2020年夏季长江中下游和上游先后发生特大洪水，造成灾害损失，引起国内外普遍关注，长江水利委员会相关领导对于全流域洪水防御和水工程联合调度作了系统总结^［1，2］。夏军等^［3］以7月长江中下游特大洪水防御为例，分析了过去70年来长江洪水蓄滞空间格局变化，讨论了新时期长江中下游防洪形势及战略思路。本文以8月中旬以后长江上游特大洪水为例，与历史洪水比较，分析长江上游洪水特性及未来防御战略和战术问题。长江干流宜昌以上为上游，全长4 504 km，占长江全长的71%，控制流域面积约100万km²，占流域面积的56%，长江上游主要支流北岸有雅砻江、岷江、沱江和嘉陵江，南岸有赤水河和乌江等（图1），长江上游河道特征、洪水及灾害特点与中下游有显著差别，从河道特征看：长江干流宜宾以上河道多属峡谷河段，长3 464 km，落差5 100余m，约占长江总落差的95%，是地震和滑坡等地质灾害频发地区，洪水与地质灾害经常耦合发生。过去，由于洪水在中下游泛滥造成的损失巨大，所以，长江防洪的重点一直放在中下游，对于中下游洪水特性研究及防洪工程建设一直比较重视^［4］，长江堤防和蓄滞洪区等防洪工程主要分布在中下游，上游修建的控制性水库也要配合三峡水库承担部分中下游防洪调控任务^［5，6］，而对于上游洪水特性、洪水防御研究相对薄弱^［7］。事实上，长江上游流域面积大，汇入支流多，有著名的川西暴雨区和大巴山暴雨区，是中下游洪水的主要来源地。根据多年统计分析，中游螺山站和汉口站最大60天洪量中，上游洪水量分别占到70%和67%，2020年长江干流编号洪水全部出现在上游，长江全流域特大洪水都是上游洪水与中下游洪水遭遇形成的。从灾害损失上看，近20多年，上游山洪及山洪诱发的地质灾害造成的人员伤亡比中下游洪水还要多^［8，9］。目前，长江上游干流及主要支流控制性水库群基本建成，防御中下游洪水规划67%以上的防洪库容也分布在上游，科学调控长江上游洪水，不仅可以保障上游沿江城镇的防洪安全，而且对于防御中下游洪水和全流域特大洪水都具有十分重要的意义。本文首先介绍2020年长江上游洪水发生情况及对中下游的影响，然后通过分析历史特大洪水及灾害情况，分析长江上游洪水特征、洪灾类型及特点，根据新时代长江防洪要求和人类活动影响，提出长江洪水整体防御战略及山洪灾害防治战术建议。

2020年6~8月，受不利气候条件影响，长江流域降雨量较常年同期偏多36%，其中上游偏多29%，中下游偏多56%。中下游梅雨期52天，比多年平均多23天，梅雨量为常年的1.68倍^［8］，大范围的强降雨致使长江中下游和上游先后发生大洪水，洪水持续时间和强度接近1998年洪水规模，为近20年最大的洪水过程，鄱阳湖、巢湖和长江上游沿江城镇遭受巨大洪灾损失，引起国内外广泛关注。

2020年长江洪水特点是：7月，长江上游1~3号洪峰先后出现，与中下游干流、鄱阳湖、巢湖和太湖洪水遭遇，使中下游首先发生特大洪水，长江中游监利以下干流长时间超警戒水位，三大湖泊先后出现超保证水位，造成巨大洪灾损失。为了减轻上游洪水对于中下游的影响，以三峡为主的上游水库群在保障上游城镇防洪安全的前提下，发挥了重要的调洪作用，累计调洪总量达到229亿m³，显著减轻了中下游防洪压力。进入8月中旬，长江上游又出现持续降雨，其中岷沱江流域降雨较常年同期偏多2.1倍，嘉陵江流域较常年同期偏多1.8倍，先后形成4号和5号洪峰，其中5号洪峰最大流量达到75 000 m³/s，为上游近40年来最大洪峰流量。8月20日，上游5号洪峰和嘉陵江2号洪峰在重庆遭遇后，寸滩水文站水位达到191.62 m，超过1981年洪水位0.21 m，是重庆市115年来最高洪水位，随后三峡水库迎来建库以来最大入库流量75 000 m³/s，4号和5号洪峰给重庆和宜宾等上游沿江城镇带来重大灾害损失，表1为2020年长江干流编号洪水及水库群调洪情况^［2］，图1为长江主要水系及水文站点分布情况。

历史上，1870年、1954年、1981年和1998年长江上游都发生特大洪水（表2），其中1870年和1981年为上游特大洪水，1954年和1998年为全流域特大洪水，这些洪水发生时，上游基本没有控制性水库，洪水形成及演进比较自然，但由于峰高量大，洪水造成的损失十分巨大。

1870年7月中旬，川东持续降下特大暴雨，有“雨如悬绳连三昼夜”、“猛雨数昼夜”等记载^［9］，暴雨区主要发生在嘉陵江中下游，后来东移至三峡干流区间，嘉陵江及支流渠江和涪江三江同时发生特大洪水，致使嘉陵江下游洪水暴涨，合川县几乎全城淹没，嘉陵江出口北碚，推算出的洪峰流量达到57 300 m³/s。与此同时，干流江津以上江水盛涨，大水进入江津城。洪水下泄至重庆与嘉陵江洪水相遇，洪流汹涌，顺江而下，于涪陵纳入乌江洪水后，沿程又与寸滩—宜昌干流区间洪水相遇，江水迅速骤涨，推算的寸滩站和宜昌站最大洪峰流量分别为100 000和105 000 m³/s。洪水出三峡后，与清江等洪水遭遇，一泄千里，直达长江中游的荆江，致使荆江南岸松滋口溃决，公安全城淹没，斗湖堤决口，监利邹码头、引港、螺山等处溃堤，数百里洞庭湖与辽阔的江汉平原一片汪洋。1870年特大洪水是1153年至今800多年来长江上游的最大洪水，也是确定三峡大坝防洪设计标准的主要特征洪水。

1954年7~9月亚欧分界乌拉尔山和鄂霍茨克海高空维持强大的阻塞高压，太平洋副高较常年偏南而持久，季风雨带长期徘徊在长江流域，4月鄱阳湖水系即出现大雨和暴雨，5~6月主要雨区依然在长江以南，7月雨区北移，中心在长江干流以北及淮河流域，8月主要雨区又转移到四川盆地、汉江流域。长江各时段洪量中，金沙江屏山站来水占宜昌水量比例始终位于第1位，占比为28.6%~31.0%，而岷江、嘉陵江洪峰流量不是很大，属于常遇洪水。以年最大30天洪量为指标，宜昌站约为80年一遇，中游城陵矶站约为180年一遇，汉口、湖口站约为200年一遇。洪灾损失主要发生在中下游的湖北、湖南、江西、安徽和江苏5省，有123个县市受灾，洪涝受灾农田面积317余万hm²，受灾人口1 888余万，中游干堤和汉江下游堤防溃口61处，扒口13处，支堤、民堤溃口无数。湖南洞庭湖区900多处圩垸溃决率达到70%。1954年洪水直接导致3万多人死亡，京广铁路100天不能正常运行，溃决、扒口总共分洪量达到1 023亿m³，是有实测资料以来全流域最大的洪水，1954年洪水是确定长江中下游堤防防洪标准和分蓄洪区划分的主要依据。

1981年7月中旬，长江上游的岷江、沱江和嘉陵江同时发生特大暴雨，嘉陵江发生特大洪水，北碚站7月16日洪峰流量达44 700 m³/s，与此同时，岷江7月14日出现洪峰，7月15日沱江也出现1949年以来的最大洪峰流量，三江洪水倾泻入长江，相遇叠加，致使长江上游干流河段水位猛涨10~20 m，寸滩站实测最大流量为85 700 m³/s，为1939年以来最大洪峰流量。所幸的是，寸滩以下至宜昌区间及南岸乌江流域基本无雨，使得寸滩的洪峰流量经河道调蓄到达宜昌时，坦化至70 800 m³/s。1981年嘉陵江北碚站 7 d洪量所占比例较多年均值偏大73.9%， 15 d洪量所占比例偏大66.8%，30 d洪量所占比例偏大52.7%，60 d洪量所占比例偏大99.4%^［7］。1981年洪水属于有实测资料以来长江上游最大洪水，2020年8月上游洪水特征与该年十分类似。

1998年受厄尔尼诺不利气候影响，6~8月长江中下游持续暴雨，7月和8月上游也出现暴雨。6~8月长江流域面平均降雨量为670 mm，比多年同期平均值偏多37.5%，仅比1954年同期少36 mm。宜昌站7~8月先后出现8次洪峰过程，其中金沙江、屏山—寸滩站区间和寸滩—宜昌站区间来水占宜昌水量比例较多年均值偏大，对形成全流域特大洪水贡献较大。1998年虽然洪水总规模小于1954年，但由于采取积极的抗旱抢险措施，当年堤防溃决主要在中下游的洲滩民垸，分蓄洪水量仅100余亿m³，再加上河湖槽蓄能力下降，中下游干流和湖泊及许多支流洪水位高于1954年，湖南、湖北、江西和安徽4省洪灾损失较大，共溃决堤垸总数975处，淹没耕地358.6万亩，受灾人口231.6万人，死亡3 000多人。

长江洪水基本都是由暴雨产生，主要暴雨区川西暴雨区和大巴山暴雨区分别流经岷江和嘉陵江流域，两大流域洪水遭遇，易形成寸滩站及宜昌站峰高量大的洪水，1981年和2020年特大洪水都是由这两大支流洪水遭遇形成。宜昌站作为上游的出口站，实测最大洪峰流量为1981年的70 800 m³/s，历史调查最大洪峰流量为1870年的105 000 m³/s。长江洪水不仅峰高，而且量大，宜昌站多年平均30 d和60 d洪量分别为918亿m³和1 610亿m³，峰高量大是长江特大洪水的基本特征，表3为长江上游干流和主要支流控制性洪水特性值表^［4］。

从表3可见，长江上游支流实测和调查到的最大洪峰流量都出现在嘉陵江的北碚站，其次是岷江高场站，这两个站最大流量都超过金沙江的屏山站。屏山站控制面积约占宜昌控制面积的1/2，但多年平均汛期（5~10月）水量仅占宜昌站水量的1/3，主要原因是金沙江是长江流域降雨最小的流域，没有大的暴雨区，洪水过程比较平缓，年际变化较小，是宜昌站洪水组成的基础部分，而岷江和嘉陵江由于分别流经川西暴雨区和大巴山暴雨区，岷江高场站和嘉陵江北碚站控制面积分别占宜昌站控制面积的13.5%和15.6%，但多年平均汛期水量却分别占到20.2%和16.6%，共计约占宜昌站的37%，是宜昌站洪峰流量的主要来源^［7］。此外，长江上游干流区间的来水也不可忽视，寸滩—宜昌区间也是长江上游的暴雨区，其面积虽然占宜昌站控制面积的5.6%，但多年平均汛期水量约占宜昌站的8%，有些年份的水量甚至可达宜昌的20%以上（如1982年）。如果暴雨笼罩面积大，几条主要支流同时发生大洪水，与干流区间洪水遭遇，将形成上游特大洪水，历史上1870年7月和1981年7月的洪水和2020年8月的大洪水都属于此类。

值得注意的是，随着金沙江及三峡等上游控制性梯级水库建成，金沙江控制站宜宾站和宜昌站洪水特性已经发生显著变化，不再具有天然洪水特点，必须进行还原计算，而且对于特定河段的洪峰过程也会产生重要影响。目前反映上游洪水特征的控制站已经从宜昌站上移到干流寸滩站和支流乌江武隆站，两站合计代表三峡水库入库流量。三峡水库汛期调控也会影响寸滩站流量过程，尤其当三峡水库为中下游调蓄洪水时，对寸滩站出流会产生顶托作用，会增加上游较大洪水出现的几率，给上游防洪防御带来新挑战。

山洪是长江上游频繁发生的灾害，原因是上游山丘区面积占到80%以上，支流众多，河道比降大，汇流迅速，而且常常诱发崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害，具有分散性、突发性和毁灭性，是目前长江流域因洪水引起人员死亡最大的自然灾害，如1989年7月10日，因大暴雨导致四川省华莹市溪口镇发生岩崩和泥石流，造成 220人死亡^［8］；2010年7月13日发生在云南巧家县的特大山洪灾害，造成17人死亡、28人失踪，在不到1个月后的8月7日，甘肃舟曲县就发生特大山洪泥石流灾害，导致1 467人遇难、298人失踪^［13］。

山洪灾害密度最高的地区集中在四川盆地周边的中高山地，包括岷山、邛崃山、龙门山、滇东、滇西、米仓山、大巴山、大娄山、武陵山和雪峰山等山区^［9］。由于长江上游有成千上万个山洪沟，只要遇到局地大暴雨，就会发生山洪，几乎年年都会出现，发生频率高。如果发生大面积暴雨，众多山洪就会汇聚成上游干支流大洪水，所以，在防御大洪水前，首先要积极防御点多面广的山洪。

根据最新的《长江流域综合规划》^［6］，上游干流及主要支流总体防洪标准应达20年一遇水平，同时对流域内已发生的造成严重灾害的大洪水要有可靠的防御对策，确保重点地区防洪安全，其中重庆和成都防洪标准应按照200年一遇水平；干流及支流沿江的攀枝花、宜宾和泸州等地级市的防洪标准应达到50年一遇，县级城镇防洪标准为20年一遇。上游城市大多数沿河谷而建，河道洪枯水位变化幅度一般在十几米，甚至几十米，不可能仅靠修建堤防完全达到防洪标准，如目前宜宾和泸州城市目前堤防标准只达到20~50年一遇水平，重庆堤防只达到20~100年一遇水平，要满足规划的防洪标准，必须依靠上游控制性水库调减洪峰来解决。近20年来，上游干支流修建了一大批控制性水库（图2），参与联合调度的水库越来越多，对于提高沿江城市及重要基础设施河段的防洪标准起到很大作用，如岷江梯级水库建成，提高了成都金马河段防洪标准至100年一遇，大渡河上的瀑布沟水库建成使下游成昆铁路沙坪段防洪标准提高至100年一遇水平。上游一些已建重要公路也多沿河谷修建，在沿江长距离范围内修建提防提高防洪标准显然不经济，也必须依靠水库调节洪峰提高防洪标准。

图2为长江上游具有较大防洪作用的21个控制性水库分布示意图，这些水库除满足所在河流（河段）防洪要求外，大部分还配合三峡水库承担对中下游发挥防洪作用。在三峡工程建成前，由于上游洪水组成与水库分布不协调，开展联合调度比较困难，对长江中下游削峰作用不大，如1998年大洪水时，主要靠干流葛洲坝和清江隔河岩等水库超蓄来减轻中游沙市超保证水位问题。三峡水库建成以后，由于长江上游出口处有了总控制水库，上游水库群联合调度才成为可能。上游水库群参与中下游防洪调度是通过拦蓄洪水基流，使三峡水库入库洪量减少，为三峡水库腾出更多防洪库容调节中下游洪水，不仅显著提高了荆江的防洪标准，而且减轻中下游堤防的压力，遇特大洪水时，可减少蓄滞洪区的分洪量。

值得注意的是，上游水库群参与联合防洪调度，不能只看水库群总的防洪库容，更应该看其所在区域及时机，因为上游水库与三峡水库调度目标和运行方式不同，不仅要考虑各水库在汛期不同时段的防洪任务，还要兼顾汛后水库群蓄水发电等兴利需要^［5］。从防洪功能来看，上游控制性水库分为3类：一类为自身没有防洪任务，主要配合三峡水库承担中下游防洪任务，如金沙江上的梨园、阿海、金安桥、龙开口和鲁地拉等水库以及雅砻江上的锦屏一级和二滩水库等，这类水库与三峡水库间的距离较远，以拦蓄金沙江洪水基流的方式配合三峡水库对长江中下游防洪，7月可以承担蓄水拦洪，参与长江流域整体防洪调度，8月可按兴利蓄水、减少三峡水库入库径流的调度方式，将蓄水与防洪结合，这类水库防洪作用主要在前汛期，水库水位蓄上去以后不再下降，减轻汛后水库群集中蓄水影响。第二类为承担所在支流或河段防洪，同时配合三峡水库承担中下游防洪双重任务的水库，如观音岩、瀑布沟、溪洛渡、向家坝、亭子口、草街、构皮滩、思林、沙沱和彭水等，其中观音岩水库主要防洪对象是攀枝花市；瀑布沟水库主要防洪对象是下游的成昆铁路；溪洛渡和向家坝不仅是金沙江的控制性水库，也是保障川江沿线城市防洪安全的水库，其余水库分别承担嘉陵江及重庆市和乌江城市的防洪任务，这类水库一般情况下，9月初在留足所在河流防洪要求库容的前提下可以开始逐步蓄水。第三类为仅承担所在支流防洪任务的水库，如岷江的紫坪铺，嘉陵江上游的碧口和宝珠寺等，一般在10月初开始蓄水。

总之，从时间分配上，7月上游干支流水库共需要预留防洪库容340亿~360亿m³，其中金沙江干流石鼓—宜宾段梯级水库预留防洪库容223.9亿m³，雅砻江预留防洪库容50亿~60亿m³，岷江预留防洪库容30亿~40亿m³，嘉陵江预留防洪库容约25亿m³，乌江预留防洪库容11.66亿m³。8月初开始，逐步有限制地蓄水，到8月中下旬的后汛期，主要剩下三峡水库还留有较大防洪库容，其他水库基本不再承担防洪任务。

长江流域山丘区面积占70%以上，山洪沟数量众多，目前山区大部分村镇堤防标准最高只有10年一遇水平，甚至没有堤防，所以，山洪灾害属于常遇事件，每年都会发生，是未来长江防洪的重点。山丘区发生山洪本本是一种自然现象，但如果人们生产和生活在山洪发生的高风险区，就很容易产生山洪灾害。如四川省和重庆市，人多地少，人地矛盾突出，成灾县级市达到111个，占两地区的68%^［7］，是山洪灾害的重点防治区。

由于山洪灾害发生的点多面广，采用修堤、拦石坝等工程措施防治显然不经济，主要防御措施是非工程措施^{［12，13］}，包括：①规范山洪沟土地利用方式。应该完善风险图的绘制，确定山洪灾害风险等级，根据风险等级规范山区土地利用方式，限制在高风险地区进行土地开发和利用，并将山洪风险等级及管理要求告知地方政府和当地居民。②开展小流域综合治理，加强水土保持和天然林保护工作。水土保持能够减少降雨形成的地表径流，减缓水流速度，削弱水流对坡面的冲刷力，减少山洪中砂石等固体物质，从而减轻灾害危害程度。③完善预警预报体系。采用测雨雷达、自动报警及信息传播等现代预报技术，加强对短时局地暴雨预报预警等技术的推广，及时疏散居民，可以显著减小人员伤亡和灾害损失。④严格山丘区中小河流河道管理，清理“乱占、乱采、乱堆、乱建”，保持河道畅通。对于已经建在河边的住房或者建筑物，复核其风险等级，对于碍洪、风险高的沿河建筑物进行搬迁或拆除。对于重点河道，进行疏浚、疏通，保障行洪通道畅通。⑤落实防御山洪灾害责任制。对于防御山洪灾害，也要像大江大河防汛一样，执行地方行政首长负责制，特别是村镇一级责任制的建立，将责任落实到村、组、户、人，加强对于村民防御山洪灾害知识的宣传，定期开展应急避险演练，提高居民防灾减灾意识和避险技能等。

2020年长江洪水为新中国成立以来仅次于1954年和1998年的全流域性大洪水^［1］，其中上游洪水与1981年类似，属于特大洪水。由于大型水库群联合调节及错峰^［2］，避免了发生特大洪水灾害。

长江大洪水主要因不利气候环境及持续暴雨而形成，由于流域面积大、水系复杂，洪水组成也十分复杂，上游与中下游、干流与主要支流洪水遭遇在时间和空间上具有较大的不确定性。根据历史特大洪水及多年洪水统计分析，长江流域大洪水发生一般都是中下游先发生大洪水，然后上游再发生大洪水，上游与中下游洪水遭遇而发生。长江上游洪水是长江全流域洪水的基本部分，在上游洪水组成中，金沙江洪水又是最基础部分，岷江和嘉陵江构成上游大洪水的峰值部分，上游干流区间和乌江也是上游洪水重要组成部分。

未来防御全流域特大洪水，堤防及河湖槽蓄能力仍然是基础，控制性水库群联合调度是主要的调控手段，蓄滞洪区是保证重点城市和地区防洪安全的最后手段。上游洪水防御的重点地区是岷江和嘉陵江流域，两江洪水遭遇常引起上游发生大洪水。防御上游大洪水，城镇堤防也是基础，控制性水库是重要调控保障，遇特大洪水发生时，低于防洪标准的沿江地方要做好避险撤离的应急预案。山洪灾害的防治是未来防洪工作的重点，而防治的主要手段是非工程措施。

随着人类活动的影响和沿江岸线的开发和利用，长江上、中、下游和通江湖泊行洪能力和槽蓄能力均有所下降，清理河道“四乱”，保障河道畅通，留下更多的自然洲滩是一项十分重要、需要持续开展的工作，未来防洪工作的重点是不但要补齐防洪工程（如蓄滞洪区）建设短板，更重要的是要规范人类土地利用方式，给洪水以足够的空间，寻求自然解决方案，这才是保证长江流域防洪安全的根本之策。