長江流域典型水文城鎮類型及其洪澇問題淺析

■ LIAO Kai HUANG Yiru

1 研究背景

全球氣候變暖涉及了一系列復雜的環境現象，包括北半球中高緯度地區降雨量逐漸增長、強降雨時間增多、部分地區干旱季節的增長、海平面上升等；同時，在城鎮城市化推進過程中，在道路、市政、城鎮建設驅動下，城鎮范圍不斷擴張，用地性質改變，造成了地質破壞、水土流失、建筑密集、地面硬化、河道淤塞等社會—生態不協調問題，是導致城鎮雨洪災害的主要原因。

不斷增加和突破極限的暴雨和地表徑流挑戰著長江流域涉水城鎮及其水利工程的承洪能力，人類面對洪澇的節節敗退是不言而喻的。作為僅次于尼羅河和亞馬遜河的世界第三大河，長江橫跨11 個省、市、自治區，支流流經19 個省級行政區，流域總面積達180 萬km2，囊括全國1/3 以上的人口和GDP，其中，半數以上的城市都位于歷史上的洪泛區。長江流域是中國最嚴重的洪災發生地，現代城市系統復雜而巨大，導致洪水造成的損失和傷害數量級增加。近年來，內澇災害嚴重、社會關注度高的60個城市中，占比近22%的13 個城市在長江沿岸，占比82%的49 個城市位于長江流域內（圖1）[1]。

圖1 內澇災害嚴重、社會關注度高的60 個城市分布圖

圖2 三峽大壩衛星航拍圖（圖片來源：NASA）

圖3 三峽水利樞紐工程泄洪情景（圖片來源：CNN）

2020 年6～8 月汛期內，長江流域的三峽大壩（圖2、3）迎來了建成以來的最大洪峰，超過1954 年和1998 年大洪水長江上游洪峰的最高值。據水利部統計，流域內有400多條河流發生超預警以上洪水，部分支流河流出現破歷史紀錄的特大洪水，累計降雨量為近60 年同期最多。不少地方降雨甚至突破歷史極值，造成多省141 人死亡和數百萬人的遷移疏散，洪澇造成的危害和損失遠超1998 年大洪水。除了大城市，山區、河谷中小城鎮和偏遠的村鎮，洪澇災害甚至更嚴重，整個流域發生了從上游到下游又回到上游的洪澇過程，依次是貴州、重慶、湖北、江西、安徽、四川、重慶等省份，先后往復經歷。

2 長江流域城鎮洪澇特征

據史書記載，從公元前206 年至公元1949 年新中國成立的2 155 年間，發生了1 029 次大水災，頻率上幾乎每兩年就有一次水災[2]。在古代中國，黃河水患遠重于長江，長江“有河患無江患”，沿線狹窄之處有高山攔截，寬闊之處有湖泊存蓄。長江年入海水量超過1 萬億m3，約占中國河流總徑流量的37%，支流漢江年徑流量超過了黃河，汛期流量占到了總水量的70%～75%[3]。而明清以后，由于大面積的砍伐森林、水土流失、圍湖造田等種種歷史原因，再加上全球氣候變化、季風性降雨嚴重不均，長江流域水災日益嚴重。

長江水系呈線型網狀分布，河川徑流空間分布迥異，干流跨度長，支流流域面積廣，洪水主要由暴雨引起，汛期主要集中在6～8 月份。在億萬年的地質演進中，西南季風促成了長江流域河流湖泊的地域分布：當季風攜帶著暖濕氣流從海上吹來，雨水通常按照自東向西、先南后北的順序依次在長江流域落下，在地表匯流后進入江河，中下游的地表水率先下泄入海，待上游來水進入中下游時，長江和沿線湖泊已經錯開了洪峰迎接上游的洪水[4]。若出現異常情況如厄爾尼諾現象，或者入梅早且梅雨期長，降雨情況反常——雨帶一直徘徊往復在長江一帶，上下游、江與湖的來水就會形成洪峰集聚，從而暴發大洪水（圖4）。近10 年的洪澇情況表明，這種可能性有增大的趨勢，并造成巨大的社會經濟損失。

3 研究對象

水文地理對于古代城鎮的選址及空間布局、交通與經濟發展、水利、供水排水、防洪蓄洪、防火避災、軍事防御等均有著重要影響。水利和水文設施等公共工程影響著整個城市的結構狀態，也是整個區域系統的一部分。長江上、中、下游流域的水文城鎮是人類在長期適應水文生態過程中形成的，代表了城市與自然之間相互平衡的和諧關系，是人類智慧的結晶。文中所提的“水文城市”主要指代江河湖泊周邊城市形態與水文因素密切相關的城鎮，選取其中洪澇問題突出的典型城鎮類型進行分析。

長江水患分布范圍甚廣，干流上游因多山地、河谷，地形復雜且地表多松散土石，沿岸因洪水漫溢造成洪水災害，在發生大暴雨時易引發山洪、滑坡和泥石流災害，典型水文城鎮為山地河谷型城鎮、山地沿江城鎮，防洪區包括重慶、云南、貴州等省市。長江干流中游“兩湖”平原及支流沖積平原因湖泊面積減少，蓄洪能力降低，由洪水泛濫和潰堤造成災害，防洪區包括湖北、湖南、江西等省，在暴雨集中和每年5 月長江進入春汛時易發生洪水，典型水文城鎮為湖泊型城鎮；中下游地區洪災最為嚴重、集中、頻繁，這是因為長江中下游干流多平原，河道泄洪能力不足以承載巨大來水量，且地面高程普遍低于當地洪水位，防洪區包括安徽、江蘇、浙江、上海等省市，典型水文城鎮為圩田型城鎮、河網型城鎮。濱海城市易遭受風暴潮侵襲，如上海，由于濱海城市經濟發達、地下水位較高、市政基礎設施投入較大，且內澇易通過強大的市政管網排入大海，本文暫且不作贅述。

4 水文城鎮類型及其洪澇特征

4.1 山地河谷型城鎮

山地河谷型城鎮典型案例：貴州省木瓜鎮（圖5）、四川瀘定縣等，主要位于長江上游重慶、貴州、云南等省份。山地河谷區域由于地形坡度大，水隨到隨留，不宜集聚，一旦遇到強降雨，水從高處沖下，集聚快、威力大，洪澇問題非常突出（圖6）。據中央財經報道，2020 年6 月22 日，貴州省桐梓縣的木瓜、羊磴、坡渡、芭蕉、水壩塘、獅溪等山地沿河鄉鎮（圖7）不同程度受災，山洪暴發、房屋倒塌、通信設備毀壞、多人被困，以木瓜鎮受災最為嚴重，而下游的綦江也相應遭受嚴重的洪澇。

圖4 2020 年汛期長江流域典型洪澇災害徘徊往復的時間線

圖5 木瓜鎮災后航拍

圖6 木瓜鎮災中航拍（圖片來源：當地記者）

《管子·乘馬》道，“凡立國都，非于大山之下，必于廣川之上，高毋近旱而水用足，下毋近水而溝防省。”指出古代造國營城宜選址于大江大河旁，以保證用水的充足而又要防止近水洪澇（圖8）。河谷是最接近江河的地段，由于水源充足、土壤肥沃、地勢較開闊平整，成為早期人類起源地和城鎮聚居的發源地之一。

河谷型城鎮洪澇特點：行洪速度快、洪峰消退快，一般在48 h 之內洪峰過境并結束；洪水中往往夾帶大量泥沙、雜物和垃圾；對于山地河谷型城鎮來說，面臨著“洪”和“澇”兩方面的問題，既需要應對隨著河道上游水漫溢產生的“洪水”，又需要解決自身匯水區內城市化過程中本地非滲透表面增多產生的雨水徑流的“漬水”問題。山區“洪”的危害遠大于“淹”，水過之處，決堤毀屋，沖擊力巨大。

4.2 山地沿江城鎮

山地沿江城鎮典型案例：重慶、合川等，主要分布于長江上游四川、重慶等省市。重慶作為山地沿江城鎮，地形變化、坡度起伏較大，濱江低洼地帶是洪澇受災重點區域。據新華社報道，2020 年8 月18、19 日，受四川盆地連續強降雨影響，“長江2020 年第5 號洪水”和“嘉陵江2020 年第2 號洪水”過境重慶主城中心城區，重慶市啟動防汛Ⅰ級應急響應，長江重慶段出現突破1981 年歷史極值的洪水位（圖9、10），致當地26.32 萬人受災，受洪水淹沒商鋪2.37 萬間、車庫194 個、機動車663 輛等，倒損房屋4 095 間，農作物受災面積8 636 hm2，直接經濟損失24.5 億元，未造成人員死亡。

山地沿江城鎮洪澇特點：洪澇持續時間短，沿江低洼地帶受洪澇影響較大；洪水受長江上游水利工程的防洪調蓄控制和過境洪水影響較大。重慶的地理位置決定了既要為長江中下游減輕防洪壓力，也要承擔長江上游過境洪水帶來的壓力，特殊狀況下三峽大壩為避免下游城市遭受更大的災害損失，會通過宏觀泄洪調蓄手段延長洪峰過境時間，造成重慶承擔洪峰而形成內澇。

圖7 貴州喀斯特地形典型山地河谷村鎮衛星圖像（圖片來源：改繪自奧維地圖）

圖8 木瓜鎮沿木瓜河橫斷剖面示意圖

圖9 2020 年8 月18 日重慶兩江交匯洪水過境情形（圖片來源：齊嵐森/視覺重慶）

圖10 2020 年8 月19 日重慶知名景區南濱路被淹沒情景（圖片來源：陳超/中新網）

4.3 湖泊型城鎮

湖泊型城鎮典型案例：武漢、岳陽等，主要分布于長江中游湖北、湖南、江西等省份。武漢地處古代“云夢澤”之地，曾是湖泊群和沼澤之地，有“千湖之城”之稱，城市大部分建設于曾經的洪泛區。河流、湖泊、洼地、坑塘等具有調蓄雨水、涵養滲流等調節徑流的作用，然而城市建設的盲目擴張和對洪泛區湖泊的填塞和侵占，降低了雨水的調蓄分流功能。根據武漢市水務局資料顯示，近30 年武漢湖泊面積減少228.9 km2，其中，經合法審批填湖占53.3%，非法填湖占46.7%。50 年來，武漢中心城區建國初期127 個湖泊如今僅存38 個。

據搜狐網新聞報道，2016 年武漢暴雨災害造成全市75.7 萬人受災，部分小區漬水內澇時間超過了6 d（圖11、12）；農作物受損97 404 hm2，其中,絕收32 160 hm2；倒塌房屋2 357 戶5 848 間，直接經濟損失22.65億元 ；因災死亡14人，失蹤1人。

湖泊型城鎮洪澇特點：應對自身集水區內雨水徑流的同時，受長江上游排洪引起的湖泊水位抬升影響較大，當河流湖泊水位高于市政排水位時易形成內澇；在內澇嚴重的住區，很多原來都是湖泊、濕地等原承擔蓄水、分洪功能的洪泛區，而填湖致水無處可排，內澇具有滯留久的特點，如2016 年武漢洪山區南湖片區的內澇超過6 d 才全部消退。調研發現，絕大部分武漢內澇小區均位于湖泊周邊或不遠處（圖13）。

4.4 圩田型城鎮

圖11 2016 年7 月武漢韻湖春曉小區被淹狀況（圖片來源：京華時報）

圖12 2016 年7 月武漢南湖雅園受漬水困擾狀況（圖片來源：中國青年網）

圖13 2016 年武漢內澇小區800 m×800 m 范圍衛星圖像（圖片來源：改繪自奧維地圖）

圩田型城鎮典型案例：江西省鄱陽縣油墩街鎮、安徽省全椒縣等圩田型城鎮等，主要分布于長江中下游安徽、江西、江蘇等省份。《萬春圩圖記》（沈括，1061 年）中記載：“江南大都皆山地，可耕之土皆下濕厭水，瀕江規其地以堤，而藝其中，謂之圩。”開墾圩田（圖14）的過程是把低洼處水流塑造成外高內低、秩序井然的水網和可種植、可建設用地的過程。孫俊《筑圩圖說》總結歷史上筑圩修圩的技術經驗，集中完備地論述了治理太湖流域青浦地區“仰盂圩”的技術經驗，對于水網圩區建設和治理圩田城鎮、防澇抗旱具有重要的指導意義[5]。“筑堤圍田”是長江中下游圩田城鎮的典型空間形態，實現了疏浚排水，將低洼的沼澤區開拓改造成可種植的農田和建設用地，提高了農作物的種植產量，在滿足百姓衣食住行的同時保護城鎮免于洪澇災害（圖15）。從地形地勢上看，仰盂圩四周高中間低、復盆圩中間高四周低、傾斜圩半邊高半邊低，由于仰盂圩地勢低洼凹陷，排水抗澇問題最復雜[6]。

2020 年7 月8 日，上饒市鄱陽縣油墩街鎮西河崇復圩產生4處決堤，造成6 萬余人受災（圖16）。據江西省應急管理廳統計，2020 年7 月的洪澇災害造成南昌、景德鎮、九江（圖17）、上饒等省區市521.3 萬人受災，農作物受災面積455 700 hm2，絕收75 000 hm2，倒塌房屋403 戶988間，直接經濟損失64.9 億元。2020年7 月19 日，受強降雨影響，安徽省滁河水位快速上漲，為緩解下游的防洪壓力和城鎮利益，全椒縣對滁河兩外壩堤實施爆破，啟用蓄洪區（圖18）。安徽位于長江下游，具有承載上游泄洪洪水的“口袋”效應，開放入水閘能上保河南下保江蘇。

圖14 圩田圖解（圖片來源：《農書》）

圖15 典型圩田圖（圖片來源：《人居環境科學導論》）

圖16 上饒市鄱陽縣油墩街鎮決堤示意衛星圖像（圖片來源：改繪自奧維地圖）

圖17 江西省九江洪澇造成大壩潰壩中的圩田城鎮鳥瞰圖（圖片來源：法新社）

圖18 安徽省全椒縣決堤泄洪（圖片來源：澎湃新聞）

圩田型城鎮洪澇特點：圩田堤壩具有潰壩的危險，圩田型城鎮往往處于歷史洪泛區相對低洼地帶，受國家宏觀調控影響較大，往往會考慮到對下游城市的保護而主動破堤泄洪，對圩田型城鎮的農業生產和生活影響非常大；從圩田中抽排水的傳統處理過程易導致地面沉降和倒塌，而城鎮建設給予地面的壓力也加劇了沉降過程。與荷蘭圩田城市具有完善的運河、堤壩、水閘、泵等水利設施和排水系統相比，我國的低洼圩田城鎮較少有完善的防澇防洪系統，工程質量也參差不齊。防洪策略上可考慮定期疏浚河道，將圩田河渠網絡和魚塘的淤泥用于墊高圩堤和戧岸，并確定長效疏浚管理機制。按范仲淹所言，“修圍、浚河、置閘”乃圩田之三者鼎足、缺一不可。

4.5 河網型城鎮

河網型城鎮典型案例：蘇州（圖19）、紹興、泰州古城、揚州古城等江南水鄉，主要分布于長江下游浙江、江蘇等省份。太湖下游“水城”因地制宜修筑城墻抵擋洪水，通過靈活設置的水陸門閘調節水量，開挖寬深的護城河，并有河湖相連、網絡縱橫的城市水系作為排水和調蓄系統，形成了水路相鄰、河街平行的“雙棋盤”水鄉城市格局，不僅有效地適應洪澇災害，而且創造了獨具特色的城市形態（圖20）。這種城鎮形態的基本結構呈現出“堤—水—閘”構成的多尺度田字形，堤、水系和閘分別起到擋水、蓄排和分級控制的作用，是典型的理想水文韌性模式之一。

河網型城鎮洪澇特點：“堤—水—閘”系統滯洪洪水調節泵壓力大，水患災害較少。據《蘇州府志》記載，自西漢至清的2 000 余年中，蘇州城僅7 次洪澇，其中，唐朝以前5 次，宋朝時僅有兩次洪澇災害，宋嘉定十六年（1223 年）以后至清末700余年則未有洪災記錄。

5 結語

圖19 1949 年蘇州城圖（圖片來源：董鑒泓,中國城市建設史）

圖20 宋平江府碑摹本，南宋紹定二年（1229 年)李壽朋刻繪，民國年間拓印（圖片來源：劉敦楨，中國古代建筑史）

整個長江流域是一個韌性承洪系統，上下游各水文城市以江河湖泊緊密聯系在一起，通過水利工程的防護和協同調蓄作用共同應對著洪澇問題，存在上游洪水來量巨大與中下游河湖泄洪能力不足的矛盾。各個層級流域需做好雨水徑流的控制和洪水管理，“歐洲水框架指令”[7]值得參考和學習，該指令要求成員國需遵守“非轉移原則”，為每個流域和子流域制定管理計劃，為每個集水區創建足夠的蓄水空間和措施，確定防洪措施，并禁止任何成員國增加其他成員國洪水風險的可能，如上游的國家城市加高堤壩增加排洪量必須征求荷蘭的意見。

從洪澇防治的角度看，長江流域典型水文城鎮中河網型城鎮最為理想，山地沿江城鎮和湖泊城鎮有強大的長江水利防洪系統可進行統籌調控和防護，圩田型城鎮國內外的研究已非常豐富和深入，以江南的太湖流域和荷蘭的圩田城鎮建設較為成熟。研究發現，山地河谷型城鎮由于城鎮建設落后、經濟基礎條件差、生態環境脆弱等原因，在洪澇防治建設和水文韌性策略方面的實踐和研究相當匱乏，亟需相關理論、田野調查和實證方面的研究。另外，人們對洪水的態度需要有個轉變，應把洪水看作一種常態和自然現象，形成流域范圍內多級聯防聯控的韌性應對策略，同時，在城市設計的“毛細血管”層面提升城鎮的雨洪韌性，自下而上地對城鎮“三生空間”的規劃和空間布局提出建議和要求。而針對中國洪澇頻發、問題突出的長江流域內城鎮，也需制定因地制宜的不同流域和地理環境下的水文韌性城鎮設計策略體系。