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 方长风 苏 鑫 杨富宝 朱大伟

（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）

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，2000—2018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。

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5～100 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1 000～1 400 mm。降水量年内时程分布不均，主要集中于汛期（5—10月）。

图1 长江下游地区地理位置、地形和水系

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，Ⅰ型和Ⅱ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、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。2013—2018 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。而长江下游湖泊面积和数量则总体发生萎缩。1975—2015 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。①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、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。②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。③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。①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—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%。②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。③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。④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

（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事件将趋多增强。①大范围或局地性暴雨事件发生概率和强度可能增加；②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；③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；④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，推进重要蓄滞洪区建设，加强城市防洪排涝体系建设，强化中小河流治理和山洪灾害防治。《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》要求以长江为纽带，大运河、黄浦江等河流为骨干河道，太湖、巢湖、淀山湖等湖泊为关键节点，完善区域水利发展布局，提升防洪（潮）安全保障能力。

3 防洪韧性提升对策

针对长江下游地区各水系防洪屏障不牢、洪涝出路不畅、调蓄空间不足等突出问题和未来洪涝灾害情势更复杂、防洪治涝保障要求更高的形势，充分吸取流域性、区域性大洪水的经验教训，按照“两个坚持、三个转变”的防灾减灾新理念，遵循“预防为主、建管并重、系统治理、空间均衡”的基本原则，优化洪涝蓄泄格局，补齐防洪工程短板、强化统筹治理、加强洪涝灾害风险管控预防，加快构建智慧防洪防涝体系，系统提升变化条件下应对洪涝灾害的韧性。

3.1 优化各水系洪涝蓄泄格局

根据新水沙条件下长江下游江湖蓄泄能力、重要防洪控制站水位流量关系及区域暴雨特性、产汇流条件变化，优化长江下游各水系洪涝蓄泄格局。考虑长江经济带发展、长三角一体化发展等国家战略实施，复核现状防洪治涝布局对变化条件的适应性。结合国土空间规划管控要求，统筹协调干支流、上下游、左右岸、圩内外和防洪与排涝、城市与区域、地表与地下等关系，合理调整防洪治涝标准、优化防洪排涝控制水位、堤防级别，调整部分河道功能，有序安排洪水外排路径、规模和方式，谋划洪涝高速通道，优化蓄滞洪区空间和规模布局。

3.2 加快补齐防洪基础设施短板

加固长江干堤局部薄弱堤段、消除涵闸等配套建筑物病险，加快崩岸险情治理，维护河势和岸坡稳定，筑牢长江防洪屏障。结合青弋江、水阳江、滁河等水系治理，加快重要支流和湖泊堤防达标建设，通过加固加高堤防、新建护岸及防浪设施、封闭防洪圈堤等措施，提高支流和湖泊防洪能力。实施水库除险加固，有条件的支流新建防洪水库。全面加快已有蓄滞洪区进退洪和安全设施建设，以沿河环湖低标准圩区为重点，探索恢复或新辟蓄洪空间，推进蓄滞空间差异化运用。实施骨干行洪河道堤岸加固、疏浚扩卡，科学推进河口建闸、合理配置抽排动力，打造畅通、安全的排洪通道，破解“关门淹”顽疾。

3.3 促进洪涝治理空间均衡协调

适应城镇化进程中防洪保护范围扩大、保护对象重要性提高的情况，合理提升城镇防洪防涝标准，通过分区设防、低影响开发等途径优化城镇洪涝治理方式，形成与新型城镇化相适应的防洪治涝体系。面向乡村振兴、粮食安全保障要求，加快易涝区治理，提升乡村防洪治涝基本保障能力。严格圩区提标和联圩并圩的区域防洪联动影响评估，合理安排圩区雨涝外排空间和路径，提高圩区治理与区域治理协调性。加强高标准圩区和城市防洪包围圈排水泵站统一管理和联合调度，降低区域骨干河道压力。贯彻系统治理原则，加强上下游、左右岸和干支流治理标准、治理进程统筹，推进重要跨省河湖洪涝联防联控，实现防洪利益共享和风险合理分担。

3.4 加强洪涝灾害风险管控预防

落实量水发展、以水而定，构建社会化的洪涝灾害风险管理体系。推进各水系洪水风险区划，加强土地开发利用管理，引导人口、产业要素合理布局，优化调整产业结构，主动降低承灾体暴露性和易损性。在洪涝灾害风险普查基础上，强化风险源和灾害隐患动态管控预防。探索“水进人退、水旱两宜”的滨水空间弹性利用模式。从战略高度加强水域空间管控，保护洪涝调节能力。划定江河湖库等管理和保护范围，制定落实最低水面率控制要求，健全水域岸线补偿制度，动态清理河湖乱占、乱采、乱堆、乱建“四乱”。建立健全洪涝风险分担、灾害补偿和救助机制。依法依规加强对蓄滞洪区、洲滩和圩口分洪运用损失补偿，积极推广洪水保险制度，增强公众防洪避险救灾意识。

3.5 加快构建智慧防洪防涝体系

完善长江下游主要支流和中小河流水文监测预报体系，形成由气象卫星和测雨雷达、雨量站、水文站组成的雨水情监测“三道防线”。优化流域洪水预报方案，提高暴雨洪水预报预警水平。科学制订防洪工程联合调度方式，统筹安排防洪水库、重要闸站、蓄滞洪区运用时机和时序。根据新的防洪形势要求和洪水洪灾特性变化，制订干流和主要支流超标准洪水防御预案，优化超标准洪水防御措施。在流域洪涝监测体系建设、洪水精细化模拟仿真模型和防洪工程联合调度模型等基础上，按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”要求，以数字化、网络化、智能化为主线，加快构建数字孪生流域，形成具有“预报、预警、预演、预案”功能的智慧防洪管理体系。

4 重点科技问题

（1）多因素复合影响下洪涝蓄泄特征。在全球变暖、长江水沙变异和大规模城镇化耦合影响下，长江下游地区气象水文条件仍将处于持续演化中，影响沿江地区洪涝蓄泄特征和灾害情势。亟须深入研究长江下游地区各水系及重要城市极端暴雨特征变化、预测长江水沙关系调整和海平面上升情况下沿江潮位与河势演变、研判各水系下垫面及产汇流规律的变化、解析区域暴雨洪水与长江洪潮遭遇特性，进而阐明多因素复合影响下洪涝蓄泄特征。

（2）河道崩岸监测预警与堤防渗漏探测处置。崩岸和渗漏是影响长江下游地区堤防安全的两个重大问题。长江下游河道崩岸影响因素繁多、突发性强，对河流崩岸形成机制、数值模拟方法和自动化监测预警手段仍需开展深入研究。而堤防渗漏隐蔽性强，需要深入认识渗漏险情的发生发展规律、开发常态化监测和精确探测定位技术，研制高效处置与封堵技术。

（3）蓄滞洪区空间布局优化与多功能运用。由于气候水文条件和经济社会发展需求的变化，长江下游原有蓄滞洪区等洪涝调蓄空间的规模、布局需相应调整，功能定位面临改变。需考虑经济社会发展和生态环境保护新要求，研究优化蓄滞洪区布局，并研究将部分低标准圩区恢复或新辟蓄洪空间的可行方式，并探索蓄滞空间差异化运用和防洪—经济—生态多功能协同发展模式。

（4）复杂河网洪涝精细化预报与联合调度。长江下游各水系河网结构复杂，洪涝过程受本地暴雨、长江过境洪水与沿海风暴潮共同影响，防洪除涝工程面广量大，运行状态复杂多变，导致洪涝监测预报调度的难度大。因此，需依托高质量的数字底板，研究流域洪涝精细化预报的实现途径，融合工情、水位、潮位等实时监测信息完善流域洪涝多要素、多过程、多尺度数值模拟预报方法，并探索水利工程联合调度技术。

（5）洪涝灾害风险社会化管控与适应。长江下游高强度人类活动对洪涝过程具有重要影响，人水关系复杂密切。洪涝灾害治理不再局限于洪涝调蓄排泄，而应基于社会组织结构与灾变规律，全流域、全要素、全过程开展洪涝灾害风险调控与适应。在全面精细动态解析洪涝灾害场景基础上，针对人群、产业、河湖、土地和重要基础设施等风险敏感因子或对象的灾害适应、预防、调度、应急和恢复，提出工程、技术、管理等多维度的社会化管控方式，将是洪涝灾害风险综合管理亟须解决的关键科学问题。

5 结 语

以江河湖海堤防为基本屏障，以水库、湖泊和蓄滞洪区为主要洪涝调蓄空间，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为长江下游地区提供了重要安全保障，支撑了经济社会的快速发展。但2020年长江流域大洪水等事件表明，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耦合变化的复杂形势。

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，优化各水系洪涝蓄泄格局、加快补齐防洪基础设施短板、促进洪涝治理空间均衡协调、加强洪涝灾害风险管控预防、大力提升防洪管理智慧化水平。同时，还应针对长江下游地区相关防洪科技问题开展深入研究。