長江

亞洲第一長河

我們的母親河

匯聚1萬餘條支流

佔據全國徑流量的1/3

滋養近5億人口

流域橫跨全國19個省市自治區

(萬里長江靜靜流淌過千年古城荊州,攝影師@鄧雙)

但是長江頻發的大洪水

又帶來巨大災難

1931年死亡14.5萬人

1954年死亡3.3萬人

1998年死亡1526人

(以上數據僅包含直接死亡數)

而當2020年的滔滔洪水

再次來襲

我們

如何才能守衛?

(位於湖北省鄂州市的觀音閣下部被江水淹沒,攝影師@馮光柳)

01

堤防

長江源於青藏高原

容納百川東流入海

按地形大致可分爲

七個區域

(長江水系地形圖,請橫屏觀看,製圖@陳志浩/星球研究所)

最西端的江源區

高寒少雨、荒無人煙

河水肆意橫流

(長江北源楚瑪爾河,攝影師@劉夙培)

橫斷山區、秦巴-武陵山區

則山高谷深

洪水受地形束縛

難以漫流

危害相對較小

(流經雲南省麗江市古城區金安鎮附近的金沙江,攝影師@李祺)

這裏的城鎮鄉村

也大多明顯高於河面

並不用建起高大的堤防

需要防範的主要是山洪泥石流等

(金沙江邊的攀枝花市沿河谷兩岸分佈,攝影師@君子裕)

低窪的四川盆地

雖匯聚四方來水

但由於地勢抬升

河流下切較深

大洪水的威脅只限於河邊少數地區

(金沙江畔背山面水的宜賓,攝影師@水手鄭志華)

最東端的長江下游區

自江西省湖口縣至入海口

沒有大的支流匯入

且江闊水深、東臨東海

洪水容易下泄

因此這裏的大洪水

往往來自中上游而非本地

而緊鄰中游的安徽河段最易受影響

(安徽省蕪湖市長江江面,請橫屏觀看,攝影師@張浩然)

江漢-洞庭盆地與鄱陽湖盆地腹地

則是飽受洪水之苦的最主要地區

這裏地勢低窪

前者海拔普遍在20-40m

後者則爲10-30m

四周羣山環繞

大小河流紛紛向中心匯聚

(長江中游兩大盆地示意,製圖@陳志浩&鄭伯容/星球研究所)

河水與泥沙

沖積出肥沃的土地

人煙稠密、經濟繁榮

(武漢市西郊漢江兩岸的農田、村鎮,圖片來源@VCG)

但盆地內河流落差小

水流易於壅塞

每到汛期

上游下泄的洪水

本地降下的暴雨

下游頂託的水流

三者合力迅速推高

幹流與支流的水位

再加上

膨脹的人口圍湖造田、開荒種地

許多能調蓄洪水的湖泊

顯著萎縮甚至消失

洪水無處宣泄

(江西省餘干縣康山鄉的圩[wéi]田,位於鄱陽湖東南,圖片來源@VCG)

於是

最早自東晉起

盆地中生活的人們

開始在長江兩岸築起堤防

作爲抵禦洪水的基礎防線

但堤防束縛水流的同時

也阻礙了泥沙溢出河道

大量泥沙在河道內淤積並抬高河牀

大堤也不得不相應加高

形成惡性循環

(荊江大堤上的荊州萬壽寶塔,建於明代,由於大堤不斷加高,塔基已低於堤面7m多,攝影師@鄧雙)

與此同時

受制於技術和經濟條件

早期許多堤防並不牢靠

每到汛期屢屢潰口

洶湧的洪水撕裂大堤

沖刷地表

常形成深達數米的深潭和水道

洪水肆意橫流、氾濫成災

所到之處房倒田毀、慘絕人寰

(長江中下游大洪水淹沒範圍示意[1870/1931/1954],請橫屏觀看,製圖@陳志浩/星球研究所)

1931年長江中下游大洪水

造成14.5萬人死亡

其中湖北6.6萬、湖南4.7萬

1954年長江中下游大洪水

造成3.3萬人死亡

其中湖北3.1萬

而潰口留下的痕跡

甚至歷經百年也難以磨滅

(荊江文村甲潰口扇影像圖,1842年文村潰口形成該潰口扇,也稱決口扇,潰口形成的深潭被開發爲魚塘,而水道則被種上了水稻等作物,製圖@陳志浩/星球研究所)

新中國成立後

尤其是經歷了1954年及1998年大洪水後

我們全面加固和擴建了原有堤防

形成了長約64000km的堤防體系

其中以湖北、湖南、江西及安徽最長

包括約3900km的長江干堤

(安徽省安慶市長江兩岸江灘被水淹沒,江水直逼長江大堤,攝影師@陳肖)

漢江、湘江、贛江等

支流堤防

(湖北省仙桃市漢江大堤,大堤兩側分佈着防護林,攝影師@李念)

洞庭湖和鄱陽湖等

湖泊堤防

(江西省鄱陽縣的珠湖聯圩,左側鄱陽湖水高漲,右側珠湖由於圩堤保護水位較低、水體清澈,圖片來源@VCG)

及城市堤防等

(2020年7月12日,南京下關長江水位已顯著超過城市地面,市民在防洪牆上的步道上散步,圖片來源@VCG)

在低窪的兩大盆地腹地

很多堤防高於城鎮、鄉村

成爲海拔最高的地方

堤防守護着

廣闊的平原與大小城鎮

以著名的長江荊江河段爲例

它在平原上肆意蜿蜒

(荊江曲流,左側爲湖南省岳陽市和洞庭湖口,荊江指宜昌枝城至岳陽城陵磯之間的江段,攝影師@蓑笠張)

在荊州城區的水位常常超過40m

1998年大洪水時

甚至達到45.22m

而堤內的荊州城區高程大多不足35m

正所謂

“萬里長江,險在荊江”

一道牢固的堤防

就成了當地的生命防線

(高出荊州城區十多米的荊江大堤,攝影師@鄧雙)

大堤的高度

一般依據歷史最高洪水位設計

稱爲設計水位

也叫保證水位

堤頂則根據大堤的重要性等

還要超過設計水位1.0~2.5m

以防水流溢出

(2020年7月23日,荊州監利城區的長江水位接近保證水位,江水淹沒了江灘,接近大堤頂部,攝影師@向源翰)

大堤由近似梯形的人工填土築成

地基常含有砂層、大堤也混有砂粒

因砂粒間孔隙大

易滲水破壞大堤安全

有的大堤還嵌入了豎直的防滲牆

以防大堤潰決

(荊江南岸大堤防滲牆示意,本文水位一般指吳淞高程,吳淞高程-黃海高程≈1.7m,製圖@王申雯/星球研究所)

而對於橫跨兩江四岸的武漢

城區緊鄰江邊

堤防建設空間有限

難以提升堤防高度

於是又在原有土堤的基礎上

修築了防洪牆

(武漢漢口龍王廟前的防洪牆,江水淹沒了江邊的步道,與堤內地面僅隔着一堵牆,圖片來源@VCG)

防洪牆主要由混凝土構成

樹立在河岸上

相對於填土築堤

節省了建設空間

牆頂可高出地面3~5m

(武漢武昌城區防洪牆示意,製圖@王申雯/星球研究所)

在修築堤防的同時

我們也開展了河道整治工程

例如下荊江裁彎取直工程

減少了河道曲流

使該河段水流速度加快

排洪能力更強

不過這也加大了下游防洪壓力

(下荊江河道演變示意,其中中洲子和上車灣爲人工裁彎,下荊江指藕池口以下的荊江,製圖@陳志浩/星球研究所)

憑藉堤防加固和河道整治

自1954年後長江主要干支流

已經鮮有潰口發生

但考慮到高大的堤防

建設成本高

佔地多、影響生產生活

堤防的防洪能力並不能無限提升

如長江荊江河段

防洪標準僅爲10年一遇

武漢河段爲20~30年一遇

一些支流堤防甚至更加脆弱

因此難以保證兩岸安全

我們需要第二道防線

(2020年7月16日,湖北省陽新縣軍墾農場富水潰口後,直升機通過吊裝網兜、空投石塊等封堵潰口;所謂N年一遇,表示某年發生特定大小洪水的概率爲N分之一,並不是說N年只發生一次;圖片來源@VCG)

02

水庫

當洪水來勢兇猛

長江行洪能力捉襟見肘時

上游的水庫可以攔蓄洪水

降低下游河道堤防的壓力

最著名的莫過於

三峽水庫

(三峽大壩,攔蓄江水形成三峽水庫,圖片來源@VCG)

由於長江洪澇災害嚴重

防洪是三峽水庫的第一任務

發電倒是其次

其水電裝機容量高達2250萬kW

遠高於前世界第一大水電站

南美洲伊泰普水電站的1400萬kW

但兩者發電量相當

主要原因就在於

三峽水庫承擔着艱鉅的防洪任務

(雲霧繚繞的三峽大壩,請橫屏觀看,攝影師@李心寬)

每年冬半年

三峽水庫逐步蓄水至正常蓄水位175m

相應庫容爲393億m

遠高於鄱陽湖的容積

超過百米的高差和充足的水量

可以轉化爲巨大的電能

但每年6月10日之前

三峽水庫要將存水排出

把水位降低至汛期限制水位145m

以留出充足的庫容防洪

汛期大量江水白白流走

這就減少了發電量

(三峽大壩開閘泄洪,圖片來源@VCG)

三峽水庫的防洪庫容

高達221.5億m

佔總庫容的一半多

就在今年7月初

洞庭湖城陵磯站與鄱陽湖湖口站

水位均接近各自保證水位

情況十分危急

(2020年7月18日,江西省九江市鄱陽湖的落星墩,低處被湖水淹沒,圖片來源@VCG)

三峽水庫緊急削減下泄流量

一週內攔蓄洪水約30億m

緩解了兩湖的燃眉之急

不過僅靠三峽水庫

還不足以滿足防洪需求

因此數十年來我們建成了

5萬多座水庫

總庫容達3600多億m

相當於9個三峽水庫

組成了一個

超級水庫羣

其中41座控制性水庫

防洪庫容達598億m

可以裝下兩個鄱陽湖

(納入聯合調度的控制性水庫,這些水庫防洪功能強、作用大,製圖@陳志浩&王申雯/星球研究所)

包括雅礱江上的

二灘和錦屏一級等水庫

金沙江上的

溪洛渡水庫

(位於四川和雲南之間的溪洛渡水庫,攝影師@柴峻峯)

及向家壩和烏東德等水庫

(雲南省水富市附近的向家壩水庫,攝影師@柴峻峯)

也包括漢江上的丹江口水庫

清江上的隔河巖和水布埡水庫

沅江上的五強溪水庫

等等

(湖北省宜昌市的隔河巖水庫,請橫屏觀看,圖片來源@VCG)

通過上述水庫的聯合調度

荊江河段防洪標準

從10年一遇提高到100年一遇

遠高於堤防本身的防禦能力

其下游河段防洪能力也相應提高

這也是雖然近年洪水頻發

但再沒有出現類似1998年洪水時

那種被動局面的重要原因

(三峽水庫防洪作用示意,遇1870年型洪水是否運用三峽水庫淹沒範圍對比,製圖@陳志浩/星球研究所)

再者

爲了避免泥沙淤積減少水庫庫容

我們還實施了

水土保持重點防治工程

通過植樹造林、退耕還林還草等

有效減輕了長江流域水土流失

(貴州畢節納雍縣百興鎮埡口村的人工林,圖片來源@VCG)

當然

即使有數萬座水庫

但我們依然無法“馴服”桀驁的長江

首先

與近1萬億m的長江徑流量相比

防洪庫容還很不足

而且水庫不能無限增加

它需要佔用大量土地

對於人多地少的中國來說

代價巨大

(水色翠綠的清江隔河巖水庫,圖片來源@VCG)

其次

這些水庫大多位於長江干支流上游

但暴雨頻繁、受災最重的中下游

卻因地勢平坦

難以修建水庫

即使大如三峽

對於距離遙遠的武漢以下河段

防洪作用也十分有限

(湖北省恩施州清江水布埡水庫,攝影師@李雲飛)

因此

我們還需要

第三道防線

03

蓄滯洪區

當出現堤防和水庫

都無法抵禦的超額洪水時

蓄滯洪區

便登場了

它地勢低窪

外圍是高大的堤防

堤防上設置有閘門

平時將洪水隔離在外

在分洪時閘門開啓

把洪水“引狼入室”

(江西省上饒市餘干縣的鄱陽湖康山片區,大堤右下爲康山蓄滯洪區,左上爲鄱陽湖,圖片來源@VCG)

在1870年

宜昌長江干流的洪峯流量

曾高達105000m/s

遠超荊江河段的行洪能力

以這樣的流量

只需130多秒即可填滿杭州西湖

2天半即可填滿三峽水庫的防洪庫容

(三峽大壩下游的老黃陵廟,1870年大洪水淹沒了廟內禹王殿立柱,圖片來源@VCG)

雖然現在通過三峽水庫等的調蓄

可以將流量削減至80000m/s以內

但這仍然超過荊江的承受範圍

這時候就需要蓄滯洪區了

1952年春

30萬軍民只花了75天

便完成了荊江分洪區的建設

分洪區面積達921km

幾乎相當於鄱陽湖的1/4

有效蓄洪容積可達54億m

爲三峽水庫的1/4

(荊江分洪區示意,製圖@陳志浩&王申雯/星球研究所)

而僅僅兩年後的1954年

20世紀最大的大洪水席捲而來

這裏先後三次分洪

成功降低了荊江河段水位

避免了更大危險

這次實踐充分證明了

修建蓄滯洪區的正確性

(荊州城區對岸,荊江分洪區內的公安縣埠河鎮沿着大堤分佈,攝影師@鄧雙)

目前

長江中游幹流已建成了

42處主要蓄滯洪區

總面積約1.2萬km

相當於兩個上海市

有效蓄洪容積爲589.7億m

與長江控制性水庫羣的防洪庫容相當

(長江中下游幹流蓄滯洪區分佈,請橫屏觀看,製圖@陳志浩/星球研究所)

這些蓄滯洪區分佈於

長江干流兩岸和鄱陽湖、洞庭湖周圍

例如荊江分洪區

作爲唯一的

重點蓄滯洪區

對於荊江河段的安全至關重要

是蓄滯洪區的“領頭羊”

武漢沉湖附近的

杜家臺蓄滯洪區

是武漢、漢川、仙桃等地的守護者

(湖北省仙桃市漢江杜家臺分洪閘,是杜家臺蓄滯洪區的進水閘,自1956年建成以來已啓用了20餘次,攝影師@尹權)

此外

1998年以來

長江中下游

嚴重阻礙行洪的洲灘民垸(yuàn)

相繼進行了平垸行洪、退田還湖

增加了蓄洪容積數十億立方米

(2016年湖北對武漢梁子湖中的一處垸堤永久爆破,實現退垸還湖,圖片來源@荊楚網)

然而

蓄滯洪區作用雖大

但其內往往有大量農田和城鎮

分洪前必須將居民遷走

那些遷不走的農田、房屋、工廠等

則將淹沒於水下

因此不到萬不得已

蓄滯洪區不會輕易啓用

04

看不見的體系

1998年8月16日夜

荊江大堤邊

面對遠超設計防洪能力的洪水

我們撤離了荊江分洪區內的

30多萬公安縣人民

爆破防淤堤的炸藥也已埋好

(荊江分洪區北閘,分洪時洪水將從這裏湧入公安縣,遠處爲荊江,攝影師@鄧雙)

如果分洪則數十萬人流離失所

幾十年積累的財富將化爲泡影

如果不分洪

則從荊州到武漢江堤隨時可能出現潰口

損失將更加慘重

(1998年大洪水期間,武漢人民在水中跋涉,圖片來源@VCG)

在那個不眠之夜

分洪區內的廣播

不停播發着即將分洪的消息

巡視人員不斷髮出預警信號

解放軍已經在北閘防淤堤待命

分洪區的百姓遠遠望着即將被淹沒的家鄉

各方專家與國家防總緊急會商

認爲

雖然洪峯水位超過歷史紀錄

但嚴守大堤可以挺過去

不建議分洪

最終

“共和國沒有開閘”

沿岸百萬軍民嚴防死守

長江干流沒有再潰口

而30多萬人的家園也保住了

(1998年9月15日清晨,首批6000多名人民子弟兵勝利完成抗洪救災任務,撤離江西九江;25萬九江市民揮灑着熱淚,送親人踏上歸途,攝影師@周國強)

而成功決策的背後

是一個看不見的體系

它構成了

堤防、水庫、蓄滯洪區三道防線之外的

最後一道防線

在這個體系裏

3萬多個水文、氣象站點

及衛星等組成的監測網

實時監測並反饋水雨情信息

爲防洪決策提供依據

(位於鄱陽湖口的湖口水文站,圖片來源@VCG)

從兩院院士到專業技術人員組成的

專家團隊

分析洪水形勢、預測未來趨勢

提出防洪應對方案

從國家防汛抗旱總指揮部

到各地基層組織組成的

行政體系

調度防洪人員、物資

決策、實施防洪的方案與措施

(向江西省永修縣修水三角聯圩潰口運送土石的車輛,攝影師@胡寒)

從解放軍到當地居民組成的

一線人員

巡視、加固堤防

實施搶險救災

(解放軍戰士在進行反濾體作業,預防大堤滲水危害,圖片來源@東部戰區微信公衆號)

這個看不見的體系

協調、運行着

數萬公里堤防

數萬個水庫

數十個蓄滯洪區

和數不清的閘、站、渠、泵等等

(江蘇省南京市滁河上的三汊灣水利樞紐,攝影師@周文軍)

正是這四道防線

共同構成了守護長江安瀾的保護網

保護着廣達180萬km的土地

保護着近5億人口

保護着全國40%的GDP

保護着全國30%的糧食產量

正是有了這四道防線

我們才能

“不管風吹浪打,勝似閒庭信步”

(2020年7月13日,武漢市區的江水快淹到黃花磯涼亭的亭頂,長江救援志願隊隊員在水中巡查,攝影師@張喬)

創作團隊

撰文:王朝陽

圖片:蔣哲睿、謝禹涵

設計:王申雯、鄭伯容

地圖:陳志浩

審校:擼書貓、雲舞空城

封面圖片來源:VCG

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