葛江涛：“后三峡”时代的长江水患

    7月20日，流量达到每秒7万立方米的洪峰顺利通过三峡大坝。这也是三峡水库自去年基本建成之后迎来的第一次特大洪水。洪水经三峡大坝拦截后，出库流量减少到4万立方米每秒。
    中国长江三峡集团公司董事长、党组书记曹广晶在接受本刊记者采访时说，这次洪水的峰值虽然比1998年、1954年更大，但是持续时间并不长，洪水总量并不大，对三峡枢纽工程来讲完全可以从容应对，“对下游防洪而言，三峡可以起到一个非常好的控制作用”。
    一直以来，外界对于三峡工程都存在一定争议。而此次上游峰值超过1954年、1998年的洪水显示了三峡工程在防汛抗洪方面的重要作用。
    历经17年完成的三峡工程的确令整个长江的防汛抗洪形势发生了改观。例如历史上饱受洪水困扰的荆江地区遇百年一遇洪水可不分洪，遇千年一遇洪水可避免发生干堤溃决的毁灭性灾害。
    不过正如国务院前三峡工程建设委员会副主任委员、中国工程院院士陆佑楣所言，三峡工程不能解决全部问题。治江仍需要稳定而巨大的投入。
    “三峡枢纽确实减轻了洪水对中下游的压力，但由于河湖关系的变化等原因，中下游河段的防抗洪形势依然任重道远。”湖北省水利水电勘测设计院高级工程师邹朝望告诉《瞭望东方周刊》。”
    特大洪峰的无惊无险
    从6月中下旬以来，长江流域出现大面积强降雨天气，先后导致洞庭湖、鄱阳湖“两湖”水系多条河流水位超警戒线。6月20日三峡大坝首次运用防洪，拉开今年拦蓄洪水的序幕。此前为腾出足够库容，三峡坝前水位已在6月10日降低到146米附近。而水库在汛期不拦截洪水的情况下，坝前水位大约是145米。
    在这次滞洪调度期间，三峡水库水位抬高近5米。据测算，通过三峡工程拦蓄作用，降低洞庭湖城陵矶河段水位0.4米左右，降低鄱阳湖湖口水位0.2米左右。
    几天之后，长江中下游地区迎来第二次集中降雨过程，部分控制站点水位逼近或超过警戒水位。三峡水库也于7月9日再次拦蓄洪水。
    7月11日，三峡大坝迎来入汛以来首次洪峰，最大流量达每秒3.85万立方米，三峡工程今年首次开闸泄洪。
    因为预测到长江上游还会有较大来水，按照长江防总的要求，三峡工程于7月15日加大下泄流量、腾出库容，将坝前水位恢复为148.79米。
    4天后，超过1998年上游洪水峰值的洪水来袭。由于拦蓄洪水，三峡水库水位迅速上涨并持续攀高。
    7月19日8时至次日8时，三峡坝前水位由146.93米抬升至149.81米，24小时内上涨接近3米，平均每8小时上涨一米。
    “这次洪水对大坝而言也是个难得机遇，因为大坝要经过洪水考验，有些考验只有在流量较大、水位较高的时候才有机会观测到。”曹广晶在接受本刊记者采访时表示，他们早已对一些观测项目做好布置，收集数据和资料，确保三峡工程所有建筑物、闸门、设备的运行安全。
    三峡水库的总库容为393亿立方米，正常蓄水位为175米，其中防洪库容221.5亿立方米。通过水库调蓄，可使荆江河段的防洪标准由约十年一遇提高到百年一遇。7月20日上午，荆江大堤观音矶水位比1998年洪水时最高水位低3米多。
    而到7月20日16时，三峡大坝入库流量降至每秒6.6万立方米，出库流量降至3.9万立方米，坝前水位升至151.18米。
    中国长江三峡集团公司总经理陈飞向本刊记者强调，三峡工程的第一任务就是防洪，“在整个长江主汛期，三峡水库都处于随时可以拦蓄洪水的状态。三峡水库的防洪库容可以通过‘拦蓄—控泄—拦蓄’不断重复利用，使防洪功能充分发挥。”
    防洪作用重在调度
    三峡工程的防洪作用与其调度方式密切相关。其防洪调度方式又主要考虑以控制沙市水位为标准，对荆江河段进行调度。
    浩大的三峡工程于2003年完成135米蓄水。2006年三峡大坝全面挡水，并开始承担荆江河段的防洪任务。
    2007年7月30日，每秒5.25万立方米的洪峰通过三峡大坝，三峡工程首次实施拦削洪峰任务。三峡水库按每秒4.8万立方米的流量控制下泄。
    根据三峡枢纽的调度规程，在洪峰到达之前，把水库水位逐渐降低，腾出库容以备洪水，“这样一是起到削峰的作用，如果上游洪峰来得很大，就削减洪峰，让洪水比较均匀地下泄；二是错峰的作用，在下游洪峰比较大的时候，防止上游的洪峰和下游的洪峰汇聚在一起。”曹广晶举例说，如果三峡工程下游洪水较大，洞庭湖、鄱阳湖等地区降雨量大、水位高时，即使长江上游来水不是很大，三峡工程也要控制下泄，确保下游行洪安全畅通；若长江上游来水较大，下游水位不高，即使发生百年一遇洪水，三峡工程仍然会控制下泄流量不超过每秒5.67万立方米，以保证荆江水位不超过警戒线。
    另外，如果遇到上游来水超过每秒5万立方米的情况，三峡水库将根据电站运行用水及上下游的水情，在确保沙市不超过警戒水位条件下，提出洪水预警和控泄方案。
    他说，三峡防洪的周期基本是“下游防洪压力轻的时候，三峡水库通过下泄腾出库容以应对新一轮洪水；下游防洪压力重的时候，三峡水库拦蓄一部分洪水，以确保下游防洪安全。”
    至于三峡工程拦洪或者泄洪的依据问题，陈飞告诉本刊记者，三峡枢纽上游共有100万平方公里的流域面积，三峡集团公司所属测控系统已经覆盖其中60万平方公里，“加上大渡河和雅砻江上一些兄弟单位的测控系统，上游流域面积水情测控已经达到80%以上的覆盖率。”
    需要适应的新挑战
    按照设计，蓄水到175米高程后，三峡工程将全面发挥防洪效益，可以抵御百年洪水，然而现在还暂时无法实现。因为在175米高程之下还有接近3万移民没搬迁，至少在今年还无法做到最好的调洪和蓄洪能力。
    更为重要的是，三峡工程改变了长江中下游的水沙情况。这样中下游地区在“受惠”三峡工程的同时，需要做出新的改变。
    2003年6月三峡水库蓄水运用后，受上游来沙大幅减少的影响，长江中下游河道发生了长距离的明显冲刷。长江水利委员会长江勘测规划设计研究院的相关人士认为，其情况比三峡工程论证阶段的预测结果冲刷幅度更大、发展速度更大。特别是临近三峡水库的荆江河段冲刷幅度明显。
    以2002年至2006年为周期的统计结果显示，部分河段年均冲刷量是三峡水库蓄水前的近10倍。
    数学模型计算结果也显示，冲刷强度将从上游向下游逐步发展，长江中下游河道因此在相当长的时期内面临大幅冲深的挑战：导致护岸工程损坏、失去对河势的控制。所谓河势，就是河道水流动力轴线的位置、走向、岸线和洲滩分布的态势。
    河道冲刷导致岸坡变陡，使长江中下游干流河道崩岸频度和强度增加。根据长江水利委员会水文局的一项统计，2003年至2007年荆江河段共有27个局部河段出现主要崩岸险情50多处。另据荆州河道管理局的数字，三峡水库蓄水前年均崩岸险情15处、6500多米，蓄水后是26处、超过1.7万米。
    一些崩岸险情已危及现有护岸工程的安全。比如之前发生的上荆江左岸文村夹崩岸距离荆江大堤堤脚不到50米。
    事实上，在三峡工程完成后，加之金沙江向家坝等干支流控制性工程和上游水土保持工程的投入使用，长江中下游的水沙情况发生显著变化，对河势稳定和防洪安全的影响显而易见。而中下游堤防安全又是长江防洪的重中之重。
    受连日高水位浸泡冲击，7月18日江西省长江九江段江洲、棉船江岸连续出现崩岸险情，其中棉船段水位已超警戒1.4米，棉船镇金星村九组两处崩岸，险段长度已经达到200米。保护人口接近4万的江洲大堤，也已超警戒水位线1.1米。
    险情发生后，当地政府紧急调用数艘民船，拖运数百立方米石块护堤固坝。此前早在1998年洪水时，江西九江棉船大堤就发生过三次崩岸。
    应当调整的江湖关系
    长江属于雨洪型河流，因暴雨而引发的洪水具有极强的季节性。长江中下游洪水的突出特点是峰高量大、来势凶猛。此外，三峡大坝以下还有80万平方公里的汇水面积，尤其是支流众多、水量较大的洞庭湖水系和长江第一大支流汉江，都在三峡大坝的控制范围之外。
    根据测算，一旦这些支流与干流洪峰重合，加上长江目前河道安全泄量严重不足，三峡工程并不能彻底解决超额洪量的问题。
    以1954年洪水为例，当时分洪量是500亿立方米。这样即使有三峡水库调节，也还有近300亿立方米洪水要靠分洪等其他方式解决。
    显然，除三峡枢纽工程之外，长江中下游的诸多湖泊应该同样起到重大的蓄洪作用，但邹朝望表示，从上世纪50年代往后，河湖关系逐渐发生变化，湖泊承载的洪水调蓄量日益减少。这样在同等径流条件下，长江水域将承担更大的径流压力。
    以洞庭湖为例，邹朝望介绍说，从1956年到1990年间，连接长江与洞庭湖的荆江“三口”---松滋口、虎渡口和藕池河对上游枝城的分流分沙量均大幅度减少。从1956至1966年、1973至1980年、1981至1987年、1988至1990年四个时间段来比较，“三口”入湖总水量分别减少23.6%，37.5%，40.9%和50.0%。其中藕池口减少幅度最大，仅1956年到1988年间就减少分流量72.7%，减少分沙量78%。
    “三口”分流的减少，使得上游同流量下，荆江流量加大，尤其是下荆江流量增加较多，最终造成水位抬高。高水位持续时间较长显然对荆江防洪不利。
    此外，邹朝望还分析说，由于江湖流量分配的巨大变化使荆江径流量加大，导致城陵矶至武汉河段淤积，“三口”分流河道衰退。虽然进入洞庭湖的泥沙和淤积减少，但是城陵矶水位却不断抬高，这样持续发展的结果必然给长江中游带来新的险情。
    邹朝望表示，虽然1998年之后国家采取措施积极恢复湖泊生态环境，但仍以工程性措施为主。而非工程性措施同样是根本解决问题的重要因素，它们包括：严格控制人口增长、鼓励人口外迁、对泛洪区土地使用进行更加严格的控制等等。
    12年之后的今天，投资1800亿元的三峡枢纽工程竣工并投入使用，分蓄洪能力与12年前显然不可同日而语。然而长江中下游堤坝的现状与湖泊分洪蓄水能力的降低，却使防洪形势依然严峻。
    三峡工程为长江防洪抗洪带来的所有作用也许将在2010年的夏天都得到体现，“后三峡”时代的防洪挑战亦将为人们所真正认识。