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【中国水利】钮新强院士:构建适应新阶段高质量发展的长江防洪体系

来源:本站 | 作者:本站编辑 | 发布日期: 2022-03-22

长江是我国第一大河,是中华民族的母亲河,也是中华民族发展的重要支撑。长江流域面积占全国的18.8%,但流域内人口、粮食总产量、GDP均约占全国的1/3,是长江经济带发展、长三角一体化发展、成渝地区双城经济圈建设等国家战略的重要依托,在我国经济社会发展中具有十分重要的战略地位。

长江流域是我国洪灾频发区,特别是长江中下游平原区,洪灾频繁且严重,历来是中华民族的心腹之患。尽管目前流域防洪体系不断完善,洪水造成的人员伤亡显著减少,但经济损失却呈现增加态势,对经济社会发展的影响仍然十分巨大。防洪仍然是长江流域综合治理的首要任务,长江安澜是保障流域经济社会高质量发展的关键。

一、长江防洪现状与存在问题

经过长期建设,长江流域基本建成了以堤防为基础,三峡工程为骨干,其他干支流水库、蓄滞洪区、河道整治相配合,平垸行洪、退田还湖、水土保持等工程措施与防洪非工程措施相结合的综合防洪减灾体系,防洪能力显著提高。目前,长江中下游约3900km干堤已达规划防洪标准,洞庭湖区、鄱阳湖区重要堤防和主要支流堤防防洪能力明显提高;已建成包括三峡、丹江口在内的一大批有较大防洪作用的控制性水库,总防洪库容超过750亿m3,在拦洪削峰、减轻中下游防洪压力方面作用显著;中下游规划的42处蓄滞洪区可蓄纳超额洪水约590亿m3;对直接危及重要堤防安全的崩岸段和部分河势变化剧烈的河段进行了治理;实施了平垸行洪、退田还湖圩垸1400余处;城市防洪能力得到进一步提高;初步形成“高低分排、先田后湖、排蓄并重”的治涝体系;建成了一套基本适应当前防汛需要的水情信息系统,山洪灾害监测预警系统、管理法律法规等非工程措施正逐步完善。

目前,长江干流荆江河段防洪标准达到100年一遇,配合荆江地区蓄滞洪区的运用,可防御历史上发生的1860年、1870年特大洪水;城陵矶及以下干流河段通过干支流水库调蓄,考虑蓄滞洪区的运用,可防御新中国成立以来发生的最大洪水。
虽然流域防洪能力得到提高,但仍存在以下突出问题:

1.蓄滞洪区建设严重滞后

目前仅荆江分洪区、杜家台、围堤湖垸、澧南垸和西官垸等5处蓄滞洪区已建分洪闸进行控制;荆江分洪区、西官垸、澧南垸、围堤湖垸等4处蓄滞洪区基本完成了安全建设。总体来看,蓄滞洪区建设进展缓慢,尤其是安全建设严重滞后,建设过程中存在安全建设取土和征地困难、移民补偿标准低、群众搬迁意愿不强等问题,实施难度大。

2.洲滩民垸行蓄洪运用困难

长期以来,洲滩民垸堤防主要由当地群众自修自防,堤防防洪能力薄弱,安全隐患突出。2020年大洪水长江中下游洲滩民垸被动溃垸725个。部分洲滩民垸内仍有大量人口、耕地以及重要基础设施,缺乏通信预警和撤退转移等安全设施,一旦遇大洪水行蓄洪,人员转移困难。

3.中小型水库除险加固仍需加强

中小型水库大多建于20世纪50—70年代,受当时技术水平低、资金有限等影响,部分水库防洪标准偏低,存在安全隐患。小型水库监测设施有待完善,病害检测、加固材料及工艺等水库安全保障技术支撑能力仍显不足,水库安全运行风险突出。

4.部分城市防洪排涝能力较低

随着城市化进程推进,城市内人口、财富、重要基础设施集聚,城市防洪保护圈扩大,原有的城市防洪体系已不能满足防洪保安要求。同时城市化建设导致一些自然排水体系被破坏、调蓄水体空间被侵占,下垫面硬化严重,下渗能力降低,排涝设施建设滞后,应对类似郑州“7·20”极端暴雨排涝能力严重不足。

5.防洪非工程措施有待加强

极端天气事件下的水文监测能力、预报精度和预警时效需进一步提高;水工程联合调度信息化、智能化水平不高,广度和深度还需不断拓宽、加强;蓄滞洪区、洲滩民垸等行蓄洪空间长期管理薄弱,防洪减灾管理制度建设有待加强;洪水防御方案预案操作性和针对性仍需进一步增强。

二、长江防洪面临的新形势

1.经济社会发展对防洪的新要求

新发展阶段是中华民族伟大复兴历史进程的大跨越,长江流域防洪能力须与全面建设社会主义现代化国家的发展要求相适应。随着人民群众对洪涝灾害防御安全性的要求日益增长,流域防洪工程建设和管护标准应与现代化国家灾害承受能力相匹配。当前长江流域正处在城镇化的高峰期,社会财富、优质资源和人口向重要城镇高度聚集,需妥善协调城镇发展空间与行蓄洪空间的关系,提质升级防洪排涝体系,为长三角城市群、长江中游城市群、成渝地区双城经济圈城市群等提供高标准的防洪安全保障。

2.气候变化对防洪的新挑战

据政府间气候变化委员会(IPCC)的报告,近10年全球陆地和海洋表面温度平均温升相比工业化前增高了1.09 ℃。气温升高导致全球冰川消融、海洋蒸发加剧,强化了水循环。全球气候变化对长江流域降雨的影响持续显现,近年流域气候异常,极端暴雨事件频发,局部地区洪涝灾害明显增强,江源区冰川面积减少,冰湖溃决风险增加。2008年11月上中旬长江上游出现了历史罕见的晚秋汛,寸滩站洪峰流量相当于历史同期的200年一遇;2020年长江流域大洪水,四川省芦山站、绵竹站,湖北省建始站等20余县(市)日雨量突破当地历史极值;2021年汉江流域8月下旬至10月上旬发生9次强降雨,上游降雨量为有实测资料以来同期最大,丹江口水库累计入库水量为1969年建库以来同期最大,唐白河流域的鸭河口水库入库洪水洪峰流量18200m3/s,超过千年一遇。

3.洪水特性发生新变化

人类活动影响造成长江流域洪水“产流—汇流—演进”特性发生改变,特别是大规模城镇化导致流域下垫面条件剧烈变化,产流速度加快,产汇流特性发生变化;工程建设导致河道渠化,河道洪水传播规律发生变化。上游干支流控制性水库群投运后,江湖关系发生新变化,对洪水特性产生影响。随着沿江沿湖排涝能力不断加大,支流和区间洪水更快向干流汇集,长江干流防洪压力加大。

三、新阶段高质量发展对长江防洪体系构建的要求

党的十九大明确了全面建设社会主义现代化国家的战略安排和宏伟蓝图。以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,按照“两个坚持、三个转变”的防灾减灾救灾理念和防范化解重大风险的有关部署,对表对标高质量发展的要求,坚持以人民为中心,统筹发展和安全,建成现代化的长江防洪体系,保障长江安澜。

适应新阶段高质量发展要求的长江防洪体系具有以下特征:

1.防洪标准层次化——建立保护对象不同层级的防洪标准体系,重要保护对象高标准保护流域防洪保护

对象众多,其重要性差异大。在流域统一规划、统筹协调下,按照确保重点、兼顾一般的原则,系统确定防洪保护对象分层级的防洪标准。对于人口规模大、发展水平高的重要保护对象,按对标世界发达国家的要求确定防洪标准,做到遇标准内洪水确保安全,遇超标准洪水有对策,不至于造成重大人员伤亡。

2.防洪工程系统化——防洪工程体系建设完备、防洪工程品质高

按照洪水发生和演进规律,“拦、分、蓄、滞、排”多措并举,建成堤防、水库、蓄滞洪区、河道整治、平垸行洪退田还湖等组成的系统完备、安全可靠的流域防洪工程体系。结合保护对象经济社会发展趋势,提升防洪工程等级,防洪工程建设与水生态修复、水景观提升、水文化传承等需求融合。

3.防洪调度智能化——以前沿科技驱动建成智能化的流域洪水防御系统

融合智能感知、移动互联网、大数据、人工智能、云计算等先进技术,以数字化场景、智慧化模拟为支撑,全面建成具有“预报、预警、预演、预案”功能的流域洪水防御系统,实现洪水预报精准化、调度决策智能化。

4.防洪管理现代化——管理制度完备、管理手段先进,实现控制洪水向洪水管理转变

依法治江防洪法规体系全面建立,以洪水调度方案、防汛抢险预案为核心的方案预案体系全面编制完成。建立洪水风险管理制度,洪水风险管理全面融入国土空间管控,管理手段现代化,洪水风险观念深入人心,实现人水和谐共处。

四、新阶段长江防洪体系建设的重要举措

统筹长江流域新老防洪问题,坚持系统观念,加强全局性谋划、战略性布局,与国家水网构建相结合,聚焦防洪基础设施的薄弱环节,补齐防洪工程短板,系统完善流域防洪体系,高标准高质量建设现代化长江防洪体系。

1.科学提升洪水防御标准

长江防洪体系构建锚定现代化建设目标,到2035年,基本建成现代化长江防洪体系,防洪薄弱环节全面解决,病险水库安全隐患全面消除,流域洪水防御能力显著提升,洪涝灾害损失显著降低;到2050年,建成与现代化强国相适应的长江防洪体系,实现标准洪水防御保安全、超标准洪水防御有对策、应对洪涝灾害有韧性,打造洪行其道、惠泽人民的安澜长江,为流域经济社会高质量发展提供防洪安全坚实保障。

①提升堤防防洪标准。现状长江干流堤防标准是2008年《长江流域防洪规划》根据当时的经济社会发展情况和防洪保护对象的重要性确定的。随着经济社会高速发展,目前区域内人口、财富、重要基础设施等发生了较大变化,对防洪保安要求更高。应结合经济社会发展新形势和区域发展战略新布局,全面开展沿江干堤保护区防洪标准和防洪能力复核,对与经济发展水平不相适应的堤防进行提质升级,建设高品质堤防。

②提升中小型水库洪水标准。引入风险评价技术,根据水库所在流域位置和坝型、坝高、库容,以及水库失事可能对下游地区造成的人员伤亡和经济损失、环境破坏等灾害后果,评估水库风险等级,复核中小型水库洪水标准,提高高风险等级中小型水库的防洪标准。

③提升城市防洪排涝标准。世界发达国家重要防洪保护区防洪治涝标准都较高,如美国纽约防洪标准150年一遇、日本东京防洪标准200年一遇。长江流域重要防洪保护区内人口密集、经济规模大,但多数城市现状防洪能力不足100年一遇,部分重要基础设施和工业园区保护堤防仍为4~5级。对于城镇化水平高、经济发展态势好的重要防洪保护区,应在协调流域防洪的基础上,系统性提高防洪治涝标准,提升防洪工程等级,增强极端天气洪涝风险应对韧性。

2.系统完善防洪工程体系

按照“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,完善现代化流域防洪工程体系,提高河道泄洪能力,增强洪水调蓄能力,确保分蓄洪区分蓄洪功能。

①推进蓄滞洪区建设,确保洪水“分得进、蓄得住、退得出”。推动杜家台、华阳河、康山等蓄滞洪区工程和安全建设。分类型分区域探索蓄滞洪区建设管理模式,加强产业结构调整,积极发展生态农业、旅游观光产业,鼓励农业土地流转;加强政策引导,控制蓄滞洪区人口增长并有计划地外迁。对于城市附近蓄滞洪区,可探索以“质量”换“数量”模式促进蓄滞洪区建设。

②推进洲滩民垸分类治理,实现“不碍洪、稳河势、保民生、促发展”的目标。对有重要基础设施和大量人口的洲滩民垸,可研究调整为防洪保护区;对无重要基础设施、有大量人口的洲滩民垸,设定一定的保护标准,参照蓄滞洪区进行建设管理;对其他洲滩民垸,实施“平垸行洪、退田还湖”。结合乡村振兴、生态移民等政策引导,逐步减少洲滩民垸内的人口数量。

③加强病险水库系统治理,守住水库安全底线。考虑水库失事对下游地区的影响,研究提高“三类坝”安全评价防洪复核的洪水标准,制订水库除险加固相关勘察设计规范,构建水库安全鉴定—除险加固—后评估的全过程管理体系,完善水库大坝除险加固机制。

④系统构建城市防洪排涝体系,提升城市洪涝防御能力。加固城市防洪封闭圈堤防,结合区域发展战略和都市圈发展规划,谋划构建城市群大防洪保护圈。遵循“海绵城市”理念,因地制宜加强城市排涝建设。对于山区型城市,实施山洪截排系统,建设“高水高排、低水低排”的城市分区治涝体系。对于平原河网型城市,打通江—湖、港—湖、湖—湖阻隔,充分发挥河湖调蓄作用,建设面向蓄排协调的“大海绵”雨水消纳系统。

3.科技赋能洪水防御体系

加强现代先进技术在暴雨洪水监测预报、洪水调度、防洪决策、防洪工程管理等方面的应用,优化水工程联合调度,充分发挥防洪工程体系的作用。

①强化暴雨洪水监测预报,提高水文预报精度。建设技术先进、信息协同的水文监测预报体系,提高灾害性天气监测预报水平,提高暴雨洪水预报精度,延长预见期。

②扩大纳入联合调度的水工程范围,优化联合调度方式。2021年纳入流域水工程联合调度的水工程有107座,今后逐步扩大纳入联合调度的水工程范围,科学合理、滚动优化水库群、蓄滞洪区、洲滩民垸、涵闸泵站等防洪工程体系联合调度方式。

③提升防洪智能化水平,全面实现“四预”。推进长江流域水工程防灾联合调度系统和数字孪生长江建设,构建信息完整、价值量高、同步更新的智慧流域数据底板,建立“水文精准预报—洪水精细模拟—防汛智能决策”的核心技术体系。

④开展洪水资源利用,充分发挥综合效益。在保证防洪安全前提下,发展基于风险防控的流域控制性水库汛期运行水位协同浮动运用技术,探索部分有条件的蓄滞洪区、洲滩民垸、闸控湖泊群洪水资源利用方式。

4.依法健全洪水管理制度

建立严格的洪水风险管理制度,尊重自然规律,有效协调人与自然的关系,给洪水以出路。

①强化国土空间风险管控,规范国土开发行为。完善国土空间规划背景下的行蓄洪空间确权划界,建立流域洪涝灾害风险区划图,统筹发展和安全,推进洪涝灾害社会化管理,严格管控高风险区建设项目,指导经济社会发展布局。

②健全法律法规及相关制度,完善依法治江体系。推进防洪法等基础性法律修订工作,积极推动蓄滞洪区管理条例、长江流域洲滩民垸管理条例等法规制定出台。对蓄滞洪区和洲滩民垸进行常态化补偿,建立防洪受益地区对口横向补偿机制,建立健全行蓄洪运用补偿制度,研究洪涝灾害保险制度,探索蓄滞洪区和洲滩民垸民生保障新路径。

③提高综合管理能力,健全防洪预案体系。完善洪涝灾害、河道崩岸、水利工程重大质量与安全事故等突发水安全事件的应急响应机制;修订流域防洪应急预案,加强防汛技术培训和应急演练,强化队伍建设,逐步实现管理手段现代化;开展公众防洪减灾知识教育和技能培训,进一步增强社会大众防范洪涝灾害的意识和能力。

五、展望

长江防洪事关流域人民群众生命财产安全,事关流域经济社会高质量发展大局,事关全面建设社会主义现代化国家伟大事业全局。坚持全流域“一盘棋”,正确把握流域防洪面临的新形势新变化,全面科学提升防洪标准,系统完善防洪工程体系,依法健全洪水管理制度,构建适应新阶段高质量发展的长江防洪体系,为全面建设社会主义现代化国家筑牢防洪安全屏障。


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