变化条件下长江下游地区防洪问题与韧性提升对策.pdf
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1、Mar.2024 NO.3 VOL.342024年3月 第3期 第34卷中国防汛抗旱CHINA FLOOD&DROUGHT MANAGEMENT特邀主编专栏GUEST EDITOR-IN-CHIEFS COLUMN变化条件下长江下游地区防洪问题与韧性提升对策胡庆芳1,2方长风3苏鑫1杨富宝4朱大伟5(1.南京水利科学研究院 水灾害防御全国重点实验室,南京210029;2.长江保护与绿色发展研究院,南京210098;3.南京市溧水区水务局,南京211200;4.安徽省水利水电勘测设计研究总院股份有限公司,合肥230088;5.江苏省水利水电规划设计研究院有限公司,扬州225217)摘要:长江下游
2、地区圩区广布、城镇众多、水网稠密,汛期受长江上中游来水、长江口及沿海高潮和本地暴雨共同威胁。目前,该地区形成了以江河湖海堤防为基本屏障,以水库、湖泊和蓄滞洪区为洪涝调蓄空间,以长江及区域主要河道为洪涝行泄通道,各类闸站相配套的防洪治涝工程体系。但近年来长江流域大洪水事件表明,长江下游防洪工程薄弱环节仍然明显,蓄泄矛盾突出,空间统筹治理和工程协同调度不足,灾害风险预防管控存在盲区,同时还面临着气候水文和经济社会条件双重变化的复杂形势。为强化长江下游地区洪涝灾害风险集成调控、提升应对大洪水的韧性,需在稳固长江干流防洪屏障和行洪主通道的基础上,科学优化各水系洪涝蓄泄格局、加快补齐防洪基础设施短板、促
3、进洪涝治理空间均衡协调、加强洪涝灾害风险管控预防、提升防洪管理智慧化水平。同时,还应针对长江下游地区重大防洪科技问题开展系统深入研究。关键词:变化条件;洪涝灾害;风险集成调控;韧性提升;对策;长江下游中图分类号:P426.616;TV87文献标识码:A文章编号:1673-9264(2024)03-01-07DOI:10.16867/j.issn.1673-9264.2024072胡庆芳,方长风,苏鑫,等.变化条件下长江下游地区防洪问题与韧性提升对策J.中国防汛抗旱,2024,34(3):1-7.HU Qingfang,FANG Changfeng,SU Xin,et al.Flood issu
4、esand resilience enhancement strategies in the lower reaches of the Yangtze River under changing environmentJ.China Flood&Drought Management,2024,34(3):1-7.(in Chinese)收稿日期:2024-03-05第一作者信息:胡庆芳,男,博士、正高级工程师,E-mail:hqf_。基金项目:国家重点研发计划资助项目(2021YFC3000105);国家自然科学基金资助项目(52309026);中央级公益性科研院所基本科研业务费经费资助项目(Y
5、523005、Y523007);江苏省水利科技计划项目(2020034)。0 引言随着生产力和科技水平进步,人类应对洪涝灾害的能力不断提升。然而,洪涝灾害仍是全球最主要的自然灾害之一,特别是极端洪涝灾害应对面临重大挑战。据 Nature统计,20002018年暴露在洪水威胁中的人口占全球总人口比例增加了近1/4,且预计未来仍将持续增长。新中国成立以来,我国防洪减灾成就举世瞩目,特别是七大流域防洪规划批复实施以来,防洪减灾进程全面加快。目前大江大河基本具备了防御 1949 年以来最大洪水的能力,近10 年来洪涝灾害对经济社会的冲击影响程度总体明显下降。然而,暴雨多发频发的基本气候特征和人口经济要
6、素高度聚集于江河轴带及沿海的国土开发格局,决定了洪涝必然是我国面临的主要自然灾害之一,并且我国防洪治涝工程体系仍存在短板。同时,未来流域暴雨洪涝情势可能向更不利方向发展。一方面,在全球变暖背景下,极端气象水文事件趋多增强,近年接近或突破历史观测纪录的暴雨洪涝事件时有发生,联合国政府间气候变化专门委员会预测,包括我国在内的东亚地区强降水频率或强降水雨量占总降雨量比例在未来可能增加,到21世纪末20年一遇的24 h 降雨量可能变成 5年一遇到 15年一遇事件。另一方面,随着城镇化及区域一体化进程推进,局部地区人口和财富密度大幅度增加,但洪涝调蓄空间不断减少,人水矛盾更加尖锐,加剧了洪涝灾害威胁。1
7、Mar.2024 NO.3 VOL.342024年3月 第3期 第34卷CHINA FLOOD&DROUGHT MANAGEMENT中国防汛抗旱特邀主编专栏GUEST EDITOR-IN-CHIEFS COLUMN长江下游地区是长江流域重要组成部分和经济重心,也是我国经济社会发展水平较高和最具活力的地区之一,在国家现代化建设大局中具有至关重要的战略地位。然而该地区属于暴雨洪涝多发地区,汛期受长江上中游过境洪水、沿海高潮位和本地暴雨共同影响。长江下游地区河网纵横、湖泊密集,但平原洼地面积广阔、地势总体低平,洪涝调蓄能力总体不足,蓄滞洪区运用难度大、堤防存在险情隐患,同时流域与区域、区域间统筹治理
8、不足,灾害风险预防和管控存在盲区。2016年、2020年长江流域大洪水等事件给长江下游地区造成了很大影响,表明洪涝灾害仍是威胁当地公共安全、制约高质量发展的重大因素。针对全球及区域气候变化、长江水沙情势持续变化、快速城镇化和区域一体化并存的复杂背景,解析长江下游地区防洪存在的问题,总结增强防洪韧性的主要对策,提出亟待开展研究的重大科技问题,对于保障该地区防洪安全、促进高质量发展具有重要支撑作用。1 长江下游地区基本情况1.1 自然地理条件长江干流自湖口至入海口为下游,长约938 km,大通站以下约600 km为感潮江段,主要涉及上海、江苏、安徽、浙江 4 省(直辖市),同时还包括湖北和江西两省
9、小部分(图1),总面积约12万km2。长江下游自然河湖与人工水系交织,其中左岸汇入长江干流的河流有皖河、巢湖水系、滁河等,右岸有青弋江、水阳江、秦淮河和太湖水系等。淮河也有部分水量在左岸扬州三江营汇入长江,京杭大运河在扬州与镇江之间穿越长江。同时,该地区还是中国淡水湖群分布最集中地区,我国五大淡水湖的太湖、巢湖及华阳北1 7750湖泊河流省界长江下游城镇高程/m江苏省安徽省江西省浙江省上海市900图1 长江下游地区地理位置、地形和水系河水系湖泊、菜子湖、石臼湖等面积100 km2以上的湖泊均位于这一地区。境内分布着苏皖沿江平原和太湖平原,地势总体低平,大部分海拔在50 m以下、一般为5100
10、m。长江下游属亚热带湿润季风气候,四季分明、雨热同期。年降水量1 0001 400 mm。降水量年内时程分布不均,主要集中于汛期(510月)。1.2 经济社会情况长江下游地区是近代我国工业发祥地,新中国成立后沿江两岸成为我国经济发达地区。改革开放以来,该地区成为我国人口最密集、经济最发达、城镇化水平最高的地区之一,是“一带一路”、长江经济带发展、长三角区域一体化战略的交汇点,在国家现代化建设大局和全方位开放格局中具有举足轻重的战略地位。该地区的上海市是我国最大经济中心和重要国际金融中心城市,属超大城市。江苏省沿江地区GDP占全省比重接近80%,科技研发投入、战略性新兴产业、高新技术企业数比重均
11、达到全省的85%左右。安徽省沿长江地区已汇聚了全省 70%的新兴产业基地、80%的高新技术企业、90%的上市公司,是全省发展水平最高、创新活力最强、增长潜力最大的地区。长江下游拥有超大城市上海,特大城市南京、杭州,型2Mar.2024 NO.3 VOL.342024年3月 第3期 第34卷中国防汛抗旱CHINA FLOOD&DROUGHT MANAGEMENT特邀主编专栏GUEST EDITOR-IN-CHIEFS COLUMN和型大城市合肥、无锡、苏州、常州、南通等及大量中小城市,小城镇星罗棋布,城镇分布密度是全国平均水平的4倍左右,常住人口城镇化率已超过70%。城镇间联系密切,区域一体化进
12、程较快,目前已形成上海大都市圈、合肥都市圈、南京都市圈、苏锡常都市圈4个城市经济圈。1.3 洪涝灾害特征长江下游地区,特别是沿江地区地势低平、水系纵横,江淮巨量过境洪水、区间暴雨洪涝、风暴潮增水相互叠加,上下游、干支流、流域间洪水相互顶托,极易造成洪涝灾害。新中国成立以来,1954年、1991年、1998年、2020年的长江大洪水和1999年、2016年的太湖特大洪水,以及1956年、1994年、1997年、2000年台风等,均造成了严重灾害损失。长江下游地区大洪水可分为两类:一种类型为长江流域性大洪水,是因暴雨笼罩面积大、持续时间长、上中下游雨季相互重叠、干支流洪水遭遇,形成了长江峰高量大、
13、历时长、灾害严重的大洪水或特大洪水。如1954年大洪水期间,安徽省安庆、芜湖地区先后溃口13处,境内长江两岸全部受灾,全省被淹农田60.6万hm2,被淹房屋185万间,受灾人口达514.3万人;江苏省被淹农田31.9万hm2,江心洲除扬中县外,全部淹没行洪,灾情惨重。另一种类型为区域性大洪水,是某些支流或干流某一河段发生强度特别大的集中暴雨,形成洪峰高、历时短、短时段洪量大的大洪水,造成某些支流或干流局部河段受灾。此外,山丘区可由短历时、小范围大暴雨引起突发性洪水。长江三角洲地带受风暴潮威胁,1931年、1933年、1949年、1981年和1983年受台风影响均遭受不同程度灾害,如受9711号
14、台风“温妮”影响,上海市出现台风、暴雨和天文大潮“三碰头”局面,全市大小河流普遍超过或接近历史最高潮位,全市受灾农田面积5万hm2,受灾人口15.34万人,死亡7人,影响飞机航班135个。长江下游平原区是流域易涝区主要分布地带之一。汛期遇暴雨时,平原圩区大量积水受江河洪水顶托而不能自流外排,甚至有大量客水汇入圩区,而圩内蓄涝能力又不足,常因排涝不及时而致涝成灾,大水年份农田涝渍灾害损失严重。长江干流大通站以下,排水还受潮水位影响,高潮时段遭遇圩区强降雨,排涝不畅也会致涝成灾。同时,随着长江下游地区城镇化进程快速推进,城镇排水能力不足的问题显现,近年城市内涝灾害也较多发。2 存在问题与面临形势长
15、江下游地区是长江流域防洪治理重点地区。新中国成立以来,各省(直辖市)贯彻“蓄泄兼筹、以泄为主”的基本方针,通过加高加固堤防、整治河道,建设蓄滞洪区,兴建水库、水土保持等工程措施及加强洪水调度管理等非工程措施,综合治理洪患。在三峡水库等长江上中游骨干防洪工程建成的基础上,长江下游地区形成了以江河湖海堤防为基本屏障,以水库、湖泊和蓄滞洪区为调蓄空间,以长江及区域骨干河道为洪涝行泄通道,各类闸站相配套的防洪工程布局,对当地经济社会持续稳定发展起到巨大保障作用,通过了多次流域、区域性大洪水考验。但长江下游地区山丘平原兼具、圩区广布、城镇众多、水网密布,且同时受江河湖海洪水(潮)及山洪、内涝威胁,洪涝治
16、理十分复杂。2020年长江流域大洪水等的防御实践表明,长江下游地区防洪体系尚存在明显薄弱环节和短板,同时还面临气候变化、长江干流水沙形势调整和区域一体化发展等新形势。2.1 存在问题(1)堤防存在短板,影响防洪屏障稳固性。长江下游干流1 800 km堤防已按规划全线达标,但部分江段堤身、堤基和穿堤建筑物尚存在隐患。在高洪水位时,易发生散浸、管涌、漏洞等险情。同时,受近年长江干流水沙条件变化影响,下游局部河势不稳,堤岸崩坍、主流摆动、支汊发展、切滩撇弯时有发生,威胁江堤安全。20132018年,安徽、江苏两省崩岸长度98.103 km、占岸线总长的4.3%,崩岸主要发生在安徽安庆市、马鞍山市和江
17、苏省扬中市等河段。此外,长江下游部分区域连江支堤、湖区圩堤防洪能力偏低。同时,面广线长的支流堤防存在基础薄弱、堤身质量较差的问题,达标建设进度较缓慢。目前青弋江、水阳江等支流堤防达标率均较低。(2)洪涝外排不畅,“关门淹”尚待破解。长江是集水面积广袤、沿程众多支流汇入的巨型河流,上中游来水虽受三峡等水库群及鄱阳湖、洞庭湖等调节,但在发生流域性大洪水或遭遇河口高潮时,下游干流仍易长时间高水位运行,并与沿江各支流水系暴雨洪水恶劣遭遇,导致通江河湖洪水外排受阻甚至发生倒灌,形成“关门淹”。巢湖、滁河及黄浦江等水系均存在此类问题。同时,沿江若干水系洪水外排骨干通道自身也存在标准不足、运用困难且缺乏抽3
18、Mar.2024 NO.3 VOL.342024年3月 第3期 第34卷CHINA FLOOD&DROUGHT MANAGEMENT中国防汛抗旱特邀主编专栏GUEST EDITOR-IN-CHIEFS COLUMN排动力辅助的问题。如2020年大洪水期间巢湖泄洪通道裕溪河险情不断,牛屯河分洪道也极难运用,没有发挥骨干泄洪通道应有的作用。青弋江、水阳江、滁河干流也存在泄流能力不足、部分闸站阻水严重的问题。(3)洪涝调蓄空间不足,加剧蓄泄矛盾。由地形及气象水文条件决定,长江下游各水系洪水普遍易涨难消,大量洪涝需通过湖库、蓄滞洪区甚至圩口调节。但水库只能控制山区部分洪水,某些地区甚至无大中型水库。而
19、长江下游湖泊面积和数量则总体发生萎缩。19752015年,皖中平原湖泊数量从56个减少至49个,面积从2 907.5 km2下降至2 487.2 km2。与此同时,蓄滞洪区建设总体滞后,不能达到“分得进、蓄得住、排得出、人安全”的要求,难以适时适量分蓄洪水。而随着经济社会快速发展,建设用地规模和防洪保护区范围不断扩大,一些地区还大量实施联圩并圩或建设高标准圩区、城市包围圈,不仅减少了可滞蓄洪涝的空间,还导致排水压力增加。因此,超额洪水安排问题比较突出,难以应对超标准大洪水。(4)统筹协调治理不足,空间矛盾突出。跨省河湖治理标准不匹配,治理进程不协同。长江下游分布着水阳江、滁河、太浦河、吴淞江、
20、石臼湖、太湖等跨省河湖。不同行政单元防洪治理标准不匹配、进程不同步,利益诉求有别,易引发和加剧地区间矛盾。排涝与行洪不协调,圩区治理与区域治理不协调。太湖流域等水系高标准圩区和城市包围圈排涝动力快速增长,甚至形成排水“集群”效应,超过了区域骨干河道承受能力,导致洪涝风险无序转移。水利工程群联合运用不足。各水系已形成大规模防洪工程体系,但工程联合调度仍较薄弱,同时防洪、供水、航运、生态等多目标统筹不足,影响整体效益发挥。(5)灾害风险预防管控存在盲区。快速城镇化进程中,洪涝风险源头控制不力,土地利用剧烈变化、城市及其毗邻区甚至更大范围不透水地表面积显著增加,洪涝压力增大。以太湖流域为例,1997
21、2020年,流域耕地面积共减少了7 879.7 km2(以水田面积减少为主),而建设用地增加了 5 826.7 km2,两者相对变化幅度分别达到了-52.2%和88.2%。在2020年土地利用条件下,遭遇100年一遇“91北部”流域设计暴雨,30 d设计洪量较1997年土地利用增加7%。国土空间开发利用布局不合理,未有效落实量水发展,人口经济要素持续向低洼地带转移甚至集中,部分蓄滞洪区、洲滩长期管理薄弱,承灾体脆弱性可能增加。河湖开发不合理,河湖岸线高强度开发、水域空间萎缩、水系连通性下降。多要素全覆盖的暴雨洪涝立体监测监控体系尚未建成,极端气象水文事件精准及时预测预报困难。2.2 面临形势(
22、1)防洪减灾方略正在深刻转变。当前,中外各国正加快由工程防灾向综合防灾转变。为更好应对极端暴雨洪水,国际上世界气象组织提出了集成性洪水管理理念并持续更新。而我国近年则提出了“两个坚持、三个转变”的防灾减灾新理念,致力于建立防灾与救灾相结合、常态减灾与非常态救灾相统一的综合灾害管理模式。在治理方略上,强调通过洪涝灾害系统的整体演化与耦合作用,实现上下游、左右岸、干支流全域协调和灾前、灾中、灾后全过程管控。在治理措施上,强调从工程、科技、管理等维度提出针对洪涝灾害的全方位解决方案,以提升全社会应对洪涝灾害的韧性。(2)未来洪涝灾害情势更复杂。受全球变暖和大规模城市化等影响,长江下游地区极端气象水文
23、事件将趋多增强。大范围或局地性暴雨事件发生概率和强度可能增加;长江口海平面持续上升将加剧河口风暴潮灾害和沿江高潮位顶托;长江来水含沙量持续偏少将引发长时期冲刷,影响下游河势和堤防安全;随着经济社会发展水平继续提高和区域一体化进程推进,部分地区开发建设强度将进一步提高,下垫面条件及产汇流规律仍将发生变化。(3)防洪治涝安全保障要求更高。近年来,国家深入实施长江经济带发展、长三角区域一体化发展等重大发展战略,引领和推动实现经济社会高质量发展,对长江流域防洪保安提出了更高要求。2016年印发的 长江经济带发展规划纲要 明确提出建立健全防洪减灾体系,要加强干支流河道崩岸治理、堤岸加固和清淤疏浚,推进重
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