多天发布暴雨预警。江西婺源7月13前的总降水量接近两米,相当于一个月就下完了北京三年的雨(北京年平均630毫米)。

 

强降雨带来的汛情集中在长江中下游及沿江地区,422条河流发生超过警戒线的洪水,27个省、3873万人次,141人亡或失踪。

 

为什么直到今天,长江上的洪水还是这么难防?

 

首先我们复习一下中学地理。长江发源于青藏高原的唐古拉山主峰,是中国第一、世界第三大河,流全长6300公里,流域总面积180多万平方公里,涉及青海、四川、湖北、湖南、安徽、江苏等19个省、自治区和直辖市,其主要支流包括嘉陵江、汉江、岷江、湘江、赣江等。

长江在湖北宜昌市以上为上游,水急滩多;宜昌至江西湖口为中游,曲流发达,有著名的鄱阳、洞庭两湖;湖口以下为下游,江宽。

 

长江流域面积不到中国的1/5(18.8%),养育了中国1 /3的人口(4.59亿),生产出全国1 /3的粮食(32.5%),创造了全国1 /3的GDP。

但长江上的洪几乎从未间断。自公元前185年的汉初到1911年清末,长江中下游共发生214次较大洪,平均每十年一次。

 

在长江流域,洪水可能淹及的地区有15.38万平方公里,其中14.04万位于中下游,经济发达人口集中,一旦,代价十分惨重(上游云南、四川、贵州及重庆为1.34万)。

 

面对常年的长江水患,我国以“蓄泄兼筹,以泄为主”为总方针,建成了一整套综合防洪体系,措施包括堤防、水库、蓄滞洪区、河道整治和非工程措施等等。

首先,我们把洪水区域被分为三类:必须保障安全的防洪保护区(中下游流堤防保护区,洞庭湖区、鄱阳湖区重点堤垸,主要支流城镇及尾闾地区)、临时贮存洪水的蓄滞洪区(低洼地区及湖泊,分布在长江中下游流及部分支流)以及行洪区(尚无工程设施保护的洪水泛滥所及的地区)。

在防洪保护区,防洪的重点是修建堤坝。

1998年特大洪水之后,我国投入397亿元对长江堤进行加固维护,到2002年底,长江堤普遍加高1.5米-2.0米,堤身加宽4米-8米,成为可的屏障。目前,长江流域共建有堤防约3.4万公里(全流域流、支流与民垸支堤)。

其中,中下游3900多公里堤基达到规划标准(荆江大堤、无为大堤、汉江遥堤及沿江重点防洪城市堤防等为1级堤防,堤顶超高2米)。

 

这些堤防根据重要分为四个级别(1级堤防超1954年洪水位2.0米,2级及3级堤防1.5米,其他堤防1.0米),例如作为一级堤防,荆江北岸的荆江大堤全长182.4公里,高度高出1954年最高洪水位两米,保护着武汉、荆江等重要城市的上千万人口。

 

但大堤不能无限加高。由于洪水携带的泥沙淤积抬高河床,洪水期的荆江河段便会出现水面比大堤还高的地上悬河。大堤本身也会受到江水侵蚀,导致堤脚失稳甚至崩塌,因而需要不断加固。

 

因此,还需要水库对洪峰进行调节。

 

长江自1865年设置水位站,有记录以来最大的洪水是1954年的特大洪水。

因此,长江防洪规划和三峡水库设计均以1954年洪水作为防范对象,最险峻的荆江河段(长江自湖北省枝城市至湖南省岳阳县城陵矶段的别称,全长约360公里),则要对类似1870年的百年一遇大洪水有可靠对策。

 

按照2009年的《三峡水库优化调度方案》,三峡水库拥有221.5亿立方米的防洪库容,在科学调度的前提下,可帮助中下游地区抗击1998年级别的洪水,不用启动分洪区。

 

2020年第1号洪水期间,三峡水库为下游连“踩”5次“刹车”(下泄流量从3.5万立方米/秒降至1.9万立方米/秒),使城陵矶站水位显著降低。截至18日18时,三峡水库拦蓄洪水近100亿立方米,相当于700多个西湖。

 

在长江上游,我国还在建设可以联合调度的水库群,21座水库群的防洪库容将达363亿立方米(金沙江中下游的阿海、金安桥、溪洛渡、向家坝,雅砻江的锦屏一级、二滩,岷江的瀑布沟,嘉陵江亭子口,乌江的构皮滩、彭水等)。

如果按照流域阶梯统一调度,能有效帮中下游减轻洪水压力。

 

但水库也不能“包天下”,尤其当降雨集中在长江干流中下游时。一旦发生1954年级别的大洪水,长江中下游干流还有约400亿立方米的超额洪量需要妥善安排,但下流许多支流水库只能拦蓄本地洪水。

万一洪峰告急,就要启用分洪区,通俗理解就是“弃卒保车”。

 

长江中下游干流设计有42处蓄滞洪区,总面积约1.2万平方公里,可蓄纳洪水约590亿立方米,大致等于一个半的三峡大坝。荆江蓄滞洪区是长江中下游最重要的分洪区(总面积1444km2,有效蓄洪量80.6亿m3)。

 

当宜昌上游来水量远大于荆江河段的安全泄量时,公安、石首、松滋、荆州和监利五个地区将根据水量陆续打开闸门,引入洪水,从而降低沙市水位,确保荆江大堤、江汉平原安全,并减缓洪水向武汉推进的速度。

 

同时,这一区域有30万人需转移到安全区,剩余10万人转移到松滋、石首、荆州等地。因为分洪必然会让人民群众的财产受到损失,历来是慎之又慎。

1998年,在全民动员“保卫大武汉”、民众转移的背景下,我国领导人扛住重压,最终没有启用荆江分洪区。

 

需要说明的是,堤坝、水库和分洪,这些手段要相互兼顾与协调。举个例子,如果把洞庭湖口的城陵矶堤坝设计水位抬高到35.8米,那么它足以抵挡新中国建立以来的最高水位,但下游汉口地区的分洪量将高达244-330亿立方米,对武汉三镇非常危险。

因此,上游的支流水库、干流水库、中下游支流水库、河道、蓄滞洪区要合理统筹,这同样是一项极为复杂的工程。

 

三峡是水库群联合调度中的核心,相当于“总控制人”,其他水库群则要配合三峡进行调度。长江水利委员会每年都研究编制上游水库的联合调度方案,这一方案最终由上级主管部门批复。

 

而根据《防洪法》,具体的防汛抗洪工作由各级人民政府行政首长统一指挥,分级分部门负责。国务院设立国家防汛指挥机构,负责领导、组织全国的防汛抗洪工作,办事机构设在应急管理部。

 

随着各种设施、手段和管理的完善,中国的防洪抗洪能力已经有了长远进步。虽然这些年依然时常有洪水,但洪涝灾害造成的相对损失已经已经从上世纪90年代占GDP的2.3%降到现在的0.4%左右。

 

说完了防洪的硬件、软件和效果,我们再来说说问题。

 

有些现实也许不太乐观。例如在规划中,长江流域重要的蓄滞洪区对产业发展和人口都有严格限制。政府曾计划荆江、杜家台分洪区到2010年的人口分别为61.8万和13.5万,但到2016年,前者人口已有87万,后者更几乎翻了一倍(25.6万)。

 

还有一些蓄滞洪区被开垦成了田地,一旦使用,损失巨大(规划区中有700 多万人和大量耕地)。在城陵矶、武汉、湖口附近原本还规划有226亿~298亿立方米的蓄滞洪区,但至今建设滞后。

 

另一点让人担忧的是,原本可以分担长江洪水的湖泊、湿地大量减少。过度的围湖造田、房产开发,使“千湖之省”湖北的湖泊如今仅剩300多个。相比上世纪50年代,长江中游70%的湿地已经消失。

近年来,我们在洞庭湖平退堤垸、扩大调蓄面积(779平方公里),努力建设“海绵城市”,减少内涝。然而洪水对人的考验不会停止。

 

放眼人类文明的历史,洪水为人类带来富饶的冲击平原,人类也应该学会与水共处,让山野恢复植被,让城市涵养雨水,将过度开垦的湿地和湖泊还给自然。

 

最后,愿山河无恙,向战斗在一线的英雄和人民致敬。

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