視覺設計:魏小默 程向菁菁
在湖北省宜昌市三斗坪鎮,三峽大壩下游4公里處的長江南岸,有一座面朝長江的木結構古建築群——黃陵廟。據介紹,黃陵廟是為紀念大禹治水而建,相傳始建於春秋戰國時期,後經歷朝多次修繕,如今保留下來的乃是明代萬曆年重建所得。在20世紀70年代開展的全國歷史洪水調查研究中,黃陵廟因見證並記錄了長江流域自1153年有記錄以來最大的一場洪水而多了一重身份——長江水文史料實物。這道洪痕,為三峽工程的設計與建設、長江流域的聯防聯調乃至水資源綜合利用等領域提供了寶貴的歷史數據。
黃陵廟 攝影 毛翔春
有史可考的長江流域最大一次洪水
1870年的春夏之際,長江流域的梅雨比以往下得更久一些。
7月13日至19日,長江上游(嘉陵江和長江幹流重慶至宜昌區間)流域發生了一次歷史上罕見的大暴雨,揭開了這場洪災的序幕。《合川縣誌》中記載:“夏殘洪水忽爭流,連雨滂沱漲不休”“六月既望(陰曆六月十六日)猛雨數晝夜……雨如懸繩,連三晝夜。”
就在此前的6月,江西鄱陽湖一帶大雨,湖南沅江上游及資江大雨,湖北漢江暴雨成災,已經抬高了長江中下游江河湖泊的水位。這意味著7月長江上游暴雨形成的大量來水對中下游的威脅將會比往常更大。
7月20日,洪水抵達湖北宜昌,很快將城內外吞沒。《宜昌縣誌》記載:“清同治九年六月,大水,川江暴漲,高數丈,洶洶入郡城,壞公私廬舍,居民紛紛上城墻避難。郡城內外,概被淹死。”據推算,當時長江宜昌段最大洪峰流量可達10.5萬立方米每秒,在匯集了支流洪水進入湖北枝江段後,洪峰的最大流量出現了——超過11萬立方米每秒。自枝江而下,洪水再無兩岸山地丘陵束縛,在荊江江段一路直奔,約150公里長的荊江南岸江堤幾乎全毀,北岸大堤在監利決口後,洪魔猶如解除了封印一般撲向江漢平原……
災情發生後,當時的湖廣總督李瀚章與湖北巡撫郭柏蔭將這場史無前例的洪災上奏朝廷。《再續行水金鑒》記載了同治皇帝下諭籌款賑災的情況。“八月丁酉諭李瀚章、郭柏蔭奏《川江水勢異漲,荊宜等屬猝遭水患並漢江時發,沿河民田坑堤漫淹一摺》:本年夏間,湖北大雨時行,江水陡漲,五月間漢水又發,以致宜昌郡城內外概被淹沒,荊州南岸公安地方被淹最重……各州縣均因各堤漫潰、田畝淹沒、人民遷徙。著李瀚章等督飾司道籌款發給,量予賑撫。”
據流傳下來的文獻記載,這場洪水的受災範圍從四川盆地一直延續到長江中下游平原,約3萬平方公里的地區淹沒,死傷人口不計其數。曾經的魚米之鄉赤地千里,方圓百里不見人煙。
洪水退去已百年,後人只能從記載中一窺這場最大洪水的可怕面目,唯有黃陵廟禹王殿內36根楠木立柱上保留下來的洪水痕跡,默默地訴説著這段歷史。
1985年黃陵廟啟動修繕工作,水利部長江水利委員會復核後認定立柱上保留的洪水痕跡與1870年最高水位水準一致,便留下黃陵廟禹王殿內東北角兩根立柱不刷油漆,作為重要水文文物標誌予以保存。今天,當人們走進禹王殿時,還能看到一百五十多年前的洪水痕跡,下面一塊木牌上寫著“老庚午(1870)年洪水至此”。
黃陵廟禹王殿內未刷漆立柱 攝影 但棣瑤
這場大洪水,不僅是一場災難,還直接改寫了長江流域荊江兩岸、洞庭湖區的水文地理特徵。今天的松滋河就是這場洪水決口後沖刷形成的,造就了如今荊江南岸四口分流的江湖格局,同時也影響著後來長江流域多項水利水電工程及設施的設計和建設。
一本重要“水賬”
一條水文數據,意義有多大?1877年設立海關水尺(近代沿江口岸建立的水位觀測設施)後,宜昌才有了長江水位的實測記錄。作為長江流域少有的百年老站,宜昌水文站記錄了百年來長江流經宜昌段的水沙全過程信息。這些數據不僅為人們提供了解長江的寶貴資料,對於水利水電工程的建設和運行更是發揮著重要作用。
宜昌水文站已有百年曆史 攝影 陳旋
“1870年那場大洪水,雖然沒有實測數據,但好在黃陵廟的位置相對固定,且黃陵廟到宜昌水文站之間也沒有其他主要支流匯入,我們便根據黃陵廟內立柱上留下的歷史洪痕推算得出當時長江宜昌段的最高水位達到了59.50米,這一推算結果為宜昌段長江水文歷史資料補足了一個重要數據。”長江三峽水文水資源勘測局宜昌分局副局長、宜昌水文站站長田蘇茂介紹説。
而對於正好選址在湖北宜昌的三峽工程來説,這條珍貴的歷史水文數據更顯意義重大。黃陵廟裏保留的1870年大洪水水位數據,相當於記錄了當地歷史上最大的一次洪水,為三峽工程防洪標準制定提供了參考依據,還為水庫大壩防洪調度提供了可靠的歷史數據支撐。關於三峽工程到底能防多大的洪水,人們常常提到的是“百年一遇”“千年一遇”“萬年一遇”的説法。要準確理解三峽工程的防洪標準,其中有兩方面的含義:一方面,三峽工程作為一種涉水工程,需要有一個確保自身安全的設計標準,這個設計標準一般採用“設計洪水”和“校核洪水”兩級指標來核定,即按照設計洪水指標進行設計,用更高一級的洪水標準進行校核,以提高工程在遇到罕見洪水時保障自身安全的能力;另一方面是指三峽工程對它的防洪保護對象的防洪保障標準,這個標準是針對三峽大壩下游防洪保護區的防洪能力來説的,也就是長江防洪形勢最嚴峻的一段——荊江河段(長江自湖北省枝江市至湖南省岳陽縣城陵磯段的別稱)。
宜昌歷史洪水位表 攝影 但棣瑤
“三峽工程大壩的設計洪水標準為千年一遇,校核標準為萬年一遇加大10%。也就是説,按照設計要求,三峽大壩在遇到千年一遇的洪水時可保持正常的工作狀態運行,遇到萬年一遇加大10%的洪水時仍可保證三峽大壩的自身安全。”時任水利部長江水利委員會副總工程師黃艷説,“1870年那場大洪水可以算得上是千年一遇的水準,其水文數據為大壩防洪標準的設計提供了參考。”
對荊江河段的保護而言,三峽工程的防洪標準就是通過三峽工程的調控,在荊江地區不分洪的條件下,使荊江河段的防洪標準提高到100年一遇(日平均最大流量達83700立方米每秒時通過調蓄使得湖北沙市水位不超過44.5米,可不啟用荊江分洪區);遇到1000年一遇的洪水或類似1870年特大洪水時,三峽水庫攔蓄配合荊江分洪措施,可保證荊江河段防洪安全,避免長江幹堤潰決、荊江地區發生像1870年一樣的洪水災害。
除了設計建設階段,工程投入運行以後,在防洪調度中也要依賴各類歷史及實時的水雨情等水文信息數據做分析決策。要想最大效率利用好三峽水庫防洪庫容,有效減少下游受災風險,就要在調度上下功夫。中國工程院院士、水利水電工程專家陸佑楣曾説:“三峽工程發揮作用的關鍵也就在於通過降雨量計算徑流量進而安排調控量。這個過程需要大量的數據作支撐,需要通過先進的技術對數據進行整合分析。”
要想實現精確調度,就需要有精準掌握長江流域水雨情監測預報的能力,監測預報就是水庫調度的“千里眼”“順風耳”。“對於長江上游流域洪水預報,目前三峽梯調已經達到‘10天以內看趨勢,5天以內看量級,2天以內看過程’的水準,並以此為依據來配合上級指令制定調度方案。”三峽梯調通信中心水資源部主任郭樂説。
2020年,長江流域迎來峰值遠超1998年的流域性大洪水。面對嚴峻的防洪形勢,長江水利委員會通過對以三峽水庫為核心的水庫群實施聯合調度,成功應對5次編號洪水。其中,三峽工程共攔蓄洪水295億立方米,特別是在長江流域最大洪水“長江2020年5號洪水”過境期間,三峽工程攔蓄洪水,有效避免了荊江分洪區運用,使分洪區內60萬人避免轉移、49.3萬畝耕地和10余萬畝水産養殖面積避免被淹,極大發揮了三峽工程大國重器作用。
長江水利委員會水文局長江水文情報預報中心主任馮寶飛説:“在2020年汛期的調度中可以看到,三峽工程累計攔蓄洪水量超過了221.5億立方米的防洪庫容,這説明期間經歷了多次騰出庫容又攔蓄洪水的過程,這就需要精準的測報和分析做支撐。通過聯合優化調度,三峽工程及時攔洪、適時泄洪,盡可能地發揮削峰、錯峰作用,才能充分發揮水庫的防洪效益。”
截至2024年9月底,三峽水庫累計攔洪總量超2100億立方米。其中,針對50000立方米每秒及以上量級的洪水開展防洪調度21次。
可以説,水利水電工程從前期設計到建設再到後期運行都要依賴水文數據做決策支持,記好一本“水賬”意義重大。
築起長江防洪“新長城”
今天,我們應對長江洪水的能力如何?若再遇上1870年那樣的洪水,結果會不一樣嗎?
2022年6月,長江水利委員會組織水文局聯合長江設計集團有限公司(原長江勘測規劃設計研究院),就假設再次發生1870年曆史特大洪水進行了模擬演練。
研究人員首先通過“科技利器”復原當年形勢場和雨、風、濕、溫等多維度天氣因素,用歷史洪水信息進行時空多尺度擴容搭建起了1870年洪水本底,然後模擬了長江流域控制性水工程聯合調度、幹流堤防高水位運行、中下游蓄滯洪區分洪運用等關鍵決策過程。“模擬調度的結論是,即使發生1870年那樣的洪水,我們也有能力不會再遭受1870年那樣的災難了。”黃艷説。
能夠防止歷史重演,靠的正是為保長江安瀾築起的“新長城”——長江流域防洪體系。
“在這次模擬調度過程中,三峽工程可發揮對長江上游洪水至關重要的調控作用,配合蓄滯洪區運用,保證荊江河段行洪安全,避免兩岸幹堤漫決帶來毀滅性災害。同時,在目前整個長江防洪體系發揮作用的情況下,還可以在現有規程規定的調度方式基礎上,結合水文氣象預報,進一步挖掘三峽水庫的蓄洪作用,減少分蓄洪區的使用,從而取得更大的防洪效益。”黃艷解釋道。
為什麼要建立全流域的防洪體系呢?有了三峽工程還不夠用嗎?
眾所週知,長江流域面積達180萬平方公里,幾乎佔全國國土面積的五分之一,在這麼寬闊的範圍內,由於降水時空分佈不均,導致長江流域洪水的形成往往是一個複雜多變的過程。從地理位置來説,三峽工程式控制制流域面積主要在長江上游約100萬平方公里範圍,中下游80萬平方公里面積內,有幹流也有支流,有河流也有湖泊,各地區的氣象水文情況複雜多變,僅僅憑藉一個三峽工程無法解決全部問題,要實現長江全流域的防洪必須依靠系統工程。
為了實現長江全域安瀾,從新中國成立初期開始,我國就開啟了針對整個長江流域的防洪體系建設工作。經過長期建設,目前長江流域基本建成了以堤防為基礎,三峽工程為骨幹,其他干支流水庫、蓄滯洪區、河道整治相配合,平垸行洪、退田還湖、水土保持等工程措施與防洪非工程措施相結合的綜合防洪減災體系,防洪能力得到顯著提高。
黃陵廟航拍全景圖 攝影 崔徐波
2022年,隨著白鶴灘水電站全面投産,長江幹流上“六庫聯調”的格局全面形成。沿江而下,烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩、三峽、葛洲壩6座大型水電站連珠成串,長江幹流上納入聯合調度的水工程防洪庫容進一步增大。
2024年6月,《2024年長江流域水工程聯合調度運用計劃》獲水利部批復。計劃啟用後,進一步擴大了聯合調度範圍並優化梯級水庫聯合調度方式。目前,納入聯合調度的水工程總數已增至127座(處)。其中53座控制性水庫總防洪庫容約706億立方米,相當於三個多三峽水庫的防洪庫容。長江流域水工程聯合調度對整個長江流域防洪、供水、生態保護、發電以及航運等多方面意義重大,是推動長江經濟帶發展的重要舉措,是守護千萬百姓美好生活的強大利器。
如今的黃陵廟,靜靜地屹立在長江之濱。禹王殿內高懸的牌匾上,“鑿石安瀾”四個字已成為現實。人們來到禹王殿內,不再只是祈求長江安瀾、風調雨順,更多的是追思和致敬我們世世代代勇敢抗擊洪水的先祖。(三峽集團供稿 統籌策劃 王東紅 喻清卿 文案 但棣瑤)
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