（1.长江科学院，430010，武汉；2.水利部长江中下游河湖治理与防洪重点实验室，430010，武汉）

　　摘要：长江中下游干流河道安全必然的联系防洪安全、供水安全、航道安全、生态安全等诸多方面。经过多年治理，在控制和改善河势、保障防洪安全、维系优良生态、促进航运发展等方面取得显著成就。梳理归纳了长江中下游干流河道安全存在的主体问题，包括安全上存在洪水峰高量大与河道蓄泄能力不够的矛盾依然突出、局部河势不稳、滩槽冲淤变化对中下游干线航道的稳定构成一定威胁、河床冲刷导致枯水期水位下降、水环境质量尚未达到水功能区规定的水质类别要求等。分析了在新阶段和新水沙条件下的两大新形势：长江经济带高水平发展对长江中下游河道安全提出新的更加高的要求；长江中下游河道冲淤和江湖关系已发生明显的变化并将在今后长时期内继续调整。进一步分析了三峡工程运用以来长江中下游干流河道水沙变化特征、不同河型演变规律及影响效应，指出未来水沙情势及江湖关系变化趋势。针对目前存在的问题，最大限度地考虑新时期的发展的策略调整趋势，紧紧围绕多目标协同需求，施行了包括制定有关规定法律及规划、河道及航道整治工程提升、完善河湖长制与监督管理措施、加强水库群联合调度、推进数字孪生长江建设等一系列保障河道安全的主要措施。

　　关键词：长江中下游；河道安全；水沙情势；河道演变；河道整治；联合调度；数字孪生

　　长江中下游干流河道上起湖北宜昌市，下迄长江河口原50号灯标，全长约1893km。宜昌至江西湖口县为长江中游，长约955km，其中宜昌至城陵矶河段长408km，可分为宜枝段与荆江段，宜枝河段长约61km，是山区性河流向平原性河流过渡段，两岸为低山丘陵地貌，抗冲能力强，河床组成较粗；荆江河段长约347km，以藕池口为界又可分为上荆江与下荆江，上荆江长约172km，河道内弯道较多，弯道内有江心洲，属微弯河型，下荆江长约175km，为蜿蜒型河道，河床演变剧烈；城陵矶至湖口段长547km，为宽窄相间藕节状分汊型河道，上承荆江和洞庭湖来水，下受鄱阳湖顶托，河道两岸分布有疏密不等的节点控制着总体河势。湖口以下为长江下游，长约938km，为宽窄相间、江心洲发育、汊道众多的藕节状分汊型河道。其中湖口至大通段长约228km，大通至江阴段长约430km且属感潮河段，江阴至徐六泾（即澄通河段）长约97km，徐六泾至河口外原50号灯标为长江河口段，长约182km，河段内徐六泾至连兴港为北支，徐六泾至吴淞口为南支。

　　长江中下游流经湖北、湖南、江西、安徽、江苏及上海6个省（直辖市），沿江地区依托黄金水道，区位优势显著，是长江流域精华地带。干流河道承担泄流、航运、岸线开发利用及生态保护等多种功能，有力支撑了流域经济社会可持续高水平质量的发展。河道既是自然资源的一部分，也是潜在的危险源，具有自然和社会双重属性。河道安全是保障沿江地区人民生命财产安全和维护生态环境稳定的重要环节，必然的联系防洪安全、供水安全、航道安全、生态安全等诸多方面。长江中下游干流河道经过多年治理，在控制和改善河势、保障防洪安全、维系优良生态、促进航运发展等方面取得很明显的成效，当前沿江工矿企业、工程设施和重要港口等与现有河势格局已基本相适应。

　　目前长江中下游河道安全仍存在较多问题，迫切地需要通过进一步系统治理逐步加以解决，归纳起来主要体现在以下5个方面：

　　①长江中下游洪水峰高量大与河道蓄泄能力不够的矛盾依然突出。如果再次遭遇历史上曾经发生过的1870年型特大洪水，即使三峡等控制性水库发挥拦蓄作用，水库下泄流量仍大大超过荆江河道安全泄量；如遇1954年型洪水，虽然三峡等控制性水库拦洪后超额洪量大幅度减少，城陵矶以下地区仍需妥善安排巨大超额洪量。

　　②长江中下游局部河势不稳，崩岸时有发生，影响了沿江地区经济社会持续发展。三峡水库蓄水运用以来，坝下游河道发生了长时期、长距离、大幅度冲刷，部分河段河势发生一定改变，原本河势相对来说比较稳定的河段也出现影响河势稳定的隐患，不利河道稳定的安全因素已开始慢慢地显现。如：维系和控制河势的洲滩发生较大冲蚀，削弱其对河势的控制作用，年际主流摆幅增大；近岸河床冲刷下切增大滩槽高程之差，已护工程薄弱段和未护段崩岸强度及尺度显著增大，其中以迎流顶冲段表现尤为突出。局部河势变化对沿江国民经济设施安全运作、岸线保护与利用带来不利影响。

　　③滩槽的冲淤变化对中下游干线航道的稳定构成一定威胁。在来沙大幅度长时期减少的情况下，长江中下游江心洲（滩）、边滩成型淤积体总体呈冲刷态势，河道断面面积扩大，航槽不易稳定，一些河宽较大、河道平面形态尚未稳定的河段碍航情况频发。

　　④河床冲刷导致枯水期水位下降，对沿岸取水设施运行带来不同程度的不利影响。三峡水库蓄水前，受下荆江裁弯、葛洲坝工程建设等影响，同流量下宜昌至城陵矶河段枯水位下降幅度除宜昌站和沙市站在1m左右，其余各站基本在0.5m以下。三峡水库蓄水后，坝下游河床自上而下持续冲刷引起同流量下中枯水较大幅度下降。2023年，宜昌站流量6000m³/s、沙市站7000m³/s、汉口站10000m³/s情况下，水位较蓄水前分别累计下降0.81m、3.41m、1.94m，对取水设施正常运行造成一定威胁。

　　⑤水环境质量尚未达到水功能区规定的水质类别要求，长江口咸潮入侵问题仍然严重。长江中下游地区沿江城镇密布，众多厂矿企业、港口、码头交错分布，各种工业废水和城镇生活垃圾污水大量排入长江，部分河段特别是城市江段的水环境质量难以达到水功能区规定的水质类别标准。受三峡水库枯水期蓄水及近年来水偏枯等因素影响，长江口北支咸潮倒灌有所加剧，极度影响当地工农业生产和人民生活。

　　一是长江经济带高水平发展对长江中下游河道安全提出新的更加高的要求。全面推动长江经济带高水平质量的发展，大力保护长江生态环境，依托黄金水道建设，优化沿江产业体系和城镇化布局，加快产业转型升级，促进经济稳步的增长空间从沿海向沿江内陆拓展和对岸线资源合理规划利用，需要更为优良、稳定的河势作为基础条件，逐步提升河道安全能力综合建设，形成河势和岸线稳定，泄流通畅，航道、港域、水生态环境优良的河道，增强其对长江经济带高水平发展的支撑与保障能力。

　　二是长江中下游河道冲淤和江湖关系已发生明显的变化并将在今后长时期内继续调整，对中下游地区防洪安全、生态安全、供水安全、航运通畅和河势稳定、岸线保护与利用等影响深远，保障河道安全工作任重而道远。根据长江科学院研究成果，三峡水库淤积平衡时间约为370年，水库“清水”下泄将是一个长期过程。三峡水库出库泥沙大幅度减少已引起长江中下游干流河道剧烈冲刷和江湖关系的调整，中下游干流河道冲刷强度、冲刷范围和发展速度均超过三峡工程论证阶段预测值，河道冲刷已发展到长江口，在未来相当长时段内，长江中下游河道仍将面临持续冲刷的局面，河道冲淤演变调整更趋复杂。因此，需持续慢慢地增加河道监测分析研究，及时掌握新水沙条件下河道演变规律，为保障河道安全提供技术支撑。

　　三峡水库蓄水后，长江中下游水沙形势发生较大改变。从长江中下游沿程水文站径流量、输沙量年际变化（见下图）来看，2003—2023年，长江中下游主要控制站宜昌、汉口、大通站径流量分别为4154亿m³、6845亿m³、8674亿m³，较蓄水前分别偏少5%、4%、4%。各站点输沙量均明显减小，幅度在71%～94%，且减幅沿程递减，宜昌、汉口、大通站较蓄水前分别减少94%、78%、71%。

　　从年内分布看，由于水库削峰补枯作用，长江中下游的流量过程发生明显的变化，主要体现出月径流量枯季增大而洪季减小的变化规律。 各典型站高流量级洪水出现的频率均有所减小，中小流量级洪水出现的频率主要体现为增大，最小流量级洪水出现的频率均大幅度减小。 以大通站为例（见下图），5—10月径流量占年径流总量百分比由三峡水库蓄水前的71.06%降至蓄水后的62.27%。

　　相对于径流量，长江中下游干流河道输沙量的年内分布更为集中。 宜昌站年内90%以上的泥沙集中在主汛期输送，下游汉口及大通站主汛期输沙量的占比都会降低。 以大通站为例，5—10月输沙量占年输沙总量的百分比由三峡水库蓄水前的87.41%降至蓄水后的79.54%。

　　三峡水库蓄水后，清水冲刷导致河道发生长时间、大范围冲刷调整，河道下切，引起同流量下水位下降（见下图）。各主要站点，包括宜昌、沙市、螺山和汉口等站同流量下枯水位分别累计下降0.76m、3.41m、1.96m和1.94m（见下表），大通站尚无明显变化。三峡水库调度导致洪水上滩概率、维持的时间大幅度减少，促使洲（边）滩植被生长，滩地糙率增加；大量护滩带、护底、四面体促淤等工程的实施导致河道阻力增加；区间入汇增加、沿程排涝能力提升，导致入江水量增多。在多因素综合作用下，长江中下游各主要站点汛期同流量下高水位基本保持不变。

　　三峡工程蓄水后，长江中下游河道整体冲刷。2002年10月—2023年10月，宜昌至湖口河段平滩河槽总冲刷量为27.705亿m³，年均冲刷量1.319亿m³，年均冲刷强度13.8万m³/km。从冲刷位置看，冲刷大多分布在在枯水河槽。截至2023年10月，宜昌—杨家脑116km沙卵石河段冲淤已趋相对平衡，荆江河段平均冲深幅度最大，河床宽深比减小，断面形态总体向窄深化发展，中低滩冲刷萎缩，高滩时有崩退，城陵矶至汉口河段冲刷强度显著地增强，汉口至湖口河段冲刷强度基本保持不变（见下图）。

　　长江中下游顺直过渡段主要体现为边滩明显冲刷后退，呈现“滩冲槽淤”和中枯水时“水流流路取直”的演变规律（见下图），过渡段断面形态逐渐向宽浅型发展，由偏“V”形向较为宽浅的“U”形发展。

　　对于弯曲河段（见下图），弯曲形态对称性差、曲率大的弯道，上段凸岸出现突变式切滩撇弯，河道断面由偏“V”形向“W”形转变；弯曲形态对称性好、曲率小的弯曲河道，弯顶附近凸岸出现渐变式切滩撇弯，凸岸逐渐冲刷后退，凹岸逐渐向内淤长，断面基本呈“V”形；随着河道的冲刷发展，有“复弯”的趋势。

　　对于分汊河段，水沙变异程度的不同导致不同分汊河段演变呈现一定差异性，但都会存在“短支汊冲刷占优”规律。其中，弯曲分汊河型河道冲刷大多分布在在凸岸汊道及分汇流区，在中小洪水年凸岸短汊道冲刷幅度明显增大，短汊发展占优；大洪水年洲头低滩被切割成心滩，冲刷的泥沙在凸岸短汊道深槽淤积，表现为“冲滩淤槽”。

　　长江中下游河道长时间、长距离冲刷引起河道崩岸频发（见下图）。2003—2022年期间共发生崩岸险情1049处，崩岸总长758.7km。崩岸多发生在洪水期和汛后蓄水期以及12月至次年4月。从年际情况看，三峡水库蓄水运用初期，由于近岸河床冲刷剧烈、局部河势调整频发、水位骤降等因素的影响，长江中下游河道崩岸发生次数较多；此后，随着护岸工程的逐步实施，近期崩岸范围、频次有所减缓。

　　近年来在上游水库群建设及中下游河（航）道整治工程大量实施共同影响下，长江中下游河道天然水文过程发生改变，河床剧烈冲刷，同等流量下枯水位下降明显，局部河段河势变化剧烈。在多种因素的共同作用下，长江中下游河道防洪、供水、航运、水生态环境形势发生较大变化。

　　一是防洪形势整体改善，局部河段防洪问题仍然突出。三峡及上游水库群联合运用后，长江中下游干流防洪压力大为减轻，长江荆江河段的防洪标准由20年一遇提高到100年一遇。水库“拦洪、削峰、错峰”作用明显，在2020年长江流域性大洪水中，削减洪峰约40%，缩短了中下游各站超警戒水位时间，降低了中下游各站高洪水位，避免了荆江河段和城陵矶地区蓄滞洪区的启用。与此同时，由于长江中下游干流经历长时期、大范围冲刷，河道小流量水位下降，槽蓄量增加，但高流量水位相对来说比较稳定，河道泄洪能力无明显变化。河道崩岸频发，重点险工段堤防及护岸工程存在水毁破坏现象，影响中下游河势稳定及防洪安全。

　　二是水资源条件显著改善，取排水工程运行条件仍需改善。三峡及上游水库群联合运用后，“蓄丰补枯”的调度方式，使得中下游河道枯水流量显著增加，有效改善了枯水期长江中下游城乡供水及农田灌溉取水条件。截至2022年12月，三峡工程累计为长江中下游补水超3300亿m³，增加日供水能力200.95万m3。但是，长江中下游河道同流量下枯水位下降，一些三峡枯水期补水作用小于因河床下切带来水位下降河段两岸取排水口运行条件发生改变，枯水期取水困难。此外，局部河段冲淤调整剧烈，部分取排水口口门淤积严重，影响取排水工程的正常运行。

　　三是航运条件整体提升，局部河段航运条件趋向恶化。三峡及上游水库群联合运用后，长江中下游河道以冲刷为主，冲刷位置主要为枯水河槽。总体来说，河槽断面形态向窄深化发展。同时，由于水库群在枯水期的补水作用，中下游航道水深显著增加，2023年长江中下游最低航道维护水深武汉—安庆段已提升至6m，安庆—南京段达到6～9m，南京下游段达到12.5m。鉴于中下游河道仍处于调整之中，在部分河段河宽较大、河道平面形态尚未稳定的河段，受到崩岸、滩槽格局改变、支汊发育、同流量下枯水位下降等因素影响，局部河段的航运条件趋向恶化。

　　四是水生态环境有所改善，生态问题依然突出。近年来由于极端天气频发，自然情况下，枯水年份增多，部分河段生态基流保障率较低。上游水库群自2011年开展坝下鱼类自然繁殖生态调度试验后，下游干流水生态环境显著改善，四大家鱼产卵量呈逐渐增加趋势。但是，生态调度仅在某些特定的程度上缓解了中下游河道物理生境的恶化趋势，中下游河道湿地格局破碎化加剧、ECO功能退化、生态多样性降低等问题仍然突出：河道大量边滩、心滩崩退，湿地生境受损；通江湖泊枯水期变长、枯水位降低，湖面面积减小严重，沉水植被的生存空间急剧缩小，水体净化能力变弱；江湖连通性降低，部分枯水时段鱼类等水生动物洄游通道减小甚至消失，生态多样性降低。

　　为应对长江中下游江湖库演变对防洪、供水、通航、水生态及涉水建筑物安全带来的影响，有关部门结合长江流域特性有明确的目的性制定了相关法律及规划。先后颁布《长江河道采砂管理条例》《中华人民共和国长江保护法》等，通过立法建立统筹协调机制，强化政府管理责任，推进河道治理及长江河道采运砂管理，加强长江资源保护，完善污染防治措施，有效推进了长江上中下游系统性、整体性综合治理。

　　此外，依托上述法律和法规，针对防洪、供水、通航等不同治理目标，相应制定有关规划，并多次修订以适应新时期治理需求。针对长江流域防洪形势，制定实施了《长江流域综合规划（2012—2030年）》《长江流域防洪规划》《长江中下游干流河道治理规划（2016年修订）》等；为应对水库蓄水拦沙调度、气候差异以及极端水文 事件频繁等带来的长江中下游干流枯水位下降、长江口咸潮入侵、供水不足、水资源配置不均衡等问题，提出了《长江流域水资源综合规划》；分阶段制定实施了“九五”至“十四五”水运发展规划，推进长江中下游碍航水道整治工程建设，促进了长江水运发展；为遏制长江流域水生生境破碎化发展，保证水生动物多样性，推行实施了《长江经济带—长江流域国土空间规划（2021—2035年）》，明确了长江流域生态环境保护和高水平发展正处于由量变到质变的关键时期。此外，针对河道采砂及岸线利用与管理等问题，编制了多轮长江中下游干流河道采砂管理规划、长江岸线保护和开发利用总体规划等，明确了年度采砂分配方案和范围，提出了水域岸线空间管控要求，有力维护河道自然边界条件（河岸、河床）相对稳定。

　　堤防是长江中下游地区防洪的基础设施，目前长江至长江口干流河道堤防3938km已完成达标建设，实现了“以泄为主”防洪功能。

　　在河道治理方面，20世纪60年代后期至70年代，下荆江实施了系统裁弯工程，对部分趋于萎缩的支汊进行了封堵。20世纪80年代至90年代末主要实施了部分重点河段治理。历年来陆续实施的河势控制工程及护岸工程在抵御1998年大洪水中发挥了及其重要的作用。1998年大洪水后，针对1998年洪水中暴露的问题，开展了长江堤防隐蔽工程建设，对直接危及重要堤防安全的崩岸段和部分河势变化剧烈的河段进行了治理。2003年后，为积极应对三峡水库“清水”下泄对中下游防洪、河势等方面可能带来的影响，水利部及有关地方政府、有关部门组织并且开展了大量河道治理工作，最重要的包含荆江河段河势控制应急整治工程、长江中下游崩岸重点治理工程、列入国家172项节水供水重大水利工程的湖口以下治理工程、长江口河段综合治理工程等。据不完全统计，至2023年，长江中下游累计完成护岸长度约2500km，中下游干流险工段已全面守护，控制河势的重要节点段基本稳定，大部分崩岸段得到治理，有力支撑了沿江经济社会发展。

　　在航道治理方面，“九五”到“十五”期间，先后实施了界牌水道治理、长江下游南京以下12.5m深水航道建设、中游荆江河段航道整治、宜昌至昌门溪河段航道整治、武汉至安庆河段6m水深航道整治等60余项工程，初步控制了有利的滩槽格局，改善了重点碍航水道的航道条件，提高了航道标准，并为后续系统航道治理奠定了基础。2023年，长江干线 t，创历史上最新的记录，发挥了黄金水道巨大的经济价值。

　　受历史因素影响，长江中下游岸线乱占乱用问题很突出，近年来，水利部陆续开展河湖库“清四乱”专项行动以及长江干流岸线利用项目清理整治、非法采砂整治、非法矮围清理、超标排污整治等行动，并出台《河湖管理监督检查办法（试行）》，在岸线利用、水资源治理 等方面取得了明显成效。截至2022年，共腾退长江岸线万余个。此外，为加强对长江流域的管理和监督，各级水行政主任部门依托河湖长制平台，明确“中央统筹、部门协同、省负总责、市县抓落实”的河湖管理责任分工，通过各部门统筹协调，促进长江流域走上绿色发展之路。

　　2023年，为加强长江流域控制性水工程联合调度管理，水利部出台《长江流域控制性水工程联合调度管理办法（试行）》，当前纳入联合调度管理的大型水库共计70余座，其中三峡水库发挥关键作用。截至2023年，汛期三峡水库累计拦洪66次，包括20场洪峰流量超50000m³/s的编号洪水，累计拦洪总量2088亿m³，降低了中下游河道的行洪风险，保证了河道防洪安全。此外，针对汛期来水明显偏枯的情况，科学开展了中小洪水资源化利用联合调度。在“汛期反枯”“枯期极枯”的2022极端枯水年，调度三峡水库抬高运行水位至149.53m，利用洪水资源近23亿m³，同时调度雅砻江、嘉陵江、乌江流域水库洪水资源共计26.4亿m³，保障了汛后长江中下游的水资源供应需求。在消落期，开展补水调度和生态调度，截至2022年，累计为下游补水3396亿m³，有效抬高了长江中下游河道水位，扩大了四大家鱼产卵规模，保障了通航及生态安全。在汛后蓄水期，为应对咸潮入侵风险，开展防咸潮补水调度，在2022极端枯水年，咸潮入侵时间较往年提前3～4个月，通过补水调度累计向下游补水41.53亿m³，为上海市长江口水源地引水补库创造有利条件，保障了河道取用水安全。

　　在智慧水利方面，按照“1+1+7+X”总体布局，有序推进数字孪生长江建设。数字孪生丹江口、数字孪生汉江、数字孪生江垭皂市、数字孪生三峡4个先行先试项目圆满完成，形成了具有示范引领作用的成功案例。目前，已上线试运行长江流域控制性水利工程综合调度决策支持系统，首次上线长江口潮位预报系统，数字孪生长江框架平台已初步搭建，初步实现了防洪精准调度、水资源管理与调配、水质安全、河湖管理、枢纽安全运作和水库安全运作等不同业务在数字孪生平台下的应用场景。今后，继续加强数字孪生长江建设，将河道安全相关联的内容纳入数字平台，提升河道安全决策保障能力，更好服务于沿岸经济社会高质量发展。

　　河道安全是流域经济社会持续健康发展的一项基础保障。长江中下游沿江地区水土资源丰富，交通便利，工农业基础雄厚，科技发达，对长江流域和全国带动作用明显。沿江经济的发展、国民经济设施安全运作及产业布局对长江河道安全的依赖慢慢的变大。加强长江中下游河道安全建设，应最大限度地考虑新时期的发展的策略调整趋势，紧紧围绕多目标协同需求，以水资源可持续利用支撑经济社会高水平发展为导向解决河道安全存在的各类问题。保障河道安全要以有关规定法律法规及规划为遵循，健全河湖长制长效机制，开展河道综合治理，优化三峡调度，推进河道数字孪生建设，全面实现长江中下游河道既要保障防洪安全、保护生态安全，还要服务于航运、供水、岸线开发、洲滩利用等目标，满足国民经济发展要求，促进长江经济带高质量发展。

　　许全喜，金中武.长江中下游干流河道安全分析与对策探讨[J].中国水利，2024（22）：66-73.