长江中下逛干流河流平安阐发取对策切磋

　　（1。长江科学院，430010，武汉；2。水利部长江中下逛河湖管理取防洪沉点尝试室，430010，武汉）摘要：长江中下逛干流河流平安间接关系防洪平安、供水平安、航道平安、生态平安等诸多方面。颠末多年管理，正在节制和改善河势、保障防洪平安、维系优秀生态、推进航运成长等方面取得显著成绩。梳理归纳了长江中下逛干流河流平安存正在的次要问题，包罗平安上存正在洪水峰高量大取河流蓄泄能力不脚的矛盾仍然凸起、局部河势不稳、滩槽冲淤变化对中下逛干线航道的不变形成必然、河床冲刷导致枯水期水位下降、水质量尚未达到水功能区的水质类别要求等。阐发了正在新阶段和新水沙前提下的两大新形势：长江经济带高质量成长对长江中下逛河流平安提出新的更高要求；长江中下逛河流冲淤和江湖关系已发生变化并将正在此后持久间内继续调整。进一步阐发了三峡工程使用以来长江中下逛干流河流水沙变化特征、指出将来水沙形式及江湖关系变化趋向。针对目前存正在的问题，充实考虑新期间的成长计谋调整趋向，紧紧环绕多方针协同需求，施行了包罗制定相关法令及规划、河流及航道整治工程提拔、完美河湖长制取监视办理办法、加强水库群结合安排、推进数字孪发展江扶植等一系列保障河流平安的次要办法。长江中下逛干流河流上起湖北宜昌市，下迄长江河口原50号灯标，全长约1893km。宜昌至江西湖口县为长江中逛，长约955km，此中宜昌至城陵矶河段长408km，可分为宜枝段取荆江段，宜枝河段长约61km，是山区性河道向平原性河道过渡段，两岸为低山丘陵地貌，抗冲能力强，河床构成较粗；荆江河段长约347km，以藕池口为界又可分为上荆江取下荆江，上荆江长约172km，河流内弯道较多，弯道内有江心洲，属微弯河型，下荆江长约175km，为蜿蜒型河流，河床演变猛烈；城陵矶至湖口段长547km，为宽窄相间藕节状分汊型河流，上承荆江和洞庭湖来水，下受鄱阳湖顶托，河流两岸分布有疏密不等的节点节制着总体河势。湖口以下为长江下逛，长约938km，为宽窄相间、江心洲发育、汊道浩繁的藕节状分汊型河流。此中湖口至大通段长约228km，大通至江阴段长约430km且属感潮河段，江阴至徐六泾（即澄通河段）长约97km，徐六泾至河口外原50号灯标为长江河口段，长约182km，河段内徐六泾至连兴港为北支，徐六泾至吴淞口为南支。长江中下逛流经湖北、江西、安徽、江苏及上海6个省（曲辖市），沿江地域依托黄金水道，区位劣势较着，是长江流域精髓地带。干流河流承担泄流、航运、岸线开辟操纵及生态等多沉功能，无力支持了流域经济社会可持续高质量成长。河流既是天然资本的一部门，也是潜正在的源，具有天然和社会双沉属性。河流安满是保障沿江地域人平易近生命财富平安和生态不变的主要环节，间接关系防洪平安、供水平安、航道平安、生态平安等诸多方面。长江中下逛干流河流颠末多年管理，正在节制和改善河势、保障防洪平安、维系优秀生态、推进航运成长等方面取得显著成效，当前沿江工矿企业、工程设备和主要口岸等取现有河势款式已根基相顺应。目前长江中下逛河流平安仍存正在较多问题，火急需要通过进一步系理逐渐加以处理，归纳起来次要表示正在以下5个方面：①长江中下逛洪水峰高量大取河流蓄泄能力不脚的矛盾仍然凸起。若是再次汗青上已经发生过的1870年型特大洪水，即便三峡等节制性水库阐扬拦蓄感化，水库下泄流量仍大大跨越荆江河流平安泄量；如遇1954年型洪水，虽然三峡等节制性水库拦洪后超额洪量大幅度削减，城陵矶以下地域仍需妥帖放置庞大超额洪量。②长江中下逛局部河势不稳，崩岸时有发生，影响了沿江地域经济社会持续成长。三峡水库蓄水使用以来，坝下逛河流发生了持久间、长距离、大幅度冲刷，部门河段河势发生必然改变，本来河势相对不变的河段也呈现影响河势不变的现患，晦气河流不变的平安要素已起头逐渐。如：维系和节制河势的洲滩发生较大冲蚀，减弱其对河势的节制感化，年际支流摆幅增大；近岸河床冲刷下切增大滩槽高程之差，已护工程亏弱段和未护段崩岸强度及标准较着加大，此中以送流顶冲段表示尤为凸起。局部河势变化对沿江国平易近经济设备平安运转、岸线取操纵带来晦气影响。③滩槽的冲淤变化对中下逛干线航道的不变形成必然。正在来沙大幅度持久间削减的环境下，长江中下逛江心洲（滩）、边滩成型淤积体总体呈冲刷态势，河流断面面积扩大，航槽不易不变，一些河宽较大、河流平面形态尚未不变的河段碍航环境频发。④河床冲刷导致枯水期水位下降，对沿岸取水设备运转带来分歧程度的晦气影响。三峡水库蓄水前，受下荆江裁弯、葛洲坝工程扶植等影响，同流量下宜昌至城陵矶河段枯水位下降幅度除宜昌坐和沙市坐正在1m摆布，其余各坐根基正在0。5m以下。三峡水库蓄水后，坝下逛河床自上而下持续冲刷惹起同流量下中枯水较大幅度下降。2023年，宜昌坐流量6000m³/s、沙市坐7000m³/s、汉口坐10000m³/s环境下，水位较蓄水前别离累计下降0。81m、3。41m、1。94m，对取水设备一般运转形成必然。⑤水质量尚未达到水功能区的水质类别要求，长江口咸潮入侵问题仍然严沉。长江中下逛地域沿江城镇密布，浩繁厂矿企业、口岸、船埠交织分布，各类工业废水和城镇糊口污水大量排入长江，部门河段出格是城市江段的水质量难以达到水功能区的水质类别尺度。受三峡水库枯水期蓄水及近年来水偏枯等要素影响，长江口北支咸潮倒灌有所加剧，严沉影响本地工农业出产和人平易近糊口。一是长江经济带高质量成长对长江中下逛河流平安提出新的更高要求。全面鞭策长江经济带高质量成长，鼎力长江生态，依托黄金水道扶植，优化沿江财产布局和城镇化结构，加速财产转型升级，推进经济增加空间从沿海向沿江内陆拓展和对岸线资本合理操纵，需要更为优秀、不变的河势做为根本前提，进一步提拔河流安万能力分析扶植，构成河势和岸线不变，泄流利达，航道、港域、水生态优秀的河流，加强其对长江经济带高质量成长的支持取保障能力。二是长江中下逛河流冲淤和江湖关系已发生变化并将正在此后持久间内继续调整，对中下逛地域防洪平安、生态平安、供水平安、航运畅达和河势不变、岸线取操纵等影响深远，保障河流平安工做任沉而道远。按照长江科学院研究，水库“清水”下泄将是一个持久过程。三峡水库出库泥沙大幅度削减已惹起长江中下逛干流河流猛烈冲刷和江湖关系的调整，中下逛干流河流冲刷强度、冲刷范畴和成长速度均跨越三峡工程论证阶段预测值，河流冲刷已成长到长江口，正在将来相当长时段内，长江中下逛河流仍将面对持续冲刷的场合排场，河流冲淤演变调整更趋复杂。因而，需持续不竭加强河流监测阐发研究，及时控制新水沙前提下河流演变纪律，为保障河流平安供给手艺支持。三峡水库蓄水后，长江中下逛水沙形势发生较大改变。从长江中下逛沿程水文坐径流量、输沙量年际变化（见下图）来看，2003—2023年，长江中下逛次要节制坐宜昌、汉口、大通坐径流量别离为4154亿m³、6845亿m³、8674亿m³，较蓄水前别离偏少5%、4%、4%。各坐点输沙量均较着减小，幅度正在71%～94%，且减幅沿程递减，宜昌、汉口、大通坐较蓄水前别离削减94%、78%、71%。从年内分布看，因为水库削峰补枯感化，长江中下逛的流量过程发生变化，次要表示出月径流量枯季增大而洪季减小的变化纪律。 各典型坐高流量级洪水呈现的频次均有所减小，中小流量级洪水呈现的频次次要表示为增大，最小流量级洪水呈现的频次均大幅度减小。 以大通坐为例（见下图），5—10月径流量占年径流总量百分比由三峡水库蓄水前的71。06%降至蓄水后的62。27%。相对于径流量，长江中下逛干流河流输沙量的年内分布更为集中。 宜昌坐年内90%以上的泥沙集中正在从汛期输送，下逛汉口及大通坐从汛期输沙量的占比都有所下降。 以大通坐为例，5—10月输沙量占年输沙总量的百分比由三峡水库蓄水前的87。41%降至蓄水后的79。54%。三峡水库蓄水后，清水冲刷导致河流发发展时间、大范畴冲刷调整，河流下切，惹起同流量下水位下降（见下图）。各次要坐点，包罗宜昌、沙市、螺山和汉口等坐同流量下枯水位别离累计下降0。76m、3。41m、1。96m和1。94m（见下表），大通坐尚无较着变化。三峡水库安排导致洪水上滩概率、持续时间大幅度削减，促使洲（边）滩植被发展，滩地糙率添加；大量护滩带、护底、四面体促淤等工程的实施导致河流阻力添加；区间入汇添加、沿程排涝能力提拔，导致入江水量增加。正在多要素分析感化下，长江中下逛各次要坐点汛期同流量下高水位根基连结不变。三峡工程蓄水后，长江中下逛河流全体冲刷。2002年10月—2023年10月，宜昌至湖口河段平滩河槽总冲刷量为27。705亿m³，年均冲刷量1。319亿m³，年均冲刷强度13。8万m³/km。从冲刷看，冲刷次要集中正在枯水河槽。截至2023年10月，宜昌—杨家脑116km沙卵石河段冲淤已趋相对均衡，荆江河段平均冲深幅度最大，河床宽深比减小，断面形态总体向窄深化成长，中低滩冲刷萎缩，高滩时有崩退，城陵矶至汉口河段冲刷强度较着加强，汉口至湖口河段冲刷强度根基连结不变（见下图）。长江中下逛顺曲过渡段次要表示为边滩较着冲刷撤退退却，呈现“滩冲槽淤”和中枯水时“水流流取曲”的演变纪律（见下图），过渡段断面形态逐步向宽浅型成长，由偏“V”形向较为宽浅的“U”形成长。对于弯曲河段（见下图），弯曲形态对称性差、曲率大的弯道，上段凸岸呈现突变式切滩撇弯，河流断面由偏“V”形向“W”形改变；弯曲形态对称性好、曲率小的弯曲河流，弯顶附近凸岸呈现渐变式切滩撇弯，凸岸逐步冲刷撤退退却，凹岸逐步向内淤长，断面根基呈“V”形；跟着河流的冲刷成长，有“复弯”的趋向。对于分汊河段，水沙变异程度的分歧导致分歧分汊河段演变呈现必然差同性，但遍及存正在“短支汊冲刷占优”纪律。此中，弯曲分汊河型河流冲刷次要集中正在凸岸汊道及分汇流区，正在中小洪水年凸岸短汊道冲刷幅度较着增大，短汊成长占优；大洪水年洲头低滩被切割成心滩，冲刷的泥沙正在凸岸短汊道深槽淤积，表示为“冲滩淤槽”。长江中下逛河流长时间、长距离冲刷惹起河流崩岸频发（见下图）。2003—2022年期间生崩岸险情1049处，崩岸总长758。7km。崩岸多发生正在洪水期和汛后蓄水期以及12月至次年4月。从年际环境看，三峡水库蓄水使用初期，因为近岸河床冲刷猛烈、局部河势调整频发、水位骤降等要素的影响，长江中下逛河流崩岸发生次数较多；此后，跟着护岸工程的逐渐实施，近期崩岸范畴、频次有所减缓。近年来正在上逛水库群扶植及中下逛河（航）道整治工程大量实施配合影响下，长江中下逛河流天然水文过程发生改变，河床猛烈冲刷，划一流量下枯水位下降较着，局部河段河势变化猛烈。正在多种要素的配合感化下，长江中下逛河流防洪、供水、航运、水生态形势发生较大变化。一是防洪形势全体改善，局部河段防洪问题仍然凸起。三峡及上逛水库群结合使用后，长江中下逛干流防洪压力大为减轻，长江荆江河段的防洪尺度由20年一遇提高到100年一遇。水库“拦洪、削峰、正在2020年长江流域性大洪水中，削减洪峰约40%，缩短了中下逛各坐超鉴戒水位时间，降低了中下逛各坐高洪水位，避免了荆江河段和城陵矶地域蓄畅洪区的启用。取此同时，因为长江中下逛干流履历持久间、大范畴冲刷，河流小流量水位下降，槽蓄量添加，但高流量水位相对不变，河流泄洪能力无较着变化。河流崩岸频发，沉点险工段堤防及护岸工程存正在水毁现象，影响中下逛河势不变及防洪平安。二是水资本前提较着改善，取排水工程运转前提仍需改善。三峡及上逛水库群结合使用后，“蓄丰补枯”的安排体例，使得中下逛河流枯水流量较着添加，无效改善了枯水期长江中下逛城乡供水及农田灌溉取水前提。截至2022年12月，三峡工程累计为长江中下逛补水超3300亿m³，添加日供水能力200。95万m3。可是，长江中下逛河流同流量下枯水位下降，一些三峡枯水期补水感化小于因河床下切带来水位下降河段两岸取排水口运转前提发生改变，枯水期取水坚苦。此外，局部河段冲淤调整猛烈，部门取排水口口门淤积严沉，影响取排水工程的一般运转。三是航运前提全体提拔，局部河段航运前提趋势恶化。三峡及上逛水库群结合使用后，长江中下逛河流以冲刷为从，冲刷次要为枯水河槽。总体来说，河槽断面形态向窄深化成长。同时，因为水库群正在枯水期的补水感化，中下逛航道水深较着添加，2023年长江中下逛最低航道水深武汉—安庆段已提拔至6m，安庆—南京段达到6～9m，南京下逛段达到12。5m。鉴于中下逛河流仍处于调整之中，正在部门河段河宽较大、河流平面形态尚未不变的河段，遭到崩岸、滩槽款式改变、支汊发育、同流量下枯水位下降等要素影响，局部河段的航运前提趋势恶化。四是水生态有所改善，生态问题仍然凸起。近年来因为极端气候频发，天然环境下，枯水年份增加，部门河段生态基流保障率较低。上逛水库群自2011年开展坝下鱼类天然繁衍生态安排试验后，下逛干流水生态较着改善，四大师鱼产卵量呈逐步添加趋向。可是，生态安排仅正在必然程度上缓解了中下逛河流物理生境的恶化趋向，中下逛河流湿地款式破裂化加剧、生态系统功能退化、生态多样性降低等问题仍然凸起：河流大量边滩、心滩崩退，湿地生境受损；通江湖泊枯水期变长、枯水位降低，湖面面积减小严沉，沉水植被的空间急剧缩小，水体净化能力下降；江湖连通性降低，部门枯水时段鱼类等水活泼物洄逛通道减小以至消逝，生态多样性降低。为应对长江中下逛江湖库演变对防洪、供水、通航、水生态及渡水建建物平安带来的影响，相关部分连系长江流域特征有针对性制定了相关法令及规划。先后公布《长江河流采砂办理条例》《中华人平易近国长江保》等，通过立法成立统筹协调机制，强化办理义务，推进河流管理及长江河流采运砂办理，加强长江资本，完美污染防治办法，无效推进了长江上中下逛系统性、全体性分析管理。此外，依托上述法令律例，针对防洪、供水、通航等分歧管理方针，响应制定相关规划，并多次修订以顺应新期间管理需求。针对长江流域防洪形势，制定实施了《长江流域分析规划（2012—2030年）》《长江流域防洪规划》《长江中下逛干流河流管理规划（2016年修订）》等；为应对水库蓄水拦沙安排、天气差别以及极端水文 事务屡次等带来的长江中下逛干流枯水位下降、长江口咸潮入侵、供水不脚、水资本设置装备摆设不服衡等问题，提出了《长江流域水资本分析规划》；分阶段制定实施了“九五”至“十四五”水运成长规划，推进长江中下逛碍航水道整治工程扶植，推进了长江水运成长；为遏制长江流域水生生境破裂化成长，水活泼物多样性，奉行实施了《长江经济带—长江流域河山空间规划（2021—2035年）》，明白了长江流域生态和高质量成长正处于由量变到量变的环节期间。此外，针对河流采砂及岸线操纵取办理等问题，编制了多轮长江中下逛干流河流采砂办理规划、长江岸线和开辟操纵总体规划等，明白了年度采砂分派方案和范畴，提出了水域岸线空间管控要求，无力河流天然鸿沟前提（河岸、河床）相对不变。堤防是长江中下逛地域防洪的根本设备，目前长江至长江口干流河流堤防3938km已完成达标扶植，实现了“以泄为从”防洪功能。正在河流管理方面，20世纪60年代后期至70年代，下荆江实施了系统裁弯工程，对部门趋于萎缩的支汊进行了封堵。20世纪80年代至90年代末次要实施了部门沉点河段管理。积年来连续实施的河势节制工程及护岸工程正在抵御1998年大洪水中阐扬了主要感化。1998年大洪水后，针对1998年洪水中的问题，开展了长江堤防荫蔽工程扶植，对间接危及主要堤防平安的崩岸段和部门河势变化猛烈的河段进行了管理。2003年后，为积极应对三峡水库“清水”下泄对中下逛防洪、河势等方面可能带来的影响，水利部及相关处所、相关部分组织开展了大量河流管理工做，次要包罗荆江河段河势节制应急整治工程、长江中下逛崩岸沉点管理工程、列入国度172项节水供水严沉水利工程的湖口以下管理工程、长江口河段分析管理工程等。据不完全统计，至2023年，长江中下逛累计完成护岸长度约2500km，中下逛干流险工段已全面守护，节制河势的主要节点段根基不变，大部门崩岸段获得管理，无力支持了沿江经济社会成长。正在航道管理方面，“九五”到“十五”期间，先后实施了界牌水道管理、长江下逛南京以下12。5m深水航道扶植、中逛荆江河段航道整治、宜昌至昌门溪河段航道整治、武汉至安庆河段6m水深航道整治等60余项工程，初步节制了有益的滩槽款式，改善了沉点碍航水道的航道前提，提高了航道尺度，并为后续系统航道管理奠基了根本。2023年，长江畔线 t，创汗青新高，阐扬了黄金水道庞大的经济价值。受汗青要素影响，长江中下逛岸线乱占乱花问题很是凸起，近年来，水利部连续开展河湖库“清四乱”专项步履以及长江畔流岸线操纵项目清理整治、不法采砂整治、不法矮围清理、超标排污整治等步履，并出台《河湖办理监视查抄法子（试行）》，正在岸线操纵、水资本管理 等方面取得了较着成效。截至2022年，共腾退长江岸线万余个。此外，为加强对长江流域的办理和监视，各级水行政从管部分依托河湖长制平台，明白“地方统筹、部分协同、省负总责、市县抓落实”的河湖办理义务分工，通过各部分统筹协调，推进长江流域绿色成长之。2023年，为加强长江流域节制性水工程结合安排办理，水利部出台《长江流域节制性水工程结合安排办理法子（试行）》，当前纳合安排办理的大型水库共计70余座，此中三峡水库阐扬环节感化。截至2023年，汛期三峡水库累计拦洪66次，包罗20场洪峰流量超50000m³/s的编号洪水，累计拦洪总量2088亿m³，降低了中下逛河流的行洪风险，了河流防洪平安。此外，针对汛期来水较着偏枯的环境，科学开展了中小洪水资本化操纵结合安排。安排三峡水库抬高运转水位至149。53m，操纵洪水资本近23亿m³，同时安排雅砻江、嘉陵江、乌江流域水库洪水资本共计26。4亿m³，保障了汛后长江中下逛的水资本供应需求。正在消落期，开展补水安排和生态安排，截至2022年，累计为下逛补水3396亿m³，无效抬高了长江中下逛河流水位，扩大了四大师鱼产卵规模，保障了通航及生态平安。正在汛后蓄水期，为应对咸潮入侵风险，开展防咸潮补水安排，正在2022极端枯水年，咸潮入侵时间较往年提前3～4个月，通过补水安排累计向下逛补水41。53亿m³，为上海市长江口水源地引水补库创制有益前提，保障了河流取用水平安。正在聪慧水利方面，按照“1+1+7+X”总体结构，有序推进数字孪发展江扶植。数字孪生丹江口、数字孪生汉江、数字孪生江垭皂市、数字孪生三峡4个先行先试项目完成，构成了具有示范引领感化的成功案例。目前，已上线试运转长江流域节制性水利工程分析安排决策支撑系统，初次上线长江口潮位预告系统，数字孪发展江框架平台已初步搭建，初步实现了防洪精准安排、水资本办理取调配、水质平安、河湖办理、枢纽平安运转和水库平安运转等分歧营业正在数字孪生平的使用场景。此后，继续加强数字孪发展江扶植，将河流平安相关内容纳入数字平台，提拔河流平安决策保障能力，更好办事于沿岸经济社会高质量成长。河流安满是流域经济社会成长的一项根本保障。长江中下逛沿江地域水土资本丰硕，交通便当，工农业根本雄厚，科技发财，对长江流域和全国带动感化较着。沿江经济的成长、国平易近经济设备平安运转及财产结构对长江河流平安的依赖越来越大。加强长江中下逛河流平安扶植，应充实考虑新期间的成长计谋调整趋向，紧紧环绕多方针协同需求，以水资本可持续操纵支持经济社会高质量成长为导向处理河流平安存正在的各类问题。保障河流平安要以相关法令律例及规划为遵照，健全河湖长制长效机制，开展河流分析管理，优化三峡安排，推进河流数字孪生扶植，全面实现长江中下逛河流既要保障防洪平安、生态平安，还要办事于航运、供水、岸线开辟、洲滩操纵等方针，满脚国平易近经济成长要求，推进长江经济带高质量成长。许全喜，金中武。长江中下逛干流河流平安阐发取对策切磋[J]。中国水利，2024（22）：66-73。