巢湖流域2020大洪水及其对策探讨

刘海声

  摘要:2020年,巢湖流域发生了全流域大洪水,遭遇了长江流域大洪水。经过军民全力防汛抢险,合肥、巢湖两座重要城市保住了,这主要得益于低标准圩区主动进洪。为了减少圩区溃口,巢湖严重超标准蓄水,合肥、巢湖两城市处境十分危险,省市防指果断决策,巢湖水位及时降低,保护了重要城市安全。城市防洪安全越来越依赖圩区主动进洪,针对圩区主动进洪和赔偿难题,本文分析了巢湖流域2020大洪水,阐述了圩区及时主动进洪的重要性,以及灾后赔偿问题,提出了建设城市、乡村联防联保的保险法律等建议,以实现主动进洪有赔偿和资金来源有保障,在发生更大洪水时,确保圩区及时主动进洪,以保障重要城市防洪安全。供巢湖流域和类似地区防洪参考。

  关键词:流域;防洪保护区;主动进洪;赔偿

  巢湖流域位于长江中下游左岸,有西河凤凰颈闸、裕溪河闸、牛顿河新桥闸三个对江出口。据2016年统计,流域人口约1060万人(合肥市辖区405万人),耕地630万亩。流域气候温和湿润,年降雨量平均约1030mm,年平均温度15.8℃,年平均湿度77%。

  一、巢湖流域水文情势

  (一)地理地形

  巢湖流域是长江的一条湖泊支流,全流域约1.35万平方公里,巢湖出口裕溪河建有巢湖闸,巢湖闸上流域面积约9153平方公里,巢湖水由裕溪河入江,裕溪河下游水网密布,对长江有3个出口。

  全流域地形变化很大,山丘区面积约9403平方公里,圩区3275平方公里,天然湖泊围垦后面积约808平方公里。

  巢湖围垦后13米(吴淞高程,下同)相应面积约780平方公里,容积约56亿。黄陂湖围垦13米相应面积约45平方公里,容积约1.8亿。白湖围垦前13米相应面积约137平方公里,容积约7亿,白湖围垦后形成东、西大圩,东大圩被定为蓄洪区,蓄洪水位11.73米,12米相应容积约2.6亿。

  巢湖流域地势西北高,东南低,整个流域形状呈长方扇形,北面以江淮分水岭为界,东面与滁河流域交界,西面与长江流域的菜子湖流域毗邻,南面是长江。

  流域多山地,多暴雨,河流源短流急,圩区地势低洼,高程多5~8米。

  (二)水系水势

  (1)巢湖闸上游河流:10多条支流呈放射状入巢湖,主要有:

  最大的支流杭埠河,发源于大别山区,上游建有大型水库龙河口水库,被旅游部门称作万佛湖,下游与丰乐河交汇后,流经三河镇入巢湖。

  第二大支流是南淝河,发源于江淮分水岭地区,流经合肥市,与店铺河交汇后入巢湖,上游建有董铺水库和大房郢水库,店铺河上建有中型水库众兴水库。

  (2)巢湖闸下游河流:巢湖闸下河网密布,湖水先流入裕溪河,裕溪河连接牛顿河、西河。裕溪河口建有裕溪闸,西河对江建有凤凰颈闸(站)、牛顿河河口建有新桥闸,是巢湖流域对江的三大出口。

  (3)巢湖上下游相并联的河流:兆河和西河水系,都被人工开挖封堵过。上游黄陂湖水流受兆河闸控制,开闸可经兆河入巢湖,关闭兆河则流入西河下游,或由凤凰颈入长江,或者流入裕溪河。兆河:连接白湖和巢湖的兆河,建国前是条小河,连接白湖和黄陂湖的唐串河也是一条小河。

  后经过治理,统称兆河,全长约34公里。既可以流入巢湖,也可以关闭兆河闸,由西河入长江。兆河两岸建有白湖农场,即东大圩和西大圩,数次规划都确定为蓄洪区。

  西河:西河分上下两段,历史上是独流入江的河流,在长江刘家渡附近汇入长江,1873年江口被封堵,由泥汊等河流并入裕溪河。如今,上游段开挖可汇入兆河,下游段入江口封堵后截入裕溪河,对江建了凤凰颈闸(站),可汇入长江,也可以汇入裕溪河。

  (三)历史大洪水

  巢湖地处江淮分水岭地区,季风气候和南北方冷热空气频繁遭遇,形成暴雨,加之受长江高水位顶托,流域洪水宣泄不畅,巢湖周边和沿江地区地势低洼,历朝历代不断围垦,形成约313万亩圩区,极易成灾。有记录的全流域大洪水就有1954、1969、1983、1991、2016年等年份,基本上10年就有一次大洪水,20年就有一次特大洪水,据调查,1849年发生了超纪录洪水,巢县水位调查洪痕13.54米,约为170年来第一位。

   

   二、巢湖流域2020及历史大洪水

  有记录的全流域历史大洪水有1954、1969、1983、1991、2016年,此外,还有1931年和1849年调查大洪水。

  巢湖流域大洪水成因和灾情大小主要取决于:

  (一)30天最大降雨量(mm)

  洪水一般统计1、3、7、15、30、90天最大暴雨量,根据历史资料统计,巢湖流域大洪水灾情取决于巢湖流域30天最大暴雨量。

   

  (二)长江最高洪水位(实测)

   

  (三)圩区溃口面积(实际发生,万亩)

  巢湖流域分布大小圩区约313万亩,每当发生大洪水,都会有大量圩区堤防溃破,几个大洪水年,溃口面积如下:

   

  (四)巢湖最高洪水位

  巢湖最高洪水位是上述多个因素叠加而成的结果,包括流域降雨量,长江高水位天数,支流入江泄量,巢湖和流域底水,圩区溃口面积。巢湖最高洪水位直接影响合肥市,巢湖市城市防洪安全。

   

  (五)2020巢湖流域蓄洪量

  巢湖流域洪水,山丘区汇流快,长江大洪水顶托,主要蓄在沿江水网圩区,和巢湖,圩区约313万亩,是防洪保护区,但是,由于洪量大,都需要放弃一部分。2020年,蓄洪情况:

  (1)兆河东大圩蓄洪区7月18日蓄洪2.6亿。

  (2)圩区蓄洪9个大圩177个小圩进洪约15.8亿。

  (六)巢湖汛前蓄水量(5月底,亿立米)

   

  与历史大洪水比较,2020年30天最大降雨量排第2位,长江最高洪水位排第2位,破圩面积排第4位,巢湖蓄水量排第1位,比1991年多5亿,按照平均破圩水深3.5米,相当于破圩面积21.4万亩,总破圩面积约合到89.4万亩,比1991年多近10万亩,因此,2020年和1991年洪水频率接近,受长江高水位顶托,不排除长江洪水因上游抢排因素人为加大了巢湖流域洪水灾情等因素。按照和1991年同频率计,2020年约合50年一遇。

  三、巢湖流域防洪规划设计(1994版)

  巢湖流域历次编制完成的规划有,1958年《巢滁皖流域规划》、1974年《巢湖流域水利规划》、1985年《巢湖流域水利规划补充报告》、1994年《巢湖流域防洪规划报告》。1994年,在前三个流域规划基础上,编制了流域防洪专项规划,该规划获得了水利部审查通过,省政府批准。2016年编制的《巢湖流域治理规划》已经完成修订稿。

  巢湖流域防洪规划对防洪保护区进行了划分,并确定了设计标准,对泄洪工程、蓄洪工程和防洪工程进行了布局,确定了设计标准,对控制运用提出了调度原则,为防洪决策依据。

  (一)防洪保护区

  巢湖流域防洪保护区划分为:

  (1)合肥市城市防洪保护区,防洪标准近期50年一遇,远期100年一遇。

  (2)巢湖市城市防洪保护区,20~50年一遇。

  (3)3万亩以上大圩区,20年一遇。

  (4)3万亩以下圩区,10~20年一遇。

  巢湖闸上圩区约104万亩,巢湖闸下圩区约209万亩,共约313万亩。部分圩区是城市防洪区。为了保证城市安全,低标准圩区需要强行溃破,保护城市安全。设计是采用有区别的标准:巢湖防洪水位分为12.5、12米,超高分为2.5米和2米。

  (二)主要防洪工程

  1.堤防

  巢湖流域堤防总长约3072公里,其中,巢湖闸上1523公里,(沿湖堤防106.4公里);巢湖闸下堤防约1549公里(长江大堤129.5公里)。

  堤防是主要防洪工程,堤防的设计水位,大圩防御巢湖洪水位12.5米,超高中小圩防御巢湖洪水位12.0米。

  2.泄洪工程

  兆河+西河治理+凤凰颈闸(站)。

  神塘河站(待建)。裕溪河治理。

  牛顿河治理。

   

  3.蓄洪工程

  2020年,巢湖蓄水量59.3亿;兆河东大圩蓄洪2.6亿;圩区9个大圩177个小圩进洪约15.8亿。规划蓄洪区只有东大圩。

  4.防洪水库

  巢湖流域建设有3座大型水库,主要建设任务和规模:

  董铺水库:1956年建成,以防洪为主,结合城市、工业供水,结合灌溉水库,目前,已经成为防洪和城市供水为主,土坝,总库容2.42亿立方米。

  大房郢水库:2003年建成蓄水,以城市防洪为主,结合城市供水,为合肥市留有蓄洪库容5100万立米,防洪高水位30.52米,总库容约1.8亿立方米。

  龙河口水库:1958年建成,以防洪灌溉为主,流域面积1120平方公里,土坝坝高34.1米,总库容8.48亿立方米。

  (三)防洪工程控制运用

  1.堤防

  (1)中小圩防御巢湖12米洪水位,超过该水位,不再保证。

  (2)大圩防御巢湖12.5米洪水位,超过该水位,应相机进洪。

  超过该设计水位,应适时进洪,以确保合肥市巢湖市堤防安全。

  2.泄洪工程

  (1)凤凰颈闸(站)、神塘河站:汛期及时排泄洪水入长江,当长江水位高于西河水位时,关闸拒洪倒灌。

  (2)裕溪河:汛期优先排泄巢湖洪水入长江,当西河凤凰颈关机时,相机黄洛河闸开启,放入裕溪河,排入长江。当长江水位高于裕溪河水位时,开闸,抽排水入长江。

  (3)牛顿河:是巢湖最下游的通道,泄流条件最好,据计算,其泄洪量约占总排江量的47%,因此,尽可能开闸泄洪;当长江水位高于牛顿河水位时,关闭新桥闸。

  (4)东大圩蓄洪区:到达蓄洪水位,进洪。

  3.水库工程

  巢湖流域水库众多,大型水库有龙河口水库,董铺水库,大房郢水库,中小型水库很多座,大型水库没有巢湖蓄洪任务。

  (1)龙河口水库,主要为杭埠河,丰乐河防洪调度。

  (2)董铺水库,保坝水位以下时,控制南淝河水位不超过保证水位,保坝水位以上时,畅泄。

  (3)大房郢水库调度同董铺水库。

  (四)溃口面积(规划计算,万亩)

   

  从规划设计结果看,中小洪水,水利工程减灾作用明显,但是,大洪水或者特大洪水,水利工程的作用是有限的。随着长江上游沿江排洪能力提高,圩区堤防加固,圩区溃口大大减少,加之,三峡错峰调 度方式,长江中下游高水位时间拉长,对支流排洪机会有所减少,当巢湖流域遭遇大洪水,圩区蓄洪是不可避免的,溃口面积在几十万亩, 所以,圩区如何及时主动蓄洪,是巢湖流域应对大洪水的根本措施。

  按照规划设计,大圩的溃口水位是巢湖12.5米,中小圩溃口水位是巢湖12米, 这是合肥市,巢湖市防洪安全必须的措施,圩区不按设计水位溃口,根据天气预报,适当的超标准挡水,中小洪水能少溃破一些圩区,但大洪水对合肥巢湖市是非常危险的。堤防超标准挡水,长期高水位浸泡,酿成险工险段,灾后维修加固任务重。

  在规划设计阶段,圩区划分为不同标准的保护区,不是蓄洪区,因此,进洪不赔偿, 也是圩区蓄洪难的主要原因。堤防加固以后,自然溃破很少,主动溃破的必要性日显突出,主动溃破地方财政面临赔偿压力,地方财政赔偿有压力,跨区域赔偿更难,也缺少法律保障。

  四、巢湖流域防洪形势变化及存在问题

  (一)圩区堤防加固后,经常超标准挡水

  过去堤防矮小,大部分是自然溃口,除险加固后,自然溃口基本没有了,防汛基本上都是超标准挡水,造成:

  (1)雍高巢湖洪水位,危及巢湖、合肥市防洪堤安全。

  (2)圩堤超标准运用,堤身高水位浸泡,造成堤身受伤。

  (3)不进洪或者少进洪,圩区防洪标准间接提高,引的重要企业入驻,加重进洪损失。并且形成攀比,竞相比拼,壅高了江湖水位,间接加大了洪水。

  (4)农业保险主动进洪不赔付,政府没有赔付制度,赔偿无保障。

  (二)圩区人口减少,新建房屋比较耐淹

  随着城镇化加速,农民出去务工,圩区常住人口减少,有了经济收入,民房普遍改善房屋,大部分都建成了楼房:

  (1)农田流转率比较高,设施农业淹没损失大,大多都参加了农业保险,但是主动进洪不赔付。

  (2)土房子几乎不见了,大多建成了楼房,大水时,倒塌房屋减少了,财产也便于安全转移。

  由此可见,农村圩区进洪损失主要是农业,而且集中在流转大户头上,淹没倒塌房屋大大减少,设施农业和企业损失大。

  1.城镇开发不断占用圩区,防洪资产不断增加

  合肥市、巢湖市圩区人口和资产不断增加,防洪堤防洪标准有待提高,但是,这两座城市防洪标准提高,只能依赖于农村圩区的主动溃破,因为从防洪调节计算结果看,即使规划的全部工程顺利实施,仍需要依赖圩区溃口进洪,所以,城乡圩区进洪补偿急待制度化、法制化。

  2.圩区进洪赔偿费用政府承担,受益人只享受利益没有义务

  巢湖流域圩区约313万亩,其中部分已经被城市占用。占用低洼地区是不需要承担防洪保护费的,因此,开发商喜欢开发近湖的圩区,加重了防洪负担。

  (1)从现状和规划设计结果看,大洪水是需要蓄洪的。

  (2)巢湖流域经常发生大洪水。圩区蓄洪要频繁使用。

  (3)赔偿费靠各级财政,没有可靠来源,也没有法律保障。

  (4)农圩死保死抗,扛不住,进洪无赔付,扛住,逼高巢湖洪水位,巢湖、合肥城市不安全;如果主动进洪,财政不堪重负。决策难、赔付也难。

  城市依靠农村圩区溃破保安全,在巢湖流域特别突出。沿巢湖的农村圩区主动进洪,财政赔付压力大,就尽可能不进洪,城市风险升高。长江洪水位持续升高也是成灾的原因之一,鄱阳湖、洞庭湖上游等沿江圩区加固后,大量建设外排泵站,进洪圩区面积大量减少,都是因为淹没赔偿问题,上游进洪,下游受益,政府赔付,上下游矛盾问题很突出。“我受益、你遭殃、他付钱”的进洪赔付模式,严重危及重要城市防洪安全。而且,不惜代价硬抗,堤防超标准挡水,损毁严重,也是政府维修。

  3.牛顿河分泄洪难

  (1)牛顿河是巢湖洪水泄洪主要通道,没有建成。

  跨巢湖、马鞍山、芜湖,全长48.8公里,设计分洪流量460立方米/秒,设计流量700立方米/秒,世行贷款项目建设了一期工程,剩余工程尚未全部建设。

  (2)跨合肥、马鞍山、芜湖市,进洪赔偿难。

  牛顿河两岸圩区堤防没有达标,进洪损失在马鞍山市,受益是合肥市,进洪赔偿问题没有协议。

  4.神塘河排涝站尚未建设

  (1)神塘河是巢湖流域西河上的对江排洪灌溉两用站,设计排洪流量150立方米/秒,灌溉100立方米/秒。目前还没有建成。

  (2)从2020年洪水看,排江流量应尽可能加大。

  5.长江洪峰坦化,持续时间增长

  三峡建成后,沿江县市普遍反映,长江高水位时间拉长,支流自流长江的机会减少。水库防洪作用是坦化洪水过程,对支流排洪有不利的一面。

  6.低洼地资产不断增加

  由于低洼地没有遵循城市建设限制,价格低,吸引低洼地开发,导致资产不断增加。城市防洪资产逐年增加。

  五、巢湖流域防洪对策探讨

  巢湖流域位于长江中下游地区,历来是长江流域和安徽省防洪重点难点,因为涉及合肥和巢湖两座较大城市。

  (一)尽快完善巢湖流域防洪工程措施

  1.加快完成牛顿河泄洪工程

  牛顿河是巢湖洪水的主要泄洪通道,从计算成果看,泄洪量占总泄量的47%,应该作为专项工程,抓紧设计,对受影响的圩区堤防进行加高加固。

  2.加快建设对江排洪站

  神塘河站是西河洪水的主要排江工程,可以显著减轻巢湖和裕溪河洪水,应该作为单项工程,尽可能加大规模,按照河道设计排洪流量研究建设。裕溪河建设排洪站应尽快开展可行性研究。

  3.堤防加固工程设置主动进洪设施

  巢湖流域低标准圩区蓄洪是保障城市防洪保护区的必要设施,堤防加固和主动进洪设施设置应作为重要工程配套建设,对于低标准堤防,不得提高标准。主动进洪设施,建议研究可满溢堤防,一种既可以有效削峰进洪,也可以减少决策难,难决策的新型堤防。

  (二)建立完善防洪非工程措施

  目前,淹没赔偿是政府买单,也就是,“A受益,B受灾,C赔偿”,受益方只有好处没有义务,因此,圩区防汛超标准硬抗。2020年,巢湖水位高达13.4米,堤防设计标准12.5米,严重超标,南淝河水位逼的很高,这对两座大型水库调度会造成决策难,是很危险的。巢湖设计水位12.5米是反复论证,并且是经水利部审查批复的,超设计防洪,也是一直以来的做法,但是,随着城镇化加快,合肥市防洪堤标准已经偏低了,圩区不按设计进洪,更加降低了城市防洪标准,超的太多,是很危险的。根本原因是进洪赔偿难。

  发达国家的通行做法,就是洪水保险制度,按照防洪资产和保证率确定保险费,资产越多,保证率越高,保险费越高。不在防洪保护区的,不需要保险。政府划出安全区,是没有洪水风险的,这样,居民就会逐步离开低洼地区。农田进洪有赔偿,实际上,进洪涵养了土壤,增加了土壤养分,十年左右进一次洪,对农田是有益的。关键是主动进洪也要赔偿,这需要法律保障。

  六、开展2020大洪水若干问题研究的建议

  (一)关于圩区蓄洪的若干问题

  1.圩区主动进洪保险条例研究

  大洪水或者特大洪水,沿江低洼地区圩区蓄洪是不可避免的,目前,圩堤高度已经难以复加,仅仅巢湖流域堤防就长达3000多公里,加高,需要大量挖压占地,取土困难,蓄洪区原本是洪泛区,土地肥沃,农民反映,进一次洪,几年不用上化肥,这方面尚缺乏系统研究。从制度上,心理上、经济上农村圩区主动进洪的研究已经迫在眉睫。

  2.圩区居民安居问题研究

  安居工程是减少主动进洪损失的重要内容,急需加强调研,征求居民意见,研究主动进洪圩区的安居工程,耐淹设计,财产转移到楼上的便捷设计等,做到大水不倒,小水不跑,中水不搬。

  3.圩区经济设施布局和耐淹设计研究

  有些耐淹蔬菜大棚,村庄和企业集中保护区划分,基础设施耐淹改造,尽可能减少淹没损失的若干问题。

  (二)关于长江流域圩区主动进洪条例

  安徽省位于长江中下游,上游不蓄洪,加大了下游压力,长江大洪水频率高了,越来越严重。安徽有些低洼地区普遍反映,支流入江的机会少了,几乎过几年淹一次,如何统筹长江流域圩区主动进洪制度,把政府赔付变为受益者赔付,已经是非常紧迫了。否则,如果发生特大洪水,那将是灾难性的。“我受益、你受灾、他赔付”模式不能再继续了。

  (三)关于超标准挡水的限制研究

  水利工程都是有标准的,目前,防汛调度基本遵循设计指标,适度超蓄,经过防汛部门批复是可以的,但是,超设计是有限度的,最大超蓄多少,需要作出限制,因为在利益面前,过于有弹性,不利于决策。

  (四)大洪水的益处的研究

  2020年大洪水发生前,2019年安徽发生了大干旱,为合肥城市供水的大别山区6大水库降低到死水位运行,合肥城市供水告急,2020大水后,全部蓄满,1000万亩耕地和2000多万人有了水源。大洪水对土壤涵养和水质净化是有好处的。大洪水益处的研究,还很少。

  洪水是河湖健康的重要指征,如何正确认识河流洪水,研究洪水的益处,与洪水正确相处,从容以对,研究农业圩区浅淹、常淹,有赔付;城市圩区少淹,付费买安全,主动进洪有赔付,防洪保安有代价,分散风险,避免灾难性大洪水来临时发生巨大损失,是非常必要和紧迫的。

  [参考文献]

  [1]巢湖流域防洪规划报告(1994.4),安徽省水利水电勘测设计院

  [2]2020 年安徽省汛期雨水情总结(2020.10),安徽省水文局

  [3]2020年安徽省梅雨期暴雨洪水初步分析(2020 .8),安徽省水文局

  [4]安徽省水文年鉴(1954、1969、1983、1991、2016年),安徽省水文局

  [5]巢湖流域治理规划(修订本)(2017.7),安徽省水利水电勘测设计院

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