根据长江中下游防洪整体规划的安排,三峡工程的防洪规划是:在汛期6~9月水库预留防洪库容221.5亿m3,在中下游干流堤防达到长流规要求的加高加固标准的基础上,由三峡工程对长江洪水进行调控,使荆江地区防洪标准达到百年一遇,在遇到千年一遇或类似1870年洪水时,控制枝城泄量不大于80000m3/s,在已规划安排的分蓄洪区的配合运用下,保证荆江河段行洪安全,避免南北两岸干堤溃决发生毁灭性灾害。同时,还要兼顾使城陵矶附近区的分洪量有较大幅度的减少。遇超过千年一遇的更大洪水,则应保证三峡工程大坝的绝对安全。根据以上的规划,三峡工程研究了以下调度运用方式。
1.对荆江补偿调度方式
这种调度方式以控制沙市水位为标准,具体操作规定为:
(1)遇百年一遇以下的洪水,三峡工程按控制枝城流量不大于56700m3/s与宜昌—枝城区间洪水进行补偿调度,使沙市水位不超过44.5m。
(2)遇百年至千年一遇洪水,控制枝城站最大流量不超过80000m3/s,并采取分洪措施控制沙市水位不超过45m,三峡水库调洪控制最高水位175m。达到175m后则以保证大坝安全为主,对洪水适当调节下泄。
这种调度方式比较适应以长江上游来水为主、对荆江地区造成很大威胁的典型洪水,例如1981年及历史上出现过的1860年、1870年洪水,调度方式简单,可操作性很好,完全能达到防洪目标。对减少城陵矶地区的分洪量也有一定作用,但不够理想。
2.对城陵矶地区补偿调度方式
为了既保证荆江防洪安全又尽可能多地减少城陵矶附近分洪量,在三峡工程初步设计中研究了对城陵矶补偿调度的操作方式,其要点是:将三峡工程221.5亿m3的防洪库容划分为3部分。初步划分第1部分库容100亿m3,用作对城陵矶和荆江防洪补偿;第2部分库容85.5亿m3,仅用作对荆江防洪补偿;第3部分库容36亿m3,留作对荆江特大洪水进行调节。具体调度规则如下。
(1)当三峡库水位低于第1部分库容(100亿m3)相应的水位时,三峡工程的下泄量q=min(q1,q2),但不小于26台机组发电流量25000m3/s,其中:q1=56700-Q1(m3/s)(Q1为当日宜昌—枝城区间流量);q2=60000-Q2(m3/s)(Q2为第3日宜昌—城陵矶区间流量)。
(2)当三峡库水位高于上述水位而低于第1、第2部分库容之和(185.5亿m3)相应水位时,三峡允许泄量为:q=56700-Q1(m3/s)。
(3)当三峡库水位高于上述185.5亿m3相应水位时,三峡工程当日下泄量q=80000-Q1(m3/s),但不大于当日实际入库流量。
(4)当三峡库水位达到175m,则以保证大坝安全为主,对洪水适当调节下泄。
这种调度方式适应以长江中下游来水为主的洪水类型及全流域型洪水,例如1931年、1935年、1954年、1983年、1996年、1998年洪水。调度方式稍复杂,但可操作性也很好,能达到防洪目标,特别是减少城陵矶地区分洪量的效果要显著优于荆江补偿方式。在初步设计中,为留有余地,计算三峡工程防洪效益均按对荆江补偿方式考虑。但从实际出现过的洪水类型情况分析,三峡工程建成后的实时调度中,采用对城陵矶地区补偿调度方式的机会将是较多的。
在实时防洪调度中,可以在判别洪水类型的基础上选择防洪调度方式。随着水文气象预报水平的不断提高,实施优化调度将更有条件,防洪效益也将进一步提高。
(二)三峡工程的防洪作用
三峡工程调蓄洪水,减少了进入长江中下游河道的成灾水量,对整个中下游都有很大的防洪作用,具体对各河段的作用分析如下。
1.对荆江地区
(1)遇百年及百年一遇以下洪水,可补偿控制沙市水位不超过44.50m,可不用荆江分洪区,并可减少荆江两岸洲滩民垸和松澧洪道附近民垸的洪水淹没机会。
(2)遇1931年、1935年、1954年洪水,可使沙市水位不超过44.50m,各年均可不用荆江分洪区,各年减少本地区的耕地淹没见表3-1。
(3)遇百年一遇以上洪水至千年一遇洪水,经三峡水库调节后,可以使枝城最大泄量不超过80000m3/s。再配合分蓄洪区的运用,可以使沙市水位不超过45.00m,可避免荆江两岸堤防漫溃或决口造成大量人口死亡的毁灭性灾害情况的发生。为保障荆江大堤安全提供了条件,而且还大大降低了沿江宜昌、宜都、枝城和枝江县城等地的最高洪水位,使这些沿江城镇的临江部分减少洪水淹没损失。
表3-1 三峡工程选定方案对长江中下游的防洪作用
注 1.淹没耕地数字中包括了不能分蓄超额洪水的洲滩民垸所受淹耕地。
2.建或不建三峡工程中下游堤防和分蓄洪区均按长流规防洪规划方案考虑。
(4)为荆江南岸松滋、藕池等四口建闸创造了条件。如建闸控制,不仅可减少入湖水沙、延缓洞庭湖淤积,并可与三峡水库配合,做到节制松滋河流量与澧水洪水错峰,减轻洪水对安乡及西洞庭湖地区,特别是松澧洪道附近堤垸的洪水威胁。(www.xing528.com)
2.对城陵矶附近地区
(1)一般年份可以基本上不分洪(各支流尾闾除外)。
(2)对1954年洪水和一般大洪水年,可减少本地区(包括洞庭湖区和洪湖区)的分洪量和土地淹没。遇1931年、1935年、1954年洪水各年建库前、后的土地淹没情况见表3-1。
3.对武汉附近地区
(1)遇百年一遇以上特大洪水、1870年洪水,可避免因荆江大堤溃决造成荆江洪水直逼武汉,使汉口水位难以控制而造成严重洪水威胁的局面。
(2)遇大洪水年,由于减少了城陵矶附近分蓄洪区运用机会,加上汉江丹江口水库及当地的分蓄洪区联合运用,可使汉口水位得到更有效的控制。
(3)《长江流域综合利用规划简要报告》(1990年修订)及三峡建库前的中下游平原蓄洪防洪规划安排的分蓄洪区可蓄洪500亿m3,三峡水库建成后,又增加了220多亿m3可靠调蓄超额洪水的能力,从而提高了武汉市防洪调度的灵活性,对武汉市防洪更有保障。
(三)三峡工程防洪对长江中下游经济、社会、环境协调发展的巨大推动作用
从以上对三峡工程在长江防洪系统中的地位与作用的分析可以看出,三峡工程在21世纪初叶建成后,将可显著地提高长江防洪标准,大量减少了分蓄洪量,解决了遇特大洪水时可能发生的毁灭性灾害问题,从而对长江中下游经济、社会、环境可持续发展起到巨大的推动作用。
1.避免了洪灾中大量人口死亡的毁灭性灾害
在长江流域范围内,历史上多次发生的特大洪水造成了大量人口死亡。如1935年洪水汉江死亡8万多人,澧水死亡3万多人,石门县冲走一条街。这是惨绝人寰的浩劫,带来的经济、社会、环境问题是极其严重的。
三峡工程的主要防洪保护对象荆江地区,洪水位高出南北两岸地面数米至十几米,万一发生堤防溃决,南溃入西洞庭湖的水头有14~15m,北溃入荆北中心地带的水头有15~17m,溃口造成大量人口死亡是难以避免的。以荆江北岸盐卡溃口为例分析,溃口后江水位陡落,溃入荆北最大流量可达84300m3/s,24h内进入荆北的水体可达52亿m3。荆北地区将有1700km2的地区在一昼夜之内遭灭顶之灾。据统计,江陵县每平方公里有400多人,上述1700km2范围内可能有70%的人员被淹死,估计死亡人数可能达到50万人。如溃口发生在夜间,死亡人数将更多。大量补给水体将从荆北平原掩掠而过,汉南区、东西湖区、杜家台分洪区及上荆江的上百里洲、荆南松滋河两岸民垸也会大量死人。建三峡水库后荆江防洪标准提高到了百年一遇,并对类似1870年洪水有可靠对策,从而可避免发生特大洪水时的大量人口伤亡,也就避免了对经济发展的严重影响及社会动荡和大量的环境问题,这是三峡工程最大的作用。
2.减免分蓄洪对经济、社会的影响及人民生活环境的恶化
特大洪水发生时,除可能造成大量人口死亡外,由于分洪、溃口影响,还会使人们赖以生存的生活环境大大恶化,造成瘟疫、痢疾等疾病流行,带来家破人亡的悲剧。例如荆江分洪区1954年分洪,安全区人口密度近9000人/m2,疾病流行,死亡率达15‰。现在一旦分洪,约有38.7万人需临时紧急转移,现有安全区台总面积仅有19.75km2,平均近2万人/km2,鼠、蛇、虫将与人们争夺生存空间,病毒、细菌的传播,将给人们的身体健康造成很大的危害,瘟疫蔓延流行的可能性极大。有的人不直接死于洪水,也可能死于瘟疫。据湖北省水利厅在1983年对当年汉江邓家湖、小江湖分洪后进行的调查发现:由于黑线鼠出洞上岸,传播了出血热病,马良镇全镇40720人中,得出血热病者达3600人,死于此病者210人。由于食物变质,互相交叉感染,整个分洪区急性痢疾发病率高达83.9%,其中马良镇病人达2.15万人,也造成人口死亡。由于饮用水不符合卫生标准而引起肝病的人数亦属惊人。由于洪灾而导致家破人亡的悲剧所造成精神病患者为数亦不少。三峡工程建成后,可防止荆江特大洪水灾害,大大减少分蓄洪机会,不但减免了巨大的分洪经济损失,而且避免了许多上述恶化人民生活环境情况的发生。
3.大大减轻了防汛强度、物资消耗和保障了社会经济的发展
三峡工程建成后,长江中下游干流的防洪标准即有显著提高,情况已如前述。仅依靠三峡工程与堤防,就能使抗洪能力大大提高一步,从而使防汛面貌有很大改变。1998年长江中下游的防汛斗争,给全国造成极深刻的印象,据分析如果1998年已有了三峡工程,则防汛情况会有本质的改变(见后述)。这就说明有了三峡工程后,十分有利于经济发展与社会稳定,人民可以安居乐业,受洪水影响程度大大减轻。防洪标准提高后,为招商引资带来更好的条件,对促进经济发展、提高就业率均是很有利的。
4.减少了血吸虫病的蔓延机会
长江中游地区是我国血吸虫病的主要疫区,特别是湘、鄂两省最为严重。通过多年大力防治,情况已有很大改善。据不完全统计,目前全国有螺面积约3000km2,其中湘、鄂两省湖区占了相当大的比重。全国血吸虫病人中湘鄂两省也占有较大比例。
钉螺的扩散和蔓延,与洪水淹没面积的大小有明显的正比例关系。江湖中洲滩、荒地是钉螺滋生地。一般长江水情5月份以后逐渐漫滩,这些漂浮率很高的2~4旋钉螺随草洲残叶顺水漂浮,到处可着床,7~8月份是芦滩扩散的旺期,此时如发生大洪水而造成分洪、溃口,无疑会使钉螺大面积扩散,从而使多年防治血吸虫病的成果毁于一旦。以上述汉江小江湖分洪为例,钉螺扩散39处,达10.2km2,随之而来的病人治疗、螺土整治都要付出很大代价。三峡工程兴建后,由于大大减少了分洪、溃口,从而将显著地减少血吸虫病蔓延的机会,有很大的生态效益。
5.避免了交通中断带来的影响
交通畅通是发展经济、保障社会稳定、创造优良环境的重要因素,而洪灾对交通的危害很大。特大洪水发生时,如荆北发生溃决,将可能引起长江航运中断。分洪、溃口将引起铁路、公路中断,如京广线、汉丹线、焦枝线及一批国道、省道都可能受到影响,不但正常的交流无法进行,对救灾、重建家园等都将产生很大不利影响,对生态环境也是很不利的。由于三峡工程有前述的防洪作用,对避免交通中断带来的各种影响也是很明显的。
6.大大延长了洞庭湖的寿命
现状条件下,荆江通过三口进入洞庭湖的泥沙达数千万t,造成严重淤积。三峡工程建成后,出库水流含沙量在很长时间内较现状大幅度减少,使进入洞庭湖的沙量仅为目前的1/3~1/2,这就使洞庭湖淤积的速度大大趋缓,从而使洞庭湖的寿命延长,这对长江防洪及本地区经济发展、环境改善都是十分有利的。
此外,三峡工程有效防止了洪水泛滥,这对保护长江水质是有利的。
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