劉克強 蔡文婷

（1.太湖流域管理局水利發(fā)展研究中心，上海 200434；2.水利部太湖流域水治理重點實驗室，南京 210029）

0 引 言

太湖流域?qū)匍L江三角洲沖積平原，呈周邊高、中間低的碟狀地形，地勢低洼，水網(wǎng)密布。流域面積36 895 km2，其中80%為平原，地面高程3.00～5.00 m（鎮(zhèn)江吳淞高程，下同），一半以上的平原地區(qū)地面高程低于洪水位（太湖歷史最高洪水位為1999年4.97 m），極易發(fā)生洪澇災(zāi)害。同時受沿長江和沿杭州灣感潮影響（長江口吳淞口歷史最高潮位為1997年5.26 m），洪澇水排泄不暢，進(jìn)一步加重了洪澇災(zāi)害。為緩解頻發(fā)的平原低洼地區(qū)洪澇災(zāi)害、保障正常生產(chǎn)生活，當(dāng)?shù)厝嗣窠Y(jié)合地形和水系條件，將大片平原低洼地區(qū)分割成大小不同的地塊，在各地塊四周圈圩筑堤抵御外部洪水，建設(shè)節(jié)制閘和泵站外排圩內(nèi)積水澇水，同時在枯水期引水，以保障圩內(nèi)生活生產(chǎn)用水，形成了太湖流域獨特的圩區(qū)治理模式。新中國成立以來，特別是1954 年、1991 年、1999 年和2016 年流域性大水后，開展多輪圩區(qū)治理，有力保障了大量低洼地區(qū)人民群眾生命財產(chǎn)安全和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會平穩(wěn)發(fā)展。但是，隨著圩區(qū)治理范圍不斷擴大、圩區(qū)排澇動力競相提高，洪水調(diào)蓄空間不斷減少，澇水外排不斷增加，圩內(nèi)洪澇風(fēng)險不斷向圩外骨干河道轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致外河洪水位越治越高，加劇了洪澇矛盾，增加了流域和區(qū)域防洪壓力。因此，迫切需要調(diào)查摸清流域圩區(qū)治理現(xiàn)狀。

1 太湖流域圩區(qū)治理現(xiàn)狀調(diào)查

圩區(qū)治理歷來都得到流域各地的重視。新中國成立初期，太湖流域開展了大量的圩區(qū)建設(shè)，當(dāng)時圩區(qū)治理格局以分散和小規(guī)模為主，圩區(qū)面積小、數(shù)量多。1954年流域性大洪水后，為縮短防洪戰(zhàn)線，流域內(nèi)各地紛紛開展了聯(lián)圩建設(shè)和圍湖墾殖。20世紀(jì)六七十年代，在“水利是農(nóng)業(yè)的命脈”的指導(dǎo)思想下，流域各地開展了大規(guī)模的農(nóng)業(yè)圩區(qū)建設(shè)活動，一直持續(xù)到20世紀(jì)80年代中期。1991年流域大水后，圩區(qū)治理力度加大，排澇動力有較大增強，對一些零星小圩也進(jìn)行了聯(lián)并。1999年太湖流域遭遇新中國成立后的最大洪水，太湖下游城鎮(zhèn)普遍受災(zāi)，大水后流域各地又大力開展圩區(qū)整治，實行了大規(guī)模聯(lián)圩并圩，圩外調(diào)蓄水面逐步減少，圩區(qū)排澇動力大大提高，圩區(qū)治理格局逐步由10 hm2的小格局轉(zhuǎn)化為700 hm2的大格局。1323 號臺風(fēng)“菲特”和2016年流域特大洪水后，圩區(qū)治理力度進(jìn)一步加大，聯(lián)圩并圩依然存在，且呈現(xiàn)出上下游、省際比拼的態(tài)勢。

據(jù)調(diào)查，截至2020 年，全流域共有大小圩區(qū)3 195 座，面積17 717 km2，約占流域平原面積的60%；全流域圩區(qū)總排澇動力20 664 m3/s，平均排澇模數(shù)1.6 m3·s-1·km-2。從流域內(nèi)各?。ㄖ陛犑校┬姓^(qū)的圩區(qū)分布情況看，江蘇省圩區(qū)數(shù)量1 259 座，面積6 677.6 km2，平均排澇模數(shù)為2.0 m3·s-1·km-2；浙江省圩區(qū)數(shù)量1 888座，面積5 686 km2，平均排澇模數(shù)為1.2 m3·s-1·km-2；上海市圩區(qū)數(shù)量48座，面積5 353 km2。從流域內(nèi)各水利分區(qū)的圩區(qū)分布情況看，湖西區(qū)圩區(qū)面積1 740 km2，平均排澇模數(shù)1.4 m3·s-1·km-2；武澄錫虞區(qū)圩區(qū)面積2 033 km2，平均排澇模數(shù)2.4 m3·s-1·km-2；陽澄淀泖區(qū)圩區(qū)面積2 292 km2，平均排澇模數(shù)2.1 m3·s-1·km-2；杭嘉湖區(qū)圩區(qū)面積5 100 km2，平均排澇模數(shù)1.4 m3·s-1·km-2；浙西區(qū)圩區(qū)面積1 403 km2，平均排澇模數(shù)0.9 m3·s-1·km-2；浦東浦西區(qū)采用大控制片的圩區(qū)模式設(shè)防。各控制片按照“蓄以待排、以蓄為主”的除澇治理思路，澇水外排以水閘趁低潮自排為主、高潮泵站抽排為輔，平均排澇模數(shù)約0.25 m3·s-1·km-2。各省（直轄市）及水利分區(qū)圩區(qū)面積占比統(tǒng)計見圖1。

圖1 太湖流域各?。ㄖ陛犑校┘八謪^(qū)圩區(qū)面積占比統(tǒng)計

近年來，由于聯(lián)圩并圩影響，流域現(xiàn)狀圩區(qū)治理格局從小格局逐漸轉(zhuǎn)為700 hm2以上的中大格局為主。流域現(xiàn)狀700 hm2以上圩區(qū)510 座，占流域圩區(qū)總數(shù)的16%；圩區(qū)面積為13 279 km2，占流域圩區(qū)總面積的75%；排澇動力占比高，占流域總排澇動力的68%。流域內(nèi)700 hm2以下圩區(qū)2 685座，但面積少、比重低，僅有4 438 km2，占流域圩區(qū)總面積的25%。與1997 年比較，受聯(lián)圩并圩影響，2020 年全流域圩區(qū)數(shù)量減少，由1997 年的4 944 座減少為2020 年的3 195 座；新建圩區(qū)有所增加，圩區(qū)面積增加3 175 km2，增幅22%；圩區(qū)外排動力增加較多，平均排澇模數(shù)增加0.8 m3·s-1·km-2，增幅達(dá)到100%（圖2）。

圖2 太湖流域近年來圩區(qū)主要統(tǒng)計特征量變化圖

2 太湖流域圩區(qū)治理效益及問題分析

2.1 圩區(qū)及流域治理效益

太湖流域?qū)俚湫偷钠皆W(wǎng)地區(qū)，地勢平坦、低洼，具有“水高地低”的特殊地理特征，極易發(fā)生洪澇災(zāi)害。1954 年流域性大洪水期間，太湖水位達(dá)4.65 m，全流域近25%平原地區(qū)受災(zāi)。1991 年流域性大洪水，太湖水位達(dá)4.79 m，全流域受災(zāi)農(nóng)田6 427 km2，損壞圩堤2 422 km。1999 年流域性大洪水期間，太湖水位達(dá)歷史最高4.97 m，受災(zāi)農(nóng)田6 873 km2，損壞江堤、圩堤8 133 km。

為科學(xué)治理洪澇災(zāi)害，太湖流域依據(jù)平原河網(wǎng)地區(qū)特性，將洪澇災(zāi)害治理分為流域、區(qū)域、圩區(qū)（含城市）3 個層次。流域?qū)哟侮P(guān)注大范圍的流域性梅雨型洪水，以太湖洪水為重要指標(biāo)，重點打通流域骨干行洪通道，為區(qū)域、城市、圩區(qū)防洪奠定基礎(chǔ)。區(qū)域?qū)哟沃攸c關(guān)注區(qū)域性梅雨和臺風(fēng)洪水，依托流域治理，重點打通區(qū)域骨干行洪通道，為城市和圩區(qū)防洪奠定基礎(chǔ)。城市和圩區(qū)層次在流域和區(qū)域治理的基礎(chǔ)上，重點加強自保措施。

經(jīng)過兩輪水利綜合治理，太湖流域基本形成了“充分利用太湖調(diào)蓄、北排長江、東出黃浦江、南排杭州灣”的流域防洪工程布局，為區(qū)域、城市和圩區(qū)治理創(chuàng)造了良好條件。同時，經(jīng)過多輪圩區(qū)治理，太湖流域逐步形成了城市大包圍、村鎮(zhèn)圩區(qū)、大控制片相結(jié)合的圩區(qū)工程體系，有力地保障了低洼地區(qū)人民群眾生命財產(chǎn)安全和經(jīng)濟(jì)社會平穩(wěn)發(fā)展環(huán)境。盡管2016 年太湖流域發(fā)生流域性特大洪水，但流域有大汛無大災(zāi)，洪澇災(zāi)害主要發(fā)生在局部，且城鎮(zhèn)損失明顯減小、農(nóng)村地區(qū)和農(nóng)業(yè)損失比重相對較大，未出現(xiàn)類似1991 年、1999 年的全流域洪澇災(zāi)害。經(jīng)調(diào)查和數(shù)學(xué)模型復(fù)核分析，2020年各層級圩區(qū)防洪除澇能力達(dá)到了一定的防洪除澇標(biāo)準(zhǔn)。其中，城市、工業(yè)園區(qū)等重點城鎮(zhèn)保護(hù)對象的城市大包圍基本達(dá)到100年一遇至200年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，縣級城區(qū)的城鎮(zhèn)圩基本達(dá)到50年一遇至100年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，一般的村鎮(zhèn)圩基本達(dá)到5年一遇至20年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)。大部分圩區(qū)基本達(dá)到5年一遇至20年一遇除澇標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 高度城鎮(zhèn)化地區(qū)對圩區(qū)治理提出了更高要求

太湖流域是我國經(jīng)濟(jì)社會最發(fā)達(dá)的地區(qū)之一，也是城市城鎮(zhèn)最密集、產(chǎn)業(yè)最密集的地區(qū)之一。隨著流域城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，城市城鎮(zhèn)范圍不斷擴大，人口急劇增加，社會財富快速聚集，呈現(xiàn)出城市集群化、區(qū)域城鎮(zhèn)化、城鄉(xiāng)一體化發(fā)展的特征。2020年流域GDP約10萬億元，人口約6 755萬。據(jù)國土資源調(diào)查公布成果分析，流域現(xiàn)狀建設(shè)用地約12 000 km2，比20 世紀(jì)90 年代增加1 倍，許多低洼地區(qū)發(fā)展成為城市城鎮(zhèn)等重要保護(hù)對象，防洪保護(hù)需求不斷提升。

經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計分析，太湖流域圩區(qū)類型已由農(nóng)業(yè)型圩區(qū)為主轉(zhuǎn)向城鎮(zhèn)型圩區(qū)為主。太湖流域現(xiàn)狀城鎮(zhèn)型（鄉(xiāng)鎮(zhèn)型）圩區(qū)1 671座，面積14 689 km2，占流域圩區(qū)總面積的82%，排澇流量17 420 m3/s，占流域總排澇流量的84%。與1997年相比，2020年流域城鎮(zhèn)圩區(qū)大幅增加，農(nóng)業(yè)圩區(qū)大幅減少，由1997年農(nóng)業(yè)圩區(qū)占比60%減少為2020年農(nóng)業(yè)型圩區(qū)占比僅18%，流域圩區(qū)類型、特征發(fā)生明顯改變（圖3）。

圖3 太湖流域近年圩區(qū)類型占比變化圖

隨著圩區(qū)保護(hù)對象的重要性越來越顯著，圩區(qū)治理的多樣性需求越來越明顯。在防洪除澇方面，防洪除澇標(biāo)準(zhǔn)越來越高，但受土地資源緊缺的影響，圩區(qū)堤防寬度較窄，一般僅1～2 m，難以達(dá)到堤防等級標(biāo)準(zhǔn)，且土地性質(zhì)屬農(nóng)田，也不利于堤防維護(hù)。在生態(tài)景觀方面，隨著江南水鄉(xiāng)等水上旅游逐漸興起及人民群眾對休閑空間的需求增長，對圩區(qū)河湖岸線景觀、水生態(tài)環(huán)境、圩區(qū)調(diào)度提出了更高的要求。如杭州、蘇州、無錫、常州、嘉興等城市防洪包圍圈內(nèi)部京杭運河水上旅游日益興起，需要圩區(qū)調(diào)度維持一定的水位，保障旅游船只通航。

2.3 圩區(qū)建設(shè)進(jìn)一步加劇了洪澇矛盾

近年來，圩區(qū)治理成效顯著。但現(xiàn)狀圩區(qū)治理以地方為主，各自為政，沒有從流域和區(qū)域治理層面進(jìn)行統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。隨著圩區(qū)治理標(biāo)準(zhǔn)逐步提高、聯(lián)圩并圩導(dǎo)致單個圩區(qū)治理格局不斷變大、圩區(qū)治理面積不斷擴大、圩區(qū)排澇動力不斷增強，圩外洪水調(diào)蓄空間不斷減少，圩內(nèi)澇水外排能力不斷增強，造成圩區(qū)外河水位上漲加快、高水位持續(xù)時間延長，圩內(nèi)洪水風(fēng)險不斷向圩外轉(zhuǎn)移。加之流域、區(qū)域外排通道建設(shè)相對緩慢，骨干河道行泄能力與圩區(qū)排澇動力不相適應(yīng)，流域及區(qū)域防洪壓力加大，洪澇矛盾越發(fā)突出。據(jù)調(diào)查，隨著城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，太湖流域水面積逐步減少，從20 世紀(jì)80 年代初期的6 175 km2減少至2020 年的5 643 km2，減少了532 km2。受聯(lián)圩并圩和新建圩區(qū)影響，圩外水面積也呈減少趨勢，洪水調(diào)蓄能力降低。目前，流域圩外水面積僅為4 444 km2，扣除太湖2 338 km2水面積，河網(wǎng)圩外水面積僅2 106 km2，河網(wǎng)洪水調(diào)蓄能力不足流域100年一遇洪水總量163億m3的20%。

本文采用太湖流域河網(wǎng)水動力數(shù)學(xué)模型，模擬分析了1997年以來圩區(qū)建設(shè)對流域、區(qū)域圩外骨干河道洪水位的影響，模擬結(jié)果見表1。從數(shù)學(xué)模型模擬成果可以看出，近20年圩區(qū)建設(shè)對流域及區(qū)域圩外骨干河道水位影響較大，各區(qū)域河網(wǎng)外河水位普遍上漲且幅度較大，河網(wǎng)主要代表站水位普遍上漲20～30 cm，基本抵消了前期骨干工程建設(shè)產(chǎn)生的效益。

表1 1997年以來太湖流域圩區(qū)建設(shè)對外河洪水位的影響分析表

從圩區(qū)運行調(diào)度情況看，圩區(qū)調(diào)度管理情況較為復(fù)雜，現(xiàn)狀調(diào)度管理基本以縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）或村管理為主，調(diào)度運用以滿足自身需求為主，難以統(tǒng)籌流域、區(qū)域整體防洪安全。如2016年流域特大洪水，江南運河干河部分?jǐn)嗝嫠桓哌_(dá)6.40 m，超過河道防洪設(shè)計水位1.00 m，但江南運河兩岸城市大包圍和圩區(qū)內(nèi)河水位很低，僅3.00 m 左右，遠(yuǎn)低于外河洪水位，呈現(xiàn)出“外河洪水風(fēng)險很大、圩內(nèi)太平無事”的現(xiàn)象。

同時，省際間、地市間、流域上下游出現(xiàn)相互攀比的現(xiàn)象，競相抬高堤防設(shè)防高程、增加排澇泵站，甚至出現(xiàn)向大控制片（單個控制片面積超過100 km2）發(fā)展的趨勢。因此，迫切需要加強圩區(qū)建設(shè)管理和調(diào)度管理，統(tǒng)籌圩區(qū)、城市、區(qū)域、流域各方利益關(guān)系，遏制圩區(qū)治理向更大規(guī)模的格局邁進(jìn)的態(tài)勢，以實現(xiàn)流域防洪整體效益最優(yōu)。

3 加強太湖流域圩區(qū)治理的思考

3.1 科學(xué)規(guī)劃、協(xié)同治理

協(xié)調(diào)圩區(qū)、城市、區(qū)域和流域四者關(guān)系，充分依托區(qū)域與流域治理創(chuàng)造的條件，科學(xué)規(guī)劃圩區(qū)治理布局。禁止聯(lián)圩并圩，禁止采取大控制片的形式建設(shè)圩區(qū)，嚴(yán)格保護(hù)圩外水面率，保證圩外河道行洪和調(diào)蓄能力不降低。嚴(yán)格控制圩區(qū)排澇泵站規(guī)模，確定的圩區(qū)排澇泵站規(guī)模應(yīng)與區(qū)域和流域行洪通道排水能力相適應(yīng)。合理確定省際邊界地區(qū)圩區(qū)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和布局，上游地區(qū)圩區(qū)建設(shè)應(yīng)合理控制外排泵站規(guī)模，下游地區(qū)圩區(qū)建設(shè)不得減小圩外河道規(guī)模。嚴(yán)格控制新建圩區(qū)，對地面高程超過區(qū)域骨干河道防洪設(shè)計水位0.5 m以上的區(qū)域禁止新設(shè)圩區(qū)。

轉(zhuǎn)變圩區(qū)治理思路，建設(shè)海綿圩區(qū)。從增強外排動力逐步向暢通圩內(nèi)水系轉(zhuǎn)變，增加圩內(nèi)可調(diào)蓄水面，單個圩區(qū)水面率宜不低于10%，發(fā)揮圩區(qū)海綿調(diào)蓄作用，力爭減少圩區(qū)暴雨期外排水量，降低對圩外河道行洪的影響。加強與國土空間規(guī)劃銜接，對地面高程尚不能滿足防洪要求的局部未設(shè)防低地，結(jié)合地塊開發(fā)、調(diào)整，優(yōu)先采用填高方式設(shè)防，遠(yuǎn)期有條件的設(shè)防地區(qū)逐步恢復(fù)敞開。對堤頂標(biāo)高和寬度達(dá)不到防洪標(biāo)準(zhǔn)的圩區(qū)堤防，因地制宜，結(jié)合旅游、道路等綜合利用，進(jìn)行加高加固。對建設(shè)時間長、運行效率低的排澇涵閘和泵站，結(jié)合數(shù)字化，提升改造或拆除重建。

3.2 聯(lián)合調(diào)度、最優(yōu)效益

調(diào)整圩區(qū)調(diào)度僅考慮圩區(qū)自身排澇安全的思路，加強圩區(qū)、區(qū)域及流域工程聯(lián)合調(diào)度，以實現(xiàn)圩區(qū)、區(qū)域及流域整體效益最優(yōu)。特別是當(dāng)發(fā)生流域超標(biāo)準(zhǔn)洪水或強臺風(fēng)降雨時，迫切需要加強聯(lián)合調(diào)度，最大程度地減少全流域經(jīng)濟(jì)損失，降低洪澇災(zāi)害影響。在流域超標(biāo)準(zhǔn)洪水或強臺風(fēng)降雨期間，在加強區(qū)域及流域工程外排洪水的同時，對農(nóng)業(yè)圩、村鎮(zhèn)圩、城鎮(zhèn)圩等不類型圩區(qū)的調(diào)度進(jìn)行管控，減少圩區(qū)澇水外排水量，維持圩內(nèi)一定的高水位，甚至可發(fā)揮某些農(nóng)業(yè)圩、村鎮(zhèn)圩的洪水滯蓄作用，減輕外河防洪壓力，避免出現(xiàn)“外河洪水風(fēng)險很大、圩內(nèi)太平無事”的景象，為流域和區(qū)域超標(biāo)準(zhǔn)行洪創(chuàng)造一定條件。在平枯水期，加強圩區(qū)閘泵工程的科學(xué)調(diào)度，助力圩區(qū)水環(huán)境改善和水上旅游等，實現(xiàn)綜合效益最大化。

3.3 數(shù)字圩區(qū)、智慧管理

建設(shè)數(shù)字孿生圩區(qū)，提升圩區(qū)智慧化管理水平。太湖流域圩區(qū)數(shù)量眾多、管理手段較為原始、管理人員力量薄弱，信息化、數(shù)字化、智慧化水平還比較低。再加上圩區(qū)管理體制復(fù)雜，基本以鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村管理為主，省級及流域機構(gòu)基本沒有管理，難以發(fā)揮圩區(qū)、區(qū)域及流域的整體效益。近年來，某省正在推進(jìn)縣域統(tǒng)管圩區(qū)的試點工作，以“可視、可控、可調(diào)”為目標(biāo)，以縣域為單元開展圩區(qū)信息化改造，取得了較好的成果。建議加大中央財政支持力度，推進(jìn)流域700 hm2及以上重點圩區(qū)的信息化改造，建立全流域圩區(qū)自動化聯(lián)合調(diào)度平臺，實時共享圩區(qū)水利工程運行情況和水情動態(tài)，為流域超標(biāo)準(zhǔn)洪水期間圩區(qū)、區(qū)域和流域骨干工程聯(lián)合調(diào)度提供技術(shù)手段，提升流域洪澇科學(xué)調(diào)度水平及圩區(qū)調(diào)度智慧化水平。