基于防洪安全和洪水资源化的河湖水系连通方略
气候变化导致了水文极端事件频率、峰值的高度不确定性，同时随着经济社会发展，人口和财富集聚对水安全保障的要求不断提高，在保障防洪安全的前提下尽可能地实现洪水资源化，已经成为水安全研究的重点和难点。河湖水系连通是古已有之并沿用至今、行之有效的防洪对策，在总结国内外河湖水系连通在防洪方面经验教训的基础上，分析了变化环境下河湖水系连通兼顾防洪安全和洪水资源化的可行性，研究了以保障防洪安全为主要目标的河湖水系连通工程判别条件与技术要求，提出了基于防洪安全和洪水资源化的河湖水系连通方略。
关键字：防洪安全、洪水资源化、河湖水系连通、判别条件、技术要求、方略
气候变化对水资源安全的影响是国际上普遍关心的全球性问题，也是我国可持续发展面临的重大战略问题。气候变化下水文极端事件频率、峰值具有高度不确定性，同时随着经济社会发展，人口和财富集聚对水安全保障的要求不断提高，在保障防洪安全的前提下尽可能地实现洪水资源化，成为水安全研究的重点和难点。
洪水资源化就是利用洪水自身有利的一面，最大限度地发挥洪水对我国经济社会和生态环境可持续发展的正面作用，是针对过去考虑防洪安全多、考虑洪水兴利少而提出来的，是由传统水利“入海为安”和“控制洪水”到“洪水管理”思想的转变，具有崭新的时代性，是治水理念更新的产物，也是经济社会发展的客观需要。
变化环境下河湖水系连通工程在保障防洪安全的同时，通过蓄、泄、滞、引、补等措施对洪水进行资源化利用，既有助于缓解汛期河流的防洪压力，又可促进洪水资源的合理配置，提高水资源供给保障能力，缓解供需矛盾，恢复生态环境，为经济社会的发展提供有力的防洪抗旱支撑。
1.国内外基于防洪的河湖连通实践
我国是世界上洪水最频繁和洪涝灾害最严重的国家之一，5000年的治水史，留下了许多凝聚着连通与疏导智慧的著名工程。新中国成立以来，党和政府始终把江河治理放在发展国民经济的重要地位，经过60多年的不懈努力，各流域防洪调度和防洪减灾能力大幅提高。但局部地区仍存在河床淤高，河道阻塞，湖泊围垦，湿地面积大幅度减少，洪水归槽水位抬高，洪水调蓄容量丧失，流域内河川径流的调节功能削弱等问题，防洪形势仍很严峻，防洪压力依旧很大。除了七大江河流域外，随着极端天气事件增多，中小流域常发生集中暴雨，形成较大洪水，造成比较严重的洪涝灾害，河道淤积堵塞和水面萎缩现象严重。
为了确保各流域防洪安全，保障国民经济安全运行，需要在进一步加强大江大河防洪工程体系建设和洪水预报调度、植树造林、退田还湖等非工程措施的同时，开展河湖水系连通，打通洪涝水通道、维护洪水蓄滞空间，合理安排洪涝水出路，降低洪水风险，提高河湖的洪水蓄泄能力。
1.1 国内基于防洪的河湖连通工程
我国自古就有采用开挖新河等措施进行分洪减峰的河湖水系连通实践，如战国时期，蜀人在岷江开辟分洪道，将部分岷江水分入沱江并在泸县进入长江，减少进入成都平原的洪水。历史上黄河迁徙主导了海河平原水系格局，通过在京杭运河上开挖减河，如青龙湾减河、捷地减河形成河海连通、分流入海，或河淀连通、洼淀蓄洪。汉代系统治理黄河，利用沿河洼地引水引沙放淤，以及另开新河分水分沙等措施，实现了黄河800年的相对安澜。由于黄河长期侵淮夺淮，历史上淮河治理以导淮为主。太湖治水采用“上杀、中分、下导”以排为主的思想，加强江、湖、海连通，解决太湖洪水的出路。长江荆江河段水害严重时，历史上曾多次开穴口向洞庭湖分流，连通长江与洞庭湖，以减轻武汉及江汉平原的防洪压力。
新中国成立以来，海河流域曾开展过大规模治理，开辟了一系列泄洪通道，如独流减河（1953年）、子牙新河（1967年）、永定新河（1971年）、漳卫新河（1972年）、运潮减河（1963年）等，调整海河防洪布局，进行河海连通，分洪入海，改变了海河流域洪水汇聚于天津入海的格局，消除了天津市承受全流域洪水的压力。淮河流域采取加强河湖连通、江河连通和河海连通等措施，整治淮河入江水道，建设导沭整沂（1949年）、茨淮新河（1991年）、沂沭泗东调南下（1991年）、怀洪新河（1998年）、淮河入海水道（2003年），以及开辟了27处蓄滞洪区等连通工程，以确保淮河防洪安全。太湖流域已初步形成洪水北排长江（望虞河工程，1991年）、东出黄浦江（太浦河工程，1992年)、南排杭州湾（杭嘉湖平原南排杭州湾，2000年）的格局，并拓浚了70多条可引可排的通江河道工程。长江流域的河湖连通主要是向荆江分洪区、杜家台蓄滞洪区、围堤湖蓄洪垸和澧南蓄洪垸等分泄洪水。黄河流域开辟了北金堤、东平湖滞洪区及齐河、垦利展宽区分滞洪水。这些河湖水系连通工程增强了江河湖海的连通性，提高了流域的泄洪能力，为保障大江大河的安澜发挥了重要作用。
1.2 国外基于防洪的河湖连通工程
国外较著名的江河治理连通实践，有美国密西西比河下游防洪工程（1931年）、奥地利维也纳市防洪工程（1974年）、苏丹琼莱调水工程等。密西西比河是美国最大的河流，流域防洪问题突出，美在密西西比河上修建了干流堤防3540 km，支流堤防4000余km，以及新马德里等分洪工程多处。当遇密西西比河洪峰流量超过河槽宣泄能力的洪水时，运用新马德里分洪工程、阿查法拉亚分洪工程、邦内特卡雷分洪道等分泄洪水，以减轻下游地区的防洪压力。工程体系的建设有效提高了密西西比河的防洪能力，工程的运行发挥了巨大的防洪效益。
维也纳市是奥地利的首都，位于多瑙河两岸，市区面积415km2，全市人口190万，占全国人口的1/4。维也纳市以上多瑙河干流长约940km，流域面积约13万 km2，流域雨雪充沛。每年汛期（6月～9月）河水高涨，洪水威胁市区安全。因此，维也纳市是多瑙河防洪的重点之一。为了扩大泄洪能力，1974年在维也纳市附近建了一条分洪道。该分洪道长17km，通过能力为5200m3/s，加上原河道的行洪能力，可使最高洪水位降低0.9m。依靠长400km的堤防(设计防洪标准为百年一遇)，使沿多瑙河岸边的40万km2耕地得以保护。同时，流经市区的维也纳河，长约40km，流域面积约180km2，由暴雨造成的洪水冲进市区，对维也纳市威胁甚大。因此，在其上游兴建6座梯级拦洪堰，形成6处连续的滞洪区，并在最下游一座堰上砌筑分流滚水坝，分洪至巴哈河，流至市东下游多瑙河中。
1.3 启示
国内外防洪减灾类河湖水系连通的成功案例，能够很好发挥水系连通的防洪功能，科学规划、高效管理，并采取各种措施妥善处理工程运行期产生的问题及负面影响，从中可以得到很多启示……
虽然我国河湖水系连通在防洪减灾方面取得了巨大成就，为保障人民生命财产安全、促进经济社会发展提供了有力保障，但仍有部分地区江河洪涝水宣泄不畅，抵御洪涝灾害的能力明显不足，防洪压力依旧很大，每年因洪水和泥石流灾害所造成的损失仍然很大。总结历史治水经验，一味追求采取工程手段战胜洪水是不可取的，必须由控制洪水向洪水管理的思路转变，实现人与洪水和谐共处。
随着科技进步和经济社会发展，连通手段与连通需求不断增强，河湖水系连通从以往比较单一的防洪逐渐转变到现在兼顾资源调配和水生态修复。在保障防洪安全的同时，洪水资源化利用能够以最小的投入换取最大的经济效益、社会效益和环境效益，是适应可持续发展的需要。
2.河湖水系连通兼顾防洪安全和洪水资源化
2.1洪水资源化
我国水资源短缺，人均水资源占有量是世界人均的1/4，是世界上最为贫水的国家之一。由于特定的地理地貌条件和气候条件，区域之间的水文水资源特点差异显著，南方水资源相对丰富，北方水资源匮乏，水资源极不均衡的时空分布进一步导致水资源短缺态势严峻。随着人口的增加和经济的高速发展，水资源利用量和污水排放量增加，水资源短缺的矛盾加剧。
面对我国新时期日趋严重的干旱缺水、水环境污染、水生态恶化等问题，水利部本着可持续发展的原则，以“人水和谐”的理念为出发点，提出了由“控制洪水”向“洪水管理”的转变，由“单一抗旱”向“全面抗旱”转变的防洪抗旱新思路。洪水资源化作为综合体现上述两个转变的主要工作之一，是新时期治水理论指导下的实践，是与时俱进、开拓创新的结果，是兴利与除害结合、防洪与抗早并举在新时期的具体体现，受到水利部和国家防办的高度重视。
2.1.1洪水资源化概念
洪水资源化指综合系统地运用工程的和政策、规范、经济、管理、技术、调度等非工程措施将常规排泄入海或泛滥的洪水在安全、经济可行和社会公平的前提下部分转化储存为可资利用的内陆水。其对象包括：工程防洪标准内和超标准的河道洪水，防洪工程常规调度不能蓄存的洪水，河道泛滥洪水和内涝水等。洪水资源化必须运用工程措施和调整洪水调度模式来对洪水常规运动或存在状态进行改变。
2.1.2洪水资源化途径
在发生暴雨洪水时，采取主动性决策方法，进行系统分析，即做到防洪的主动性、科学性、可靠性和安全性，坚持点( 水库、闸坝)、线( 河渠、堤防)、面( 蓄滞洪区、田间、地表) 兼顾，，工程措施和非工程措施并重，蓄、泄、滞、引、补相结合的原则，通过科学调度，在保证防洪安全的前提下，充分利用雨洪资源，达到防洪减灾和增加水资源、改善生态环境的目的。洪水资源化包括工程措施和非工程措施。其中工程措施需要配以额外的工程投资，而非工程措施则在原有工程条件下，改变管理运行策略，以达到最大化工程效益的目的。洪水资源的转化形式有两种：蓄于地表和补于地下。
（1）在保证安全的前提下，适当调整已达标水库的汛限水位或多蓄洪水或放水于下游河道。
（2）利用洪水前峰清洗污染河道，改善水环境。
（3）完善和建设洪水利用工程体系，有控制地引洪水于田间（包括蓄滞洪区）、湿地，或回补地下水，或蓄洪于湿地和蓄滞洪区。
（4）利用超标准洪水发生时蓄滞洪区滞洪的机会，有意识延长洪水在适于下渗回补地下水蓄滞洪区内的滞留时间，回补地下水。
（5）建设或完善流域间、水系间水流沟通系统，综合利用水库、河网、渠系、湿地和蓄滞洪区，调洪互济，蓄洪或回补地下水。
（6）调整运用方式，充分发挥洪水的生态调节功能。根据工程实际情况，进一步搞好水库、湖泊风险调度，最大限度地发挥水库湖泊的拦洪、蓄水、供水作用，通过汛期科学调蓄利用雨洪资源进行冲淤、冲污、洗碱、淋咸，可以起到增加林草植被、水面面积与改善生态环境的作用。
（7）建设和完善城市雨洪利用体系，兼收防洪、治涝和雨洪资源化等多项功效。
2.1.3洪水资源化的实践
洪水具有利害两重性。利在提供人类可持续发展所必须的水土资源、生态环境资源和生物多样性环境，害在造成财产损失和人员伤亡。为了遏制和消除洪水的威胁，人类从定居洪泛平原起就开始持续不断地建设防洪工程，在减轻灾害的同时也限制了洪水资源特性的发挥。 在工业社会以前，由于防洪能力低下，人类仅能保护面积很小的居住地和耕地，防洪工程对洪水资源化的影响不大。20世纪后，人类改造自然的能力大幅提高，大规模的防洪工程的建设造成河流结点化、水流短路化、洪泛区域河流绝缘化、生态系统孤立单一化，制约了洪水资源特性的发挥。21世纪后，随着社会的不断发展，越来越多的河湖水域被侵占，造成洪水宣泄通道和蓄滞空间的显著变化，使得一些地区的河流行洪不畅、防洪压力加大。而防洪减灾类的河湖水系连通，通过改变河湖水系连通状况，疏通扩大或开辟新的行洪通道，能够提高河流洪涝水宣泄能力，降低灾害损失程度，同时也为洪水资源的利用奠定工程基础。
洪水资源化已经有两千多年的历史。从战国时期，李冰父子建造的都江堰到明代束水攻沙、分洪淤滩的治黄方略，再到2001年“引沂济淮”跨流域调配洪水的成功案例。20世纪30年代，李仪祉在《沟洫》、《利用洪水与蓄水地下》等文中提出了北方地区利用洪水的设想。姚汉源在《中国水利史稿》中也提出了“利洪”的概念。1993年，美国在遭遇密西西比河大水后，在损毁的堤防上有意保留了部分缺口，让洪水迂回滞留在土地中，既减轻了其它地区的防洪压力，也发挥了洪水的资源与生态环境功能，是“给洪水以出路”的具体实践。1996年海河流域发生洪水，各省集中精力把洪水转移入海。紧接着的几年，海河流域来水偏枯，人们开始意识到对于长期干旱的地区，适当承受损失而留住洪水反而能够产生更大的效益。随着对洪水利害两重性的认识不断深入，“洪水资源化”的概念被提出，并成为水利部新的治水思路中一项重要的工作。
2.2 兼顾防洪安全和洪水资源化的可行性
（1）水源条件（洪水资源的巨大潜力）
受独特的地理和气候条件影响，我国各流域降水分布极不均衡，年际降水差异较大，呈现明显的丰枯交替特征，年内降水集中分布在汛期几次集中的降水过程中，导致汛期洪涝灾害严重，而枯水期极度缺水的两极分化。我国降雨年内集中、年际变化大和洪水多发的特点，为在保障防洪安全的前提下，进行洪水资源化提供了可能的水源条件。
（2）工程条件
经过漫长的自然演变和持续的江河开发治理，目前我国河湖水系以自然水系为主、人工水系为辅，河势基本得到控制。为了满足经济社会发展对防洪、供水等方面的需求，我国陆续兴建了一批河湖水系连通工程，基本形成以7大江河和其他主要江河水系为主体的河湖水系连通格局，可以有效利用汛期弃水，化害为利。河湖连通工程在提高了水安全保障能力的同时也为洪水资源化的实施提供了工程条件。
（3）地质条件
20世纪80年代后，社会高速发展，地下水过度开采现象严重。在我国很多流域内，地下水位较深，并存在着包气带岩性粗大的河段和地质带，有利于地表水和地下水的交换，为利用洪水资源进行地下回补提供了地质条件。
（4）政策条件
考虑到我国尤其是北方地区水资源短缺的现状，2002年水利部正式将洪水资源化列为今后水利工作的重要内容，其中通过调整水库汛限水位转化洪水资源的工作已进入试点阶段。同时，由于湿地大量消失、水生态恶化等问题严重，部分流域开始着手制定流域水生态恢复规划，在现有湿地基础上或选取有条件的蓄滞洪区扩大或修复部分湿地。如海河流域计划到2030年将湿地由122km2增加到1000km2左右。洪水资源是湿地恢复的主要水源之一。
（5）科技条件
随着水利科技的不断创新和发展，3S技术、水文自动测报系统等开始被广泛应用于水利行业。现代治水理念的更新、先进的科学技术、完备的基础设施、科学的管理制度为改造传统水利提供了有力的技术支撑，从而实现由控制洪水向洪水管理的转变。同时，防洪抗旱防灾减灾体系不断完善，水利服务经济社会发展的能力和水平不断提升。
（6）实践证明
进入工业社会后，世界各国大规模修建水利工程，用以滞蓄洪水，变水害为水利。但人们逐渐发现，水利工程规模的扩大和数量的增加，并没有扼制住洪涝灾害损失居高不下并呈现增长的趋势。国内外防洪实践证明仅仅依靠水利工程来防治洪涝灾害是不够的，迫切需要从可持续发展的理念出发，统筹处理洪涝灾害，合理利用洪水资源，对洪涝灾害实施风险管理。
3.以防洪为主的河湖水系联通的判别条件与技术要求
3.1 判别条件
流域或区域防洪安全风险突出，扩大下游河道的行洪能力存在着控制性因素； 具有开辟新的行洪通道或蓄滞洪区的条件，地形地貌适宜，区域空间大小适度； 承泄区有较高的承泄能力，良好的排泄条件，较低的洪灾风险。
3.2 技术要求
（1）从全流域的角度统筹考虑，在维护河湖水系连通性和洪涝水蓄泄空间的基础上，根据自然特点和防洪保安的要求，科学明确流域洪涝水蓄泄关系，统筹安排洪涝水出路，合理确定防洪工程总体布局和连通方式，科学实施分泄洪通道等连通工程。
（2）充分论证连通后的洪水遭遇可能及其对当地洪涝水出路的影响，深入研究分洪转移可能发生的风险，分析论证安排好风险的防控措施。
（3）统筹考虑水沙情势变化对河湖水系演变及其蓄泄关系的影响，综合考虑洪水资源利用和对河湖生态的效应。
（4）防洪减灾类河湖连通其连通形式以打通和开辟泄洪通道（洪涝合用、洪涝分开），扩大滞蓄洪场所为主，并首先要考虑对原有行洪通道的恢复或扩大。
4.基于防洪和洪水资源化的河湖水系连通方略
4.1 总体思路
4.1.1 指导思想与基本原则
深入贯彻落实科学发展观，按照2011年中央1号文件、中央水利工作会议和“十八大”精神，积极践行可持续发展治水思路，在尊重自然水循环和河湖自然演变规律的基础上，统筹考虑水的资源功能、环境功能、生态功能，以促进水资源优化配置、增强防御水旱灾害能力、修复改善重点地区的水生态环境、提高应对气候变化能力为目标，以自然河湖水系和大中型调蓄工程为依托，构建“格局合理、生态健康，引排得当、循环通畅，蓄泄兼筹、丰枯调剂，多源互补、调控自如”的江河湖库水系连通格局，为实现水资源可持续利用、经济社会可持续发展和生态文明建设提供基础支撑。
基本原则：
（1）坚持尊重自然、保护优先 （2）坚持统筹兼顾、综合利用 （3）坚持合理布局、因地制宜 （4）坚持科学论证、规避风险 （5）坚持加强管理、科学调度
5.1.2 目标与任务
分区域讨论（国家、区域、城市、县域） 5.1.3技术要求
河湖水系连通总体技术要求 防洪减灾类河湖水系连通技术要求
5.2 总体思路
5.2.1 战略布局
（1）干线贯通，水网相连 （2）连通联调，丰枯调剂
5.2.2 基本构想
区域层面基于防洪和洪水资源化的河湖水系连通基本构想
