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江河防洪概论

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江河防洪概论江河防洪概论 简明教材 熊治平 武汉大学 水利水电学院 2012.2 目 录 前 言 第三章 洪 水 第一节 洪水的类型 第二节 洪水的基本特性 第三节 我国江河洪水的特点 第四章 洪水灾害 第一节 洪水灾害的分类 第二节 洪水灾害的基本特性 第三节 洪水灾害的成因 第四节 洪水灾害的对策 第五节 洪水灾害的影响 第六节 洪水灾害的损失 第五章 江河防洪减灾系统 第一节 防洪减灾措施 第二节 防洪减灾规划 第十章 非工程防洪措施 第一节 防洪区科学管理 第二节 依法治水与普“水”教育 第三节 洪水预报...
江河防洪概论
江河防洪概论 简明教材 熊治平 武汉大学 水利水电学院 2012.2 目 录 前 言 第三章 洪 水 第一节 洪水的类型 第二节 洪水的基本特性 第三节 我国江河洪水的特点 第四章 洪水灾害 第一节 洪水灾害的分类 第二节 洪水灾害的基本特性 第三节 洪水灾害的成因 第四节 洪水灾害的对策 第五节 洪水灾害的影响 第六节 洪水灾害的损失 第五章 江河防洪减灾系统 第一节 防洪减灾措施 第二节 防洪减灾规划 第十章 非工程防洪措施 第一节 防洪区科学管理 第二节 依法治水与普“水”教育 第三节 洪水预报、警报和与防汛通信 第四节 防洪减灾信息技术 第五节 洪水保险 第六节 防洪基金 第七节 善后救灾与灾后重建 第十一章 江河防汛与堤防抢险 第一节 江河防汛工作 第二节 堤防抢险技术 附录:关于长江三峡水库的防洪问题 2 前 言 我国幅员辽阔,江河众多,洪水灾害频繁。全国约有35%的耕地、40%的人口和70%的工农业产值处于江河洪水位以下。全国每年的洪灾直接经济损失,少则几百亿元,多则几千亿元。1998年长江大水,触目惊心、国人难忘。在党中央、国务院的直接领导下,数百万军民与洪水搏斗了60多个日夜,才最终取得抗洪抢险的全面胜利。是年全国洪灾直接经济损失2551亿元。洪水灾害损失在各类自然灾害中位居首位。洪水是中华民族的心腹大患,不仅严重威胁着人民的生命财产安全,而且影响到社会安定和经济社会的可持续发展。 长期以来,我国人民为了求生存谋发展,与洪水进行了艰苦卓绝的斗争,取得了可歌可泣的成就。建国以来,在党和政府的领导下,通过对各主要江河大规模的防洪工程建设,现已在全国范围内初步形成了科学合理的防洪工程布局和较完整的防洪减灾体系,有效地减少了洪水的酿灾机会及其致灾损失。但是,我们应当清醒地看到,洪水是一种不以人的意志为转移的自然现象,彻底根除洪水和期望洪灾不再发生的想法都是不现实的。因此,经济社会愈是发展与进步,防洪治水工作愈是要加强,防洪减灾将是一项长期而艰巨的任务。 防洪的目的在于减灾。防洪减灾是一项社会公益性事业,不仅是水利部门的事,而且需要全社会的参与和支持。防汛抗洪是每个公民包括在校大学生的法定义务。为此,我们在全校范围内开设了跨学科的通识课《洪水与防洪》(1学分)及公选课《中国江河防洪》(2学分),受到广大学生的热选。选课生源几乎覆盖全校各个学院所有专业。 该课程主要介绍洪水与洪水灾害的基本概念,中国河流的洪水与洪水灾害,江河防洪减灾措施,防汛抢险技术,以及防洪治水的思想方法、方针政策和法律法规等知识,目的在于让学生拓宽知识面,了解有关水利常识和防洪知识,树立水患意识,增强防洪观念,并自觉服务于我国的防洪减灾事业,把自己培养成为既有本专业知识,又有防洪理念的新时代高素质人材。 课堂教学运用多媒体教学方式,在讲授基本知识的同时,配合大量图片、VCD影像资料,学生坐在教室、足不出校,即可与天然河流和抗洪现场零距离接触,从而能在有限的课时内,短、平、快地获取有关洪水洪灾与江河防洪方面的专业知识和大量相关信息。 这份《简明教材》内容源自本人编著的《江河防洪概论》(武汉大学出版社出版),以供学生在修课期间阅读。该书内容注重科普性、实用性、时新性和可读性,着力于基本概念、基本知识和基本技术的介绍,避免了专业理论的刻意阐述、数学公式的推演和严格意义的工程设计技术内容。因受课时限制和从节省学生费用考虑, 这份教材只节选了其中的五章并做了一些刪减处理,以作为课堂教学和学生学习的基本内容。凡有心了解更多有关江河防洪专业知识的同学,建议课外参阅原著。 熊治平 2012.2 3 第三章 洪 水 洪水是一种自然现象。但到目前为止,关于洪水的定义还没有统一的说法。一般认为,凡超过江河、湖泊、水库、海域等容水空间的承纳能力,造成水量剧增或水位急涨的水文现象,统称为洪水。 第一节 洪水的类型 洪水的分类方法很多。如按洪水发生季节分:春季洪水(春汛)、夏季洪水(伏汛)、秋季洪水(秋汛)、冬季洪水(凌汛);按洪水发生地区,可分为山地洪水(山洪、泥石流)、河流洪水、湖泊洪水和海滨洪水(如风暴潮、天文潮、海啸等);按洪水的流域范围,分为区域性洪水与流域性洪水;按防洪设计要求,分为标准洪水与超标准洪水,或设计洪水与校核洪水;;按洪水重现期,分为常遇洪水(小于20年一遇)、较大洪水(20,50年一遇)、大洪水(50,100年一遇)与特大洪水(大于100年一遇);按洪水成因分:暴雨洪水, 融雪洪水,冰凌洪水,暴潮洪水,溃口洪水,扒口洪水;等等。 在上述分类方法中,最为常用的是按洪水成因所划分。现就其各类洪水情况分别介绍如下。 一、暴雨洪水 暴雨指强度较大的降雨。按中央气象台的降水强度标准,24h降雨量大于50mm的降雨为暴雨,其中24h降雨量大于100mm和200mm的分别为大暴雨和特大暴雨。 暴雨洪水是由暴雨引起的江河水量迅增、水位急涨的水文现象。特大致洪暴雨引发的暴雨洪水,一般强度大、历时长、面积广。我国伏秋季节发生的大洪水多为暴雨洪水。 暴雨洪水最重要的气候要素是降水。影响我国大部地区降水的因素主要是季风和台风。因而我国的暴雨洪水,主要为季风暴雨洪水和台风暴雨洪水。此外,山洪、泥石流也因由暴雨引发,故可列为暴雨洪水的一些特例。 1.季风暴雨洪水 季风是指大范围盛行的、风向随季节而显著变化的风系。世界上最著名的季风地区是印度季风和东亚季风。季风的成因是由于海陆间热效应的季节性差异,导致其地面气压差的季节变化,即冬季陆地比海洋冷, 大陆上为冷高压,故近地面空气自陆地吹向海洋,夏季陆地比海洋暖,大陆上为热低压,故近地面空气自海洋吹向陆地。有季风的地区,都可出现雨季和旱季等季风气候。夏季风自海洋吹向大陆,将湿润的海洋空气输进内陆,在陆地被迫上升成云致雨,形成雨季;冬季风自大陆吹向海洋,空气干燥,伴以下沉,天气睛好,形成旱季。 我国大部分地区处于季风气候区,降水主要集中在夏季。夏季风主要有东南风和西南风两类。东南季风挟带的大量暖湿空气,常易引起华南地区暴雨、江淮地区梅雨以及华北、东北地区暴雨。西南季风引起的降水区域是西藏东部、四川西部和云南等地。 2.台风暴雨洪水 台风是发展强盛的热带气旋。热带气旋属气象学上的专业术语,是指在热带洋面上生成发展的低气压系统。国际上,热带气旋以其中心附近的最大风力来确定强度并进行分类。 4 在我国,新颁发的《热带气旋等级》国家标准中规定,我国责任区内的热带气旋,按其强度分为六个等级。具体规定如下:热带低压:风速10.8m/s—17.1m/s(风力6—7级);热带风暴:风速17.2m/s—24.4m/s(风力8—9级);强热带风暴:风速达到24.5m/s—32.6m/s(风力10—11级);台风:风速32.7m/s—41.4m/s(风力12—13级);强台风:风速41.5m/s—50.9m/s(风力14—15级);超强台风:风速大于51.0m/s(风力16级或以上)。 我国位于太平洋西北岸,是世界上受台风影响最多的国家之一。影响我国沿海地区的台风年均有20个左右,平均每年登陆致灾的约有7个。 台风登陆后,大多数能进入内陆,甚至深入到腹地省份。内陆受其影响最多的是江西省,其次是湖南、安徽、湖北、河南等省。台风所到之处风大雨急,往往会发生强暴雨过程,以致发生灾害性暴雨洪水,严重威胁所经地区人民生命财产的安全,甚至可造成数以亿计的经济损失和众多的人员伤亡。著名的河南“75.8”大水,就是因受7503号强台风登陆北上豫西南,引发强暴雨而造成了重大的人员死亡和经济损失。 3.山洪 山洪即指山区溪沟中发生的雨洪。山洪多由暴雨引起,其历时较短,一般不过几十分钟到几小时,很少持续一天或几天。其特点是,历时短、流速快、冲刷力强、破坏力大、预测预报困难等。我国半数以上的县有山区,山洪发生现象普遍。山洪几乎每年都要造成人民生命财产的严重损失。 4.泥石流 泥石流即指山地溪沟中突然发生的饱含大量泥沙、石块的洪流。泥石流多由暴雨山洪引起,因而可归于特殊山洪之列。泥石流的特点是,暴发突然,运动快速,历时短暂,破坏力极大,常常造成重大灾害。 部分街道一片2010年8月7日22时,甘肃舟曲县特大山洪泥石流,2/3县城受冲击,汪洋。一村庄300余户被掩埋。约有180万方的泥石流堵塞白龙江河道, 形成堰塞湖。截至8.28日统计,1463人遇难,失踪302人。 二、暴潮洪水 暴潮洪水发生于沿海地区,主要包括风暴潮和天文潮。此外,海啸也常给沿海地区造成一定危害,一并介绍于此。 1.风暴潮 风暴潮是一种气象潮(又称气象海啸),是由气压、大风等气象因素急剧变化造成的沿海海面或河口水位的异常升降现象。由风暴潮引起的水位升高称为增水,水位降低称为减水。风暴潮增水若与天文高潮或江河洪水遭遇,则易造成堤岸漫溢,出现风暴潮洪水灾害。 风暴潮可分为温带风暴潮和热带风暴潮两类,分别由温带气旋和热带气旋引起。两类风暴潮相比较,热带风暴潮影响地域更广,出现频次更多,水位变化急剧,破坏力最大。 2.天文潮 天文潮是地球上海洋受月球和太阳引潮力作用所产生的潮汐现象。由于地球、月球和太阳三者运行的相对位置周期性变化,潮汐的大小和涨落时间逐日不同。又因各地纬度不同和受地形、水文、气象等因素的影响,各地潮汐及其变化也有差异。月球距地球较近,其引潮力为太阳的2.17倍,故潮汐现象主要随月球的运行而变。 每年春分和秋分时节,如果适逢朔、望日,日、月、地三者更近于直线,则形成特大 5 潮。 天文大潮特别是特大潮的出现,常常给沿海地区人民的生命财产带来巨大损失。 我国长江、黄河、辽河、珠江等河流的河口,特别是钱塘江口,都是感潮河段。为了抵御海潮、风浪袭击,沿海地区修建了大量的海堤及海塘工程。 3.海啸 海啸是由地震、海底火山爆发或大规模海底塌陷和滑坡所激起的巨大海浪。据中国地震局提供的材料,有史以来,世界上已经发生了近5000次程度不同的破坏性海啸,造成了生命和财产的损失。史料记载的由大地震引起的海啸,80%以上发生在太平洋地区。受海啸灾害最重的是日本、智利、秘鲁、夏威夷群岛和阿留申群岛沿岸。 2004年12月26日,印度尼西亚苏门答腊岛附近海域发生里氏8.9级强地震引发的海啸,影响到东南亚、南亚和东非多个国家,造成27.3万人死亡,数百万人流离失所和难以估计的巨大经济损失。2011年3月11日,日本东北部近海发生里氏9.0级强烈地震并引发海啸。据资料报道,截至4月29日,已确认造成14616人死亡,11111人失踪。 三、冰雪洪水 冰雪洪水指冰川或积雪消融引发的洪水。在高寒山区,雪线以上山区终年降雪,形成冰川和永久积雪;雪线以下山区和平原只在冬季积雪,称季节积雪。因而冰雪洪水包括冰川洪水和融雪洪水两类,前者以冰川和永久积雪为主要水源,而后者则以季节积雪融水为主要水源。 1.冰川洪水 冰川洪水又分两类:冰川融水型洪水和冰湖暴发型洪水。冰川融水型洪水是冰川和永久积雪的正常融化而形成的洪水。冰湖暴发型洪水又称冰湖溃决型洪水,它是冰川洪水的特例。 2.融雪洪水 融雪洪水发生的时间比冰川洪水早,一般在4~6月间。处在同纬度附近的河流,平原融雪洪水发生时间较山区早。这种洪水若与冰凌洪水叠加则易形成春汛。特大融雪洪水可导致洪灾。我国的融雪洪水灾害常见于新疆北部的一些小河流及山前平原。 冰雪洪水是季节性洪水。在高寒山区和纬度较高地区,河流洪水单纯由冰川融水补给或单纯由积雪融水补给较为少见。常见的情况是,春夏季节强烈降雨和雨催雪化而形成的雨雪混合型洪水。 四、冰凌洪水 冰凌洪水又称凌汛,是指河流中因冰凌阻塞造成的水位壅高或因槽蓄水量迅速下泄而引起的水位急涨现象。冬春季节常发生在我国的北方河流,如黄河上游宁蒙河段、下游山东河段,以及松花江等河流。按其成因不同,冰凌洪水可分为冰塞洪水和冰坝洪水两类。 每年冬季河流封河期,河面封冻后,冰盖下大量冰花、碎冰积聚,堵塞河道部分过水断面,形成冰塞,泄流不畅,壅高上游河段水位,严重时可能造成堤防决口,这种现象称为冰塞洪水。 在春季开河时期,大量流冰在河道中运动受阻,堆积形成横跨河流的坝状冰体,叫做冰坝。冰坝上游水位不断壅高,下游水位明显下降,坝体在上下游压力差作用下,一旦猛然溃开,形成所谓“武开河”,则易出现冰凌洪峰。在冰坝严重之处,有时需采取人工爆破措施炸开坝体。在冰坝上、下游河段,常常出现的灾害现象是,堤岸漫溢,田地、城镇受 6 淹和沿河建筑物被毁。 冰凌洪水的主要特点是:凌洪流量沿程增大;同流量下水位高,上涨快;流冰破坏力大;气候寒冷,抢险困难。因此,我国北方河流,尤其是黄河上游宁蒙河段、下游山东河段,防凌任务通常很严重。 五、溃口洪水 溃口洪水是指拦河坝或堤防在挡水状态下突然崩溃而形成的特大洪流。溃口洪水的形成通常历时短暂,难以预测,峰高量大,洪流汹涌,破坏力极大。溃口洪水包括溃坝洪水和溃堤洪水两类。 1.溃坝洪水 造成水库溃坝的原因,主要有:大坝防洪标准偏低;工程质量差;管理运行不当以及突发事件如地震、战争等。溃坝洪水一旦发生,其后果往往是毁灭性的。如河南“75(8”大水,板桥、石漫滩水库溃坝失事,夺走了数以万计的人民生命并造成巨大经济损失。 2.溃堤洪水 导致河道堤防溃口的险情,有漫溢、管涌、漏洞等10余种。究其原因,大致为:洪水超出堤防设计标准;堤基透水、堤身隐患或施工质量问题等等。如黄河下游堤防历史上曾多次因伏秋大汛和凌汛而溃口致灾。又如长江1998年大水,8月1日湖北牌洲湾长江堤防溃口、8月7日九江长江大堤溃口等等,都造成重大灾害损失。 此外,溃口洪水的一个特例是,因地质或地震原因引起山体滑坡,堵江断流后形成堰塞湖,继而突然溃坝释放的巨大洪流现象。这类洪水在我国主要发生在西南山区。 2008年5且12日四川汶川大地震,形成唐家山堰塞湖,其堰塞体堵江29天,经过水利专家和解放军官兵的奋力排险才化险为夷,确保了下游130多万人民群众的生命财产安全,否则后果不堪设想。 六、扒口洪水 扒口洪水由人为原因造成。有两类情况:一是在大洪水时期为确保重要河段的防洪安全,牺牲局部保大局,有意扒开一些沿江洲滩民垸蓄滞洪水。如长江1998年大水,中下游许多洲滩民垸主动扒口弃垸蓄洪、行洪。 另一种情况是,利用扒口洪水作为战争武器。如战国时期诸侯争霸在黄河上的人为决堤;三国时期的水淹七军;明末时期为了镇压李自成的农民起义在黄河上扒开南大堤而水淹开封;以及1938年国民党为阻止日军西犯,扒开郑州花园口黄河大堤,造成洪水泛滥,黄河改道,历时9年,44个县市、1250万人受淹,89万人死亡。 第二节 洪水的基本特性 河流某断面洪水从起涨至峰顶到退落的整个过程称为一场洪水。定量描述一场暴雨洪水的指标很多,主要有:洪峰流量及洪峰水位;洪水总量及时段洪量;洪水过程线;洪水历时与传播时间;洪水频率与重现期;洪水强度与等级;等等。其中在水文学中,常将洪峰流量(或洪峰水位)、洪水总量、洪水历时(或洪水过程线)称之为洪水三要素,如图3-1所示。 7 图3-1 洪水三要素 洪峰流量(Q):指一次洪水过程中通过某一个测站断面的最大流量 ,单位m3,s。 max 洪峰水位(Z ):是指一次洪水过程中的最高水位,其出现时间和洪峰流量基本同步。 max 洪水总量(W):指一次洪水过程通过河道某一断面的总水量。它等于洪水流量过程线所包围的面积。 时段洪量(W):是指一定时段内通过某一断面的洪水总水量。如1d、3d、7d、15d、t 30d的洪水总量。 洪水过程线:是在普通坐标纸上,以时间为横坐标,江河流量(或水位)为纵坐标,所绘出的从起涨至峰顶再回落到接近原来状态的整个洪水过程曲线(图3-1)。 洪水历时(T):是指河道某断面的洪水过程线从起涨到落平所经历的时间。 洪水传播时间:是指河段上、下游断面出现洪峰的时间差。它与洪水流量、河流比降及上、下游断面距离等因素有关。 洪水频率P:是指洪水要素(如洪峰流量或时段洪量)在已掌握洪水资料系列中实际出现次数与总次数之比,常以,表示,如0.1,、1,、10,、20,等等。通常所说的洪水频率一般是指洪水累积频率P,其值越小,表示某一量级以上的洪水出现的机会越少,则该洪水要素的数值越大;反之,其值越大,表示某一量级以上的洪水出现的机会越多,则该洪水要素的数值越小。 重现期T:指随机变量大于等于某数值平均多少年一遇的年距。它等于(累积)频率p P的倒数,即T=1/P。洪水重现期是指某洪水变量(如洪峰流量或时段洪量)大于等于一定p 数值,在很长时期内平均多少年出现一次的概念,如某一量级的洪水的重现期为100年(俗称百年一遇),是指大于等于这样的洪水在很长时期内平均每百年出现一次的可能性,但不能理解为每隔百年出现一次。例如,四川达州市2004年、2005年、2010年在6年时间内出现3次百年一遇洪水。 洪水强度:目前衡量指标不太一致。在水利工程科学中,常以洪水频率(或重现期)、洪峰水位或洪峰流量、洪水总量、洪水历时等指标来表示洪水强度。这些数值越大,说明洪水强度越大。 洪水等级:是衡量洪水大小的一个标准,是确定防洪工程建设规模的重要依据。由于洪水要素的多样性和洪水特性的复杂性,洪水等级可以从不同角度进行划分。通常是根据洪水重现期T(或洪水频率P)确定洪水等级。 p 我国江河洪水常分为四个等级:小于20年一遇为常遇洪水;20,50年一遇为较大洪水;50,100年一遇为大洪水;大于100年一遇为特大洪水。 8 第三节 我国江河洪水的特点 我国地域辽阔,地形复杂,气候差异较大,洪水种类很多。就同一河流来说,不同季节发生的洪水,其成因与特点均不尽相同。如黄河下游一年中的洪水有桃汛、伏汛、秋汛和凌汛之分,其中伏汛和秋汛往往前后相连形成伏秋大汛或称主汛期。就其发生的范围、强度、频次和对人类的威胁程度而言,我国大部分地区的灾害性洪水主要是发生在主汛期的暴雨洪水。我国江河暴雨洪水的一般特点如下。 一、季节性明显 我国的暴雨洪水具有明显的季节性。各地出现洪水的时间基本上与气候雨带的南北推移相吻合。不同地区的河流,每年入汛时间早、晚不一,汛期历时长短有别。一般说来,南方河流入汛时间早、汛期历时长;北方河流,入汛时间晚、汛期历时短。具体讲,江南丘陵地区湘江、赣江、瓯江等一些河流,是全国汛期出现最早的地区;汉江、嘉陵江等河流,是全国汛期终止最晚的地区。全国大部分河流的汛期长达3~4个月,每年7~8月份,全国七大江河均可能发生洪水。因此,这段时期常被认为是我国防汛的关键时期。 二、年际变化大 我国河流洪水年际变化很大。同一河流同一站点的洪峰流量,各年相差甚远,北方河流更为突出。如长江以南地区河流,大水年的洪峰流量一般为小水年的2~3倍,而海河流域大水年和小水年的洪峰流量比可相差几十倍甚至几百倍。 三、地域分布不均衡,来源和组成复杂 我国暴雨洪水的地域分布不均衡。一般来说,东部多,西部少;沿海地区多,内陆地区少;平原地区多,高原山地少。两广大部、苏浙闽沿海和台湾省,以及长江中下游、淮河流域和海河流域是受暴雨洪水影响最大的地区。 河流洪水的来源与组成一般很复杂。其主要影响因素是流域的自然地理环境和气候条件。特别是,流域面积大,支流众多,各支流自然地理环境和气候条件差异较大的河流,则更为如此。 四、洪水峰高量大, 峰型“瘦、胖”有别 我国的地形特点是东南低、西北高,有利于东南暖湿气流与西北冷空气的交绥;地面坡度大,植被条件差,汇流速度快,洪水量级大。与世界相同流域面积的河流相比,我国河流暴雨洪水的洪峰流量量级接近最大记录。我国几条主要河流流域面积均较大,支流众多,干支流洪水遭遇频繁,区间来水多,极易形成峰峰相叠的峰高量大型洪水。 江河某断面的洪水流量(或水位) 过程,通常有涨水、峰顶和落水三个阶段。洪水过程线的形状有“尖瘦”与“肥胖”之分。一般说来,大河流域面积大,洪水来源多,洪水历时长,涨落速度平缓,过程线肥胖,有的年份形成一峰接一峰的多峰型态。如长江流域1998年汛期,宜昌站连续出现八次洪峰,高水位持续时间很长。 五、灾害性大洪水的重复性、阶段性和连续性 灾害性大洪水的出现周期极不稳定,一些河流往往在某一个时期,十几年或几十年没有大洪水出现;而在另一个时期,可能多次出现。大洪水的发生年份似乎无规可循。但通过对大量历史洪水的调查研究发现,我国主要河流的重大灾害性洪水在时间上具有一定的重复性、阶段性和连续性。 9 重复性是指在相同流域或地区,重复出现雨洪特征相类似的特大洪水。如长江1998年大洪水类似于1954年大洪水。 阶段性的意思是,一个流域何时出现大洪水虽难以准确预测,但从较长时间观察发现,不少河流大洪水的发生频率存在频发期和低发期。例如长江流域20世纪80年代以来,步入频发期,洪灾损失呈指数上升之势,仅川、鄂、湘、皖、苏及重庆等六省市的受灾面积,约占全国水灾面积的40,以上,长江流域已成为真正的“洪水走廊”。 连续性是指在高频期内大洪水往往连年出现。如长江中下游1995、1996、1998、1999、2002年连续发生的大洪水;松花江1956、1957年大洪水;辽河1985、1986年大洪水;珠江1994、1996、1998年大水等等。 第四章 洪水灾害 洪水灾害是通常所说的水灾和涝灾的总称。水灾一般是指因河水或湖水泛滥淹没田地所引起的灾害;涝灾指的是因降雨土地过湿致使作物生长不良而减产的现象,或因雨后地面排泄不畅而产生大面积积水造成社会财产受损。由于水灾和涝灾往往同时发生,有时也难于区分,因此通常把水涝灾害统称为洪水灾害。 洪水灾害是主要自然灾害之一。洪水给人类的生存和社会发展造成损失与祸患,才称为“灾”。洪灾的发生,一般以社会财产损失与人员伤亡为标志。人类早期面对洪水主要采取消极的逃离态度,择丘陵而居,洪水所淹之处往往是荒无人烟的洪泛区,这时的洪水自然不能成灾。随着社会的发展,人口的増加,人类不断向洪泛平原迁移并逐渐定居下来,侵占、垦殖原本就属于洪水的空间,从而导致洪水常常反过来侵犯人类利益而成灾。 一般说来,洪水成灾是下面三个因素综合作用的结果:(1). 存在致灾洪水即诱发洪灾的自然因素;(2). 存在洪水危害的对象,即洪泛区有人居住或分布有社会财产,并因被洪水淹没而受到损害;(3).人在潜在的或现实的洪灾威胁面前,应作出相应的回避、适应或防御等对策反应。 由上所述,可以说,洪水成灾是人与自然不相协调的结果。洪灾虽起因于自然,但其成灾则在很大程度上与人为因素有关。人类在洪水威胁面前,既要主动适应洪水,协调人与洪水的关系,又要积极采取必要的对策措施,防止灾害的发生和最大限度地减轻洪灾造成的损失,这是防洪减灾工作的基本指导思想。 第一节 洪水灾害的分类 洪水灾害的分类方法很多。这里按洪水灾害的形成机理和成灾环境特点,可将常见洪水灾害概括为以下几种类型:溃决型、漫溢型、内涝型、蓄洪型、山地型、海岸型、城市型等。 一、溃决型 溃决型洪水灾害泛指水库大坝失事或河湖堤防溃口等造成的洪水灾害。溃决型洪水突发性强、来势凶猛、破坏力大。例如:1975年8月河南大洪水,板桥、石漫滩水库大坝溃决,几十个村庄遭灭顶之灾,灾情震惊中外;1938年国民党在黄河花园口扒口,致使黄河 10 下游44个县5.4万km2的土地一片汪洋。 二、漫溢型 漫溢型洪水灾害最为常见。它是指洪水越过堤防或大坝顶部,造成堤内平原或坝下游地区淹没成灾的现象。洪泛平原与河口三角洲地区是漫溢型洪水灾害的多发地,我国七大江河的中下游与河口地区常见这类洪灾。 三、内涝型 内涝型洪水灾害,是指地势低洼、紧依江河、仰承江河沿线湖群的水网地区内发生的暴雨或洪水,由于区域排水不畅使得大面积区域积水造成明涝,或由于长期积水,使区域地下水水位升高造成区域渍涝灾害的现象。这类洪水灾害多发生于湖群分布广泛的地区,如我国的洞庭湖、鄱阳湖周边垸区和太湖流域。 四、蓄洪型 河道水库的蓄水运用以及河道干流两侧的蓄滞洪区,在遇河道来水过大而泄流受限时往往需被迫蓄纳洪水,从而造成一定的人为性洪水灾害,这类情况可称为蓄洪型洪水灾害。它是人为造成洪水自然规律的改变与空间转移所引起。水库蓄水滞洪,抬高水位,淹没库区城镇与土地,势必造成一定损失。下游河道在遇超标准洪水时,往往需要从大局出发,启用两岸的蓄滞洪区,以确保河道的安全度汛和灾害损失的总体最小,这时需要洪泛区做出局部损失为代价。 五、山地型 山地型洪水灾害泛指山区河流中因暴雨山洪及其诱发的崩塌、滑坡和泥石流等突发性的洪水灾害。山地灾害发生地区,大多沟壑纵横,河流源短流急,洪水暴涨暴落。其特点是:突发性强,洪流速度快,挟带泥石多,历时短暂,破坏力大,防御困难等。 暴雨山洪诱发山地灾害易造成重大人员伤亡和经济损失。例如,2002年6月8日,陕西省南部秦岭山区发生暴雨山洪并引发泥石流,造成455人死亡或失踪,7000多人无家可归,房屋倒塌8万余间,直接经济损失21亿元。2004年7月5日,云南省德宏州盈江、陇川两县发生特大山洪、泥石流灾害,直接经济损失达2.8亿元。 六、海岸型 海岸型洪水灾害,是指天文大潮、台风(热带气旋)暴潮或海啸引发的海陆交接的海岸地带的洪水灾害现象。其表现是,汹涌的海浪扑向陆地,造成堤塘漫溢、溃决而成灾。我国的海岸线长1.8万km,台风每年平均在沿海登陆9次,这类洪水灾害在沿海地区最为常见。 七、城市型 城市型洪水灾害即指发生在城市市区的洪水灾害。城市人口密集,经济发达,高楼林立,地下设施复杂,一旦遭受洪灾,损失惨重,影响深远。 城市型洪水灾害有其特殊性。城市地面不透水面积比大,径流系数大,汇流快,时间短,入渗少,天然、人工两套地下排水系统,暴雨季节常常不能满足地表径流的正常排泄而渍水成灾。2004年7月10日,北京遭遇十几年来罕见暴雨,部分城区交通一度瘫痪,就是一例。此外,傍水而建的城市,还存在河水破堤入城成灾问题。 11 第二节 洪水灾害的基本特性 一、自然属性与社会属性 洪水是一种自然现象,本身无所谓灾害可言,只有当其超过人们的正常抵御能力而威胁到人员和财产安全时,才可能出现灾害。可见,发生洪水不一定形成洪灾。如若洪水出现在人迹罕至的荒地、戈壁或高寒深处,那只是洪水现象,而不能称洪水灾害。洪水是造成洪灾的直接原因,而洪泛区(孕灾环境)内人的存在或社会财产的分布这一因素也不可缺少。因此,洪水及其孕灾环境是洪水灾害的自然属性。 人类及其活动构成洪水灾害的社会属性。人类在改造自然、改善环境的过程中,也在不同程度上损害人类的生存环境,甚至造成生态环境的破坏,最终酿成洪水灾害的发生。如伐林垦地,会加剧水土流失;围湖造田,与水争地,会加重洪涝灾害;等等。可以说,洪水成灾是人与自然不相协调的结果。洪灾虽起因于自然,但其成灾及灾害损失的程度则在很大程度上与人为因素有关。 二、不可避免性与可管理性 由于自然界的运动和变异是必然的、不可抗拒的,因此自然灾害的发生是不可避免的,是不以人们的意志为转移的,是人们不愿发生的不幸事件。 洪水灾害是常见自然灾害之一,同样具有不可避免性。这里有两层含义:一是洪水这种自然现象不可避免,二是或多或少受到洪水的不良影响不可避免。受科学技术水平和财力物力限制,现阶段看来,人类抗御洪水的能力很难与洪水的自然破坏力相抗衡,通常所谓防洪也仅指针对某种量级的洪水而言。各项防洪工程的设计标准都是基于有限的历史资料和有限的经济投入,还无法达到根治或控制所有稀见洪水的能力。我国现行大多数江河堤防的防洪标准还很低,有的仅10,20年一遇。因此,期望特大洪水不再发生,或仅依靠现有防洪工程就高枕无忧的想法都是不现实的。 洪水灾害风险是不可避免的。所谓“风险” 一词,一般是指在一定时空条件下所发生的非期望事件。洪水灾害风险(或简称洪水风险),是指洪水对人类的生命财产安全所存在的威胁的可能性,它既有别于洪水现象本身,也不等同于洪水灾害损失。因此,洪水风险一旦变为现实,将对人类赖以生存的环境、利益、健康乃至生命构成极大伤害。洪水的风险是永恒的,因而治水减灾事业是长期的、复杂的、艰巨的。 洪水灾害风险是可管理的。洪水管理泛指人类为协调人与洪水的关系,洪水调控行为与增强自适应能力的一系列活动。洪水灾害风险管理或简称为洪水风险管理,是洪水管理的模式之一。如以高投入确保防护区绝对的防洪安全为治水目标;或严格限制洪泛区的经济发展,即使淹了也损失甚小。这都是无风险管理模式的概念。洪水风险管理的基本目标是,追求“适度”与“有限” 地承受风险。在我国,现阶段只能选择有风险的洪水管理模式,即通过采取各种措施设法将洪水风险控制在可承受的限度之内,以使人与自然间保持良性互动的发展关系。然而,有关洪水风险管理的基础理论和基本概念,在我国至今却处于探索研究阶段。 三、普遍性与区域性 洪水无情。所淹之处,无论是人员还是禽畜,无论是生活设施、基础设施还是生产设备,无论是田园、作物还是农舍、厂房,无论是属于个人、集体或国有,除非有专门防护 12 措施,都难逃厄运,严重时可能一片泽国,荡然无存。这即指洪水灾害的普遍性。 洪灾的发生总限于某个区域。大江大河发生洪水灾害,淹没范围较大,可能淹及几个省几个县;小河堤防溃决,可能只殃及一县或一个乡。但这都只限于某个区域内。例如,若长江荆江大堤溃口,只会威胁江汉平原和武汉市的安全,不会影响到湖南省洞庭湖区;荆江分蓄洪区的分洪运用,只会造成该分洪区内的灾害损失,不至损及其他地区。这都是洪水灾害的区域性的表现。 四、突发性与规律性 洪水是造成洪水灾害的直接原因。洪水的发生具有相当的突发性,因而洪水灾害也表现出一定的突发性。例如水库垮坝,堤防溃口,山洪、滑坡、泥石流的发生,台风暴潮袭击等等,人们通常不易直观察觉,或者根本就没有意识到它会突然来临,有些情况可能有些先兆,人们也有所预感和预防,但发生时往往突如其来,措手不及,被动至极。 洪水灾害的发生并非无规律可循。通过观测预报,可以掌握洪水的一些规律性。因而也可发现洪水灾害的发生发展过程的某些规律性。如某河段堤防的堤基较差,历史上曾多次出现管涌险情,那么该堤段大汛年份就有可能发生类似险情。从我国近百年的水文史料来看,各主要江河都可以找到成因及其分布极为相似的特大洪水。因此,洪水灾害不但具有突发性,而且具有一定规律性。 五、多样性与差异性 洪水灾害的多样性与洪水种类之多有关。我国地域辽阔,自然环境差异极大,多种洪水并存。北方的一些河流,几乎年年发生冰凌洪水。西北西藏、新疆、甘肃和青海等地,存在融雪、融冰洪水。西南地区,山洪、滑坡、泥石流多见。东南沿海地区,受风暴潮洪水威胁极大。七大江河中下游和滨海河流地区,是暴雨洪水的最严重地区。长江、钱塘江和珠江河口地区常遭潮汐洪水威胁。 洪水灾害差异性的表现是多方面的。从地域上讲,我国暴雨主要分布于24小时50mm等雨量线以东,即从云南腾冲往北至黑龙江省呼玛以东地区,特别是100 mm等雨量线以东,即从辽东半岛往西沿燕山、太行山、伏牛山、巫山东南山麓至云贵高原南缘以东地区。西部地区气候干燥,极少发生暴雨。我国东部地区是人口密度最大和经济最发达地区,其中只占国土面积8,的七大江河中下游和滨海河流地区,有着全国40,的人口、35,的耕地和60,的工农业总产值。在同样洪水淹没条件下,东部地区比西部地区损失要大得多,从而成为我国防洪在地理分布上的重点地区。上述情况说明, 我国暴雨洪水的区域差异性,决定着洪水灾害损失的地域差异性。 从时间上讲,我国地处欧亚大陆东南部,东临太平洋,西部深入亚洲内陆,地势西高东低,呈三级阶梯状;南北则跨热带、亚热带和温带三个气候带,具有大陆性季风气候特征。受季风活动影响,降雨具有明显的季节变化。全国大部地区江河汛期一般在6~8月,而进入汛期的时间,随着雨带的由南向北移动,南方早于北方,华南地区暴雨洪水一般在5~6月份就见发生,而松花江流域则通常要到8~9月。可见洪水灾害发生的时间差异性。 此外,对于同一地区遭受的同次洪水,不同的受灾对象,蒙受损失的程度可能不一样,有的单位受灾较轻,有的可能受灾很重。所有这些,都是洪水灾害差异性的种种表现。 六、可测性与可防性 可测性即可预测性。洪水灾害的发生与影响并非完全不可预测。随着人类对洪水灾害 13 的成因、成灾机制与规律的认识水平的提高,则有可能对各次洪水灾害事件的发生作出及时准确的预测预报。 可防性即可防御性。人类目前虽不能对洪水灾害说永别,但可通过采取工程与非工程的各种指施,把洪灾消灭在萌生阶段,或最大限度地减少其可能造成的损失,总是可以做到的。我国所兴建的8万多座水库和27万km的堤防工程,在防洪减灾中发挥了巨大作用,就是人类抗御洪水的伟大功绩。 七、可变性与递增性 可变性即指变洪水水害为水利,科学利用洪水资源,让其为人类造福。如利用河道上游水库的调蓄功能,把危害下游地区防洪安全的超额洪水,转化为水库的兴利效益;在黄土高原地区大规模修建淤地坝,蓄纳洪水,既可拦沙淤地,又能有效减少危黄泥沙;黄河下游“束水攻沙、引洪淤滩”,让黄河洪水按人的意愿冲刷河床,使缺水断流的黄河“起死回生”,河滩淤积后,地肥堤固,于农业生产和防洪安全均为有利;“引江济汉”把长江洪水引入汉江,以解决南水北调工程实施后汉江下游河道生态环境的恶化问题;如此等等。所有这些,都是人类为扼杀洪灾,把洪水视为资源加以利用的良好举措。摆在我们面前的问题是,如何充分利用洪水,科学安排洪水,把洪水灾害变为洪水效益。 递增性即指随着社会财富的日益积累,洪灾绝对损失值有愈来愈大的趋势。新中国成立初期,我国经济发展水平很低,人民生活十分贫困。经过50多年的发展,尽管与世界发达国家人均财富水平相比仍较低下,但随着乡镇企业的兴起,农村已有明显的财富积累,城市化发展更是日新月异,总体讲城乡人民群众的生活,较过去己有极大的改善。过去湖区农民每家一条小船,一旦受淹全家财产搬到船上就走了;现在则大不相同,每家还有房屋、财产。因此,现在同样的地区遭受同样的水灾,其损失就要比过去大许多倍。 利害两重性 八、 洪水与洪灾是两个相关而不同的概念。洪水是一种自然现象,但其发生一般不由人的意志决定。洪灾由洪水引起,通常是指洪水的不利后果。人类防洪,防的是洪水致灾。人类怕的是(洪)灾,而不是(洪)水。洪灾通常是指洪水的不利后果。洪水泛滥固然会造成损失,这是其为害的一面。 但仼何事物都有其正反两面性。洪灾在一定条件下,坏事可能变为好事。灾后必重建,大灾之后必有大发展。例如,1998年长江大水后,中央和有关部门在认真总结过去几十年建设与发展经验的基础上,提出防洪治水的“32字方针”,就是从该年水灾中得到的启示。在一些地方“退田还湖、移民建镇”,对年年蒙受水灾之苦的湖区百性来说,不能说不是发展的良好机遇。 从上述意义讲,洪水灾害似乎潜在着“有利”的意义。它引发人们反思与奋进。人类在洪水灾害面前,关键在于如何最大限度地减轻自身损失,灾后则应尽快振作起来,变受害为得利,变受灾之苦为发展之动力,重建更加美好的家园。 第三节 洪水灾害的成因 洪水致灾是一系列自然因素和社会因素综合作用的结果。自然因素是产生洪水和形成洪灾的主导因素;而洪水灾害的不断加重却是人口增多和社会经济发展的结果。因此研究 14 洪灾成因,应在关注自然因素作用的同时,要着重分析人类活动对洪水成灾规律和防洪安全的影响。人类活动的影响主要表现在以下几方面。 一、植被破坏,水土流失加剧,入河水沙增多。 地面植被起着拦截雨水、调蓄径流、固结土体、防止土壤侵蚀的作用。随着我国人口的不断增多,人口与土地、资源的矛盾日益突出。山地过垦、林木过伐、草原过牧以及开矿、修路等人类社会经济活动, 造成地面植被不断破坏,水土流失加剧,大量雨水裹着泥沙直下江河,江河湖库淤积,洪水位抬高,给周边地区的防洪造成很大危害。 2我国是世界上水土流失最严重的国家之一。目前水土流失面积为367万km,占国土总面积的38,,每年流失土壤达50亿t。水土流失现象各大江河流域都不同程度地存在,其中以黄河、长江流域最为严重。 二、围湖造田,与河争地,河湖泄蓄洪能力降低。 河流中下游两岸的湖泊、洼地,自然情况下是江河洪水的天然“调节器”,起着自动调蓄江河洪水的作用。但随着社会发展和人口的增长,在一个时期内,受“以粮为纲”思想影响,围湖造田、与河争地现象曾一度四起,“向湖泊要粮”、“要河水让路”、“山山水水听安排”、“人定胜天”等口号到处可见。 在一些地区,江湖关系变复杂,人水原本和谐的局面被破坏,人们居住和耕耘着原本就不属于自己的土地。由于天然调节器失灵,洪水反复无情地施以报复,湖区百姓不得不年年筑堤,年年防汛,防不胜防,居无宁日。 2据估计,近40年来,仅湘、鄂、赣、皖、苏5省围垦湖泊的面积超过12000 km。围垦的结果,湖泊离解,大湖变小,小湖消亡。湖泊的萎缩和消失,湖泊调蓄洪水能力大为减弱。与以往相比,现在湖泊的洪水涨速要快得多,以至在同样来水情况下,现在的最高湖水位要比过去显著抬高,从而使湖区周边的防汛抗洪形势愈来愈严峻。 河道滩地是洪水季节或大洪水年的行洪空间,但不少河道的河滩,被人为垦殖和设障。例如,在河滩上擅自围堤;种植成片阻水林木或芦苇等高杆植物;筑台建房;修筑高路基、高渠堤;砖瓦厂、修船厂、拆船厂、桥梁、码头、临时仓库等,沿河两岸滩地上随处可见;煤渣、垃圾随意堆积;等等。黄河下游滩区曾一度被生产堤包围,致使一般洪水不能漫滩,滩地淤积速度减缓,而主槽淤积加重,形成“二级悬河”。人类与水争地的这些行为,减小了河道行洪断面,增大了水流阻力,影响了泄洪能力,加重了堤防的防洪压力。 三、防洪工程标准低,病险多,抗洪能力弱。 堤防和水库是对付常遇洪水的两大主要防洪工程措施。堤防是平原地区的防洪保护屏。目前全国已建江河堤防27万多km。尽管国家已投人大量资金进行整险加固,但主要江河堤防的防洪标准仍然偏低。黄河下游的防洪标准为60年一遇,长江中下游、淮河、海河、珠江、松花江、辽河、太湖等,一般只能防御10,20年一遇的洪水。 全国470个有防洪任务的城市,防洪标准达到和超过百年一遇标准的只有少数城市,达到50年一遇标准的城市,约占1,5;达到20年一遇标准的约占1,2,还有1,5的城市低于10年一遇标准,有些城市基本没有防洪工程。 我国江河堤防历史悠久,主要江河堤防大部分是在老堤防基础上逐渐加高培厚形成。由于种种原因,堤防存在的主要问题有:堤身内存在如古河道、老口门、残留建筑物、虚土层、透水层等隐患;施工质量较差,部分堤段堤顶高程不足, 压实质量达不到设计要求;生物破坏,如南方的白蚁,北方的獾、狐、鼠类,对堤防的破坏作用很大;堤龄老化、年 15 久失修,堤体长期浸润,易于产生液化、沉陷变形,而长期脱水则可能产生裂缝;堤基地质复杂,没有处理或处理不当;重要堤防没有进行渗流稳定分析和采取抗震措施;穿堤建筑物设计施工方面的问题等等。所有这些,都将严重影响堤防安全,遇到高洪时期,有引发堤防失事酿灾危险。 水库的防洪任务是拦蓄下游河道的超额洪水。全国已建成大、中、小型水库8.6万多 33座,总库容4700多亿m,其中位于七大江河流域内的有67533座,总库容3637亿m。我国不少水库,是在50年代“大跃进”时期和70年代大搞农田基本建设时期建成。有的“边勘测、边设计、边施工”;有的资料不全、设计匆匆、考虑不周、仓促开工,或施工追求速度,质量差、隐患多;有的“重建轻管”,年久失修,后遗症多。因此,水库垮坝事件年有发生。自1954至2003年底,全国累计垮坝3484座,年均近70座。 据普查,我国有超4万座水库存在安全隐患。 其中大型水库中,病险库占1/3,中小型水库比例更高。近年来国家十分重视病险水库的治理,但仍有许多水库带病运行,一旦垮坝失事,将对下游造成灭顶之灾。 四、非工程防洪措施不完善,难以适应新时期防洪减灾的需求。 非工程防洪措施是一种新的防洪减灾概念,其减灾效益可观,发展前景无量。我国引进非工程防洪措施观念相对发达国家较晚。从我国防洪减灾体系现状看,工程防洪措施与非工程防洪措施相比较说来,前者较“硬”,而后者则较“软”。非工程措施的防洪观念,尤其是其最本质的即调整社会发展以适应洪水方面的问题,至今尚未得到全社会的普遍认同,例如洪水保险就难于象其它保险险种那样易被人们所自愿接受和乐于参与。在80年代中期,曾因仿照国外经验,尝试在淮河中游蓄滞洪区试行洪水保险,结果无功而返。 在非工程防洪措施中,现阶段我们所吸收的多只限于针对洪水的技术措施,如建立水文气象测报系统、防汛通信系统,决策支持系统等。即令是这些项目,也还主要是基于为己建重要防洪工程的运行、调度、管理和防护等方面服务而建设,同时还存在因起步较晚、投入不足,建设跟不上需要,以及设备效能的进一步开发等问题。当前需要统一认识的是,非工程防洪措施的建设不仅是水利部门的事,而是一项跨部门、跨行业、跨地区的工作,涉及到许多学科技术的交叉融合,需要多方面专业人员的协同努力,需要各级政府都将其摆上议事日程、综合协调和分工实施。 治水法制不健全。在社会主义市场经济条件下,用法律来规范、约束社会和个体行为尤为重要。值得注意的是,在我国不少地方,群众法律意识淡漠,执法部门有法不依或执法不严现象依然存在。如水利工程和防洪设施时常遭到破坏,河道人为设障司空见惯等等,任其下去,极易滋生甚至加重洪水灾害。 综合看来,我国现阶段的非工程防洪措施,还很难满足新时期防洪减灾的需求。归纳起来,其主要表现在:思想认同和理论研究不够;资金投入不足;洪水保险机制未建立;法律法规不尽完善;执法管理有待加强;建设速度缓慢;等等。因此,只有得到有关部门的高度重视和通过全社会的努力,才能加速跟上经济社会的发展步伐。 五、蓄滞洪区安全建设不能满足需要,运用难度大。 蓄滞洪区是江洪防洪体系中不可或缺的组成部分。全国现有重要蓄滞洪区97处,居有人口1600多万。为解决蓄滞洪区内人员的分洪保安问题,巳开展了一些蓄滞洪区群众安全救生的规划与建设。但由于人口增加和盲目开发建设,蓄滞洪区内的安全建设设施远 16 不能满足需要,已建成的安全救生设施仅能低标准解决18%的群众的临时避洪问题,大部分人员需要在分洪时临时转移,这就意味着一些名义上的蓄滞洪区,却实际上难以起蓄滞洪水的作用。此外,大部分蓄滞洪区缺乏进洪设施,只得依靠临时爆破分洪,能否及时、足额分滞洪水可想而知。因此,许多蓄滞洪区在紧要关头需要作出运用决策时却举棋难定,甚至被迫冒险行事。 就荆江分洪区而言,1954年时区内共有人口17万,分洪时只需搬迁1万人即可。而今日的分洪区再也不是1954年的景象了。分洪区内到处是工厂、高效农业区。2002年,荆江分洪区工农业总产值为22.89亿元(现行价),是1954年的23倍;年末人口为55万多人。到2011年,人口已接近60万。 1998年长江大水,8月6日晚8时,湖北省防指遵照国家防总指示发布命令,荆江分洪区准备分洪。除部分就地避水群众以外,还有33万人需在24小时内辙离转移到邻近四县去。时间紧迫,任务繁重,道路车水马龙、拥挤不堪。后因中央最终决定不分洪,外迁人员重返家园,仅此也造成巨大损失,要是分洪运用的话,损失将重大。 六、城市化发展加快,城市洪涝灾害频繁 改革开放以来,我国城市化进程发展迅猛。到2011年末,我国大陆城镇人口占总人口比例已达51.27,。在城市化进程中,城市防洪遇到一些新情况、新问题。主要有: 城市人口急剧增加,经济发达,财富集中,各种生产、经营活动以及诸多配套设施高度集中,一旦受灾,损失严重,影响深远。 城市范围不断扩大,城市洪水环境发生变化。大量土地甚至河道被占用,众多湖泊、洼地、池塘等被填平,洪水调蓄功能下降。如上海市在城市化过程中,不少河道消失,南汇区7年中填埋河道321条,全长超过168km;解放初杨浦区有大小河流130多条,至今仅存26条,导致河道泄洪能力大为减弱。 城市路面大面积硬化,下垫面条件发生变化,不透水地面面积增多,地表雨水入渗率下降,加之地下排水管网建设落后,暴雨渍水问题突出。如武汉市1998年7月21日暴雨,造成市区严重内涝,市内交通、电力、通讯等生命线工程几近瘫痪;2011年6月18日大暴雨,“到武汉去看海”。2007年7月18日,济南降雨出现有气象记录以来的最高值;7月16~21日,重庆市遭遇了115年来一遇的特大暴雨。 城市建设挤占河道滩地,河道行、泄洪能力下降,洪水位抬高。如武汉市江滩20世纪70年代以后被挤占184万m2,大量阻水建筑物抬高了长江洪水位,1980年洪水最大流量比1969年小2900m3/s,而最高洪水位却比1969年高出0.57m,严重威胁到武汉市的防洪安全。直到1999年以后开始的两江四岸的综合整治,拆迁移民、还滩于河,问题才得以彻底解决。 地下水开采,引起地面沉降。国内许多城市在城市化发展后,因地表水资源不足而超采地下水,引起地面下沉,涝渍问题突出。例如太湖流域,五六十年代,苏锡常地区基本上没有地面沉降问题,地面高程普遍高于海平面3~4m,80年代以来,地面沉降速率加快,年沉降速率一般在60~100 mm。无锡市目前地面下降1m以上的地区已达500 km2,下降最严重处达2 m。常州市1979~1983年最大累计沉降量558mm,1984~1994年平均每年地面下沉40~50mm。1991年,常州市95%的易淹地区为地下水超采区。 17 第四节 洪水灾害的对策 一、治水要治沙,必须从源头上控制泥沙入河。 泥沙是“虎”,可养“虎”于山,但不得放“虎”入河。当前必须切实停止滥采乱伐,实行封山育林,大力植树造林种草,综合治理水土流失,改善生态环境,减少入河泥沙。从某种程度讲,水土保持措施的防洪作用不可轻视。只有从源头上拒泥沙于河道大门之外,才能确保河床不再抬高,河道洪水风险不持续加重。 二、还田于湖,还滩于河,逐步恢复洪水的天然蓄泄空间。 几十年的防洪实践告诫我们,要彻底根除洪水是不可能的。人类在治理洪水时,必须适应洪水,给洪水以出路,人不犯水,水不犯人,人与洪水要同存共处。人类在求生存求发展的同时,要随时注意调整自已的思路与行为,在必要时敢于做出牺牲,主动让地于水。因此,“平垸行洪、退田还湖”,以及清除河障、还地于河所采取的各种措施,都是人类主动退让于洪水的表现。前者的目的是恢复湖泊的自然调蓄洪功能,后者则是为确保洪水河槽在安全泄量时能“安全”通过。只有这样,人类才能长治久安,确保经济社会的可持续发展。 1998年大水后,党中央、国务院做出的“平垸行洪、退田还湖” 决策,正是顺应自然规律、重塑人水和谐共处关系的重大历史举措。应当肯定,从“围湖造田、与水争地”到“平垸行洪、退田还湖”,这种人水关系的重大调整,是人类治水理念的重大进步,是人类治水认识从误区走向光明的历史性跨越。为了防止再犯类似错误,这样的历史教训值得永远铭记。 三、进一步加强防洪工程建设,有问题的防洪工程要除险加固。 防洪工程的实际防洪标准并非等于其设计防洪标准。防洪建设不可忽视的任务之一是,对巳建防洪工程进行经常性的管理维护与必要时的除险加固,确保其实际防洪标准和抗洪能 力。 堤防工程除险加固的重点是,堤基防渗、堤身隐患处理以及欠高堤段的培厚加高。对于基本达标的大江大河的堤防,特别是临背高差悬殊的堤段,不宜于持续单向加高,以控制堤防工程潜在的洪水风险。必需加高时,应慎审决策,且应除险、培厚优先。在新建堤防或对旧堤的除险加固时,要尽力推广使用新技术、新材料、新工艺,以确保工程质量。 河道整治要高度重视河势控制。河势控制工程常采用丁坝、矶头与平顺护岸三件武器,其主要作用是调控河势和稳定河岸。在主流顶冲、河势多变河段,汛期极易造成工程根部淘刷、根石走失和岸坡滑坍。因此,加强监测是此类工程除险加固工作的重中之重,发现问题要及时补遗补强。 水库能有效地蓄纳河道的超额洪水。水库一旦出险,不但不能正常发挥其防洪作用,而且自身安全难保,使得下游河道防洪险上加险。水库有病要早医,不可拖至严重时再草率处置,更不能长期带病运行。 四、加强非工程防洪措施的研究与建设,适应新时期防洪减灾的发展。 努力学习国外经验,研究寻求适于我国国情的非工程防洪措施项目内容和实施方法。各级政府和有关部门要象搞工程防洪建设那样重视非工程防洪的建设,增加资金投入,及 18 早建立洪水保险运作机制。 防洪治水必须有法可依。在1998年长江特大洪水,沿江各省在紧急防汛期,各级防汛指挥部门依据《防洪法》等有关法律,急事急办,特事特办,开通绿色通道,在征用急需料物和交通工具,打通防汛通道,清除河道行洪障碍,严惩有关失职人员等方面,充分发挥了法律在抗洪斗争中的重要作用。 在全社会进行普“水”教育和防洪减灾知识宣传。充分利用广播影视、报刊杂志、公益广告、网络信息等媒体,使广大民众知晓有关水利知识、政令法规,以及水情灾情信息,主动配合有关部门和专业人员落实各项措施,积极参与防洪减灾行动。 进一步补充完善有关法律法规,加强执法监管,对各种违法违规行为,该罚则罚,该处则处,情节严重的,依法行事。 尽快建成现代化的全国防汛指挥系统;认真总结防汛抢险的传统技术经验,逐步改变人海战术的抗洪抢险模式,运用科技手段和先进技术装备,减轻抢险救灾的人力投入和体力消耗;加强抢险人员技术培训,组建一批专业化、现代化的抗洪抢险队伍,提高防洪现代化技术水平。 五、蓄滞洪区安全建设要加大力度,落到实处。 蓄滞洪区内人员和财产的安全是关系到其能否正常运用的关键。对于重要的蓄滞洪区,一定要有长期存在的建设安排,切不可到发生大洪水“狼”来了再临时抱佛脚。 确保蓄滞洪区安全,一是要严格管理区内人口,鼓励外流,限制内迁,控制自然增长;二是要加大资金投入,切实把安全建设落到实处。 蓄滞洪区安全建设最重要的是就地避水设施的建设。就地避水设施包括围村埝(安全区)、村台(庄台) 、避水台、避水楼等等。其建设虽需一定资金,但从大局看,与“退田 ”相比,毕竟划算许多。 还湖 在当前经济社会发展和蓄滞洪区人民脱贫致富的要求日益增加的情况下,要合理解决蓄滞洪区人民发展致富和在大洪水时能顺利分洪的矛盾,急需探索蓄滞洪区安全建设的新思路、新模式。 值得期待的是,国务院于2009年11月9日已批复《全国蓄滞洪区建设与管理规划》,计划用10年左右时间基本完成使用频繁、洪水风险较高、防洪作用突出的蓄滞洪区建设任务,实现洪水“分得进、蓄得住、退得出”。在20年左右时间内建成较完备的蓄滞洪区防洪工程和安全设施体系,建立较完善的蓄滞洪区管理体制、制度和运行机制。 六、加强城市防洪建设,确保城市化发展安全 城市防洪是我国防洪的重中之重。城市防洪建设应注意以下几点: 防洪规划要统筹兼顾。城市防洪建设是一项复杂的系统工程。防洪规划要从城市发展实际出发,以人为本,因城制宜;要综合考虑防洪与城市交通、旅游、除涝、排污、供水和生态环境等方面建设的结合,处理好堤、路、景、水的关系;规划新建的防洪工程,不仅具有显著的防洪效益,还应兼顾交通、旅游、生态、环境等其他方面的效益。 防洪标准要逐步提高。城市防洪标准要与城市化发展水平同步提高。特别是一些城市的新开发区,经济发展迅速,经济实力雄厚,高科技人才云集,是城市社会经济发展的重要组成部分。其防洪标准的拟定,应与城市总体发展相协调,且一般不应低于中心城区。 城市建设不与水争地。严禁填湖和挤占河道空间,确保湖泊、洼地的蓄洪空间和河道 19 的泄洪能力。对于在河滩上违规建设的码头、栈桥、房屋等各种阻水建筑物,要坚决依法拆除。有条件的城区,可专辟一些雨洪调蓄空间,以减轻内涝灾害。如可考虑利用操场、游乐场、绿地公园等低洼地为临时蓄洪场所。 控制地面沉降。对于因过量抽取地下水而出现明显地面沉降的城市,要限采地下水,控制地面沉降,并采取积极措施,确保地下水水位逐步回升。如实施改水工程,即关闭小水厂,由自来水厂统一供水;或采取地下水回灌工程等补救措施等。 重视非工程防洪建设。非工程防洪措施对于城市防洪尤为重要。要加强洪水测报、汛情会商,科学调度洪水,切实落实各级防洪安全责任制;广泛开展群众性宣传工作,提高广大市民的防洪意识和参与防洪行动的自觉性;多方筹措防洪建设资金,积极开拓资金渠道,资金来源除政府拨款外,还可以向银行贷款、向城市企、事业单位集资,以及通过金融市场等方法筹集;加强城市防洪问题研究,科学制定防洪预案,确保城市化发展安全。 第五节 洪水灾害的影响 一、洪灾对经济发展的影响 洪水一旦泛滥成灾,将给地区和国家的经济发展带来巨大的破坏作用和消极影响。主要表现如下:严重的洪涝水灾害,常常造成大面积农田受淹,粮、棉、油等作物和轻工原料严重减产甚至绝收;铁路、公路的正常运输和行车安全受到威胁,运输中断可能影响到全国各地许多部门;各项市政建设和水利工程设施被毁坏;工厂、企业停产,机关、学校、医院、商店等单位关门,水、电、气、通信、道路等城市生命线告急,正常的生产、生活秩序被打乱;在抗洪抢险过程中,要投入大量人、财、物,对于象长江1998年这样的洪水,高水位持续时间长,数百万军民在漫漫长堤上严防死守,时间长达数月,这在人力、物力和资金上均是巨大的消耗;洪泛区大量人员的转移及生活安排,以及灾后重建和恢复生产生活,也将耗费巨资。此外,洪灾造成的上述影响和经济损失,不只限于洪灾发生的地区,它还可能影响到相邻地区甚至整个国家的经济稳定性。 例如2003年淮河大洪水。由于洪水调度科学合理,现有防洪工程充分发挥了作用,有效地减轻了灾害损失,但损失数值仍不为小数。据初步统计,沿淮三省洪涝受灾面积5770万亩,其中成灾3886万亩,绝收1692万亩,受灾人口3728万人,因灾死亡29人,倒塌房屋74万间,直接经济损失285亿元。因此可见,洪水灾害严重威胁着人类社会经济的可持续发展,真可谓是经济发展的致命殇。 二、洪灾对生态环境的影响 洪灾发生后,将对自然生态环境造成严重危害。洪水所到之处,几乎荡然无存。主要表现如下: 洪泛区内的居民住所、旅游胜地、自然景观、文物古迹、祠堂庙宇、古建筑等遭到毁坏。 暴雨洪水引起水土流失,造成大量土壤及其养分流失,致使植被破坏,土地贫脊,入河泥沙增加,湖泊萎缩失调,河流功能退化,洪水不能正常排泄。 洪水泛滥以后,耕地遭受水冲沙压,使土壤盐碱化,对农业生产和生活环境带来严重危害。 20 由于洪水的淹没与冲击,威胁到各种动、植物体的生死存亡,影响动、植物种群的数量与多样性,尤其是对珍稀或濒危动、植物来说更为严重。 洪水冲毁堤坝,将改变天然的河渠网络关系和水利系统,造成排水不畅、取水不便、饮水不洁,生态环境和居住环境严重恶化,而河流一旦决口改道,原有水系格局彻底改变,则对诸多方面的影响将是深远的。 洪水泛滥引起水环境污染,包括病菌蔓延和有毒物质扩散,直接危及人民健康。 所有这些变化,都将对灾区人民的生产和生活带来严重的不良后果,并由此引发一系列社会问题。 三、洪灾对社会生活的影响 1.人口死亡 全世界每年在自然灾害中死亡的人数约有3/4是死于洪灾。我国历史上发生的几次大水灾,都有严重的人口死亡。1931年发生全国范围大水灾,灾情最重的湘、鄂、鲁、豫、皖、苏、浙等江淮8省,死亡人数达40万人;1935年长江中游大水,淹死14.2万人;1932年松花江大水,仅哈尔滨市就淹死2万多人,相当于当时全市总人口数的7%;1938年黄河花园口人为决口,死亡89万人。这里还不包括因水灾造成疫病饥馑等间接死亡的人数。人口的大量死亡,不仅给人们心理上造成巨大创伤,而且给社会生产力带来严重的破坏。新中国成立以后,因水灾死亡的人数大幅度下降,但遇到特大洪水,人员死亡仍很严重。例如:1954年长江特大洪水死亡3万余人;1975年河南特大洪水,淹死26000余人。据统计,1950年,1990年全国累计死亡人数225500余人,平均每年死亡人数5500人。 2. 灾民流离 洪泛平原地势一般较低,泛洪后原赖以生存的环境因被水淹没,大量人群不得不流离失所,转移他乡。例如,淮河流域1593年特大水灾,洪水淹没广大淮北平原,经久不消, 2淹没范围约11.7万km,受灾区域涉及河南、安徽、江苏、山东4省120个州县,水灾之后随之而来的是严重饥荒,大量灾民被迫逃往他乡,逃亡现象达两年之久。再如,我国20世纪以来几次大水灾,1915年珠江大水,两广灾民600余万;1939年海河大水,灾民900余万;1931年全国性大水灾,仅江淮8省灾民达5100余万,农村人口流离失所的约占灾区总人口的40%,大量灾民成群结队逃荒流移,无所栖止,饥寒交迫,社会动荡不安;1991年淮河、太湖流域大水,156个县(市),6858万人受灾;1994年我国南、北方同遭大水,受灾较重的辽宁、河北、浙江、福建、江西、湖南、广东、广西8省(区),受灾人口达1.39亿人;等等。 3.疫病蔓延与流行 水灾之后常易引起疫病蔓延与流行。即便在分蓄洪区或一些条件较好的洪泛地区,通常只有少数人可转至附近的安全区或其他暂时避水之处,大多数人都得临时转移到堤上。堤上人员密集,水源困难,人、畜、野生动物共居,粪便难以管理,生存环境恶劣,极易造成疫病暴发与流行。 例如荆江分洪区,1954年分洪后,大量人员转移至原安排的安全区,使区内人口密集 2度达90000人/km,各种疾病流行,死亡率达15%。1954年洞庭湖区圩垸大部溃决,人口不得不转移他处或住在堤上,条件十分恶劣,也造成一定的人员死亡。实际上,1954年因长江洪水死亡的3万余人中,真正淹死的比例并不大,大部分是间接死亡的。现在的荆江 21 分洪区,人口已较1954年时增加近2倍,一旦分洪,安全区内人口平均每平方公里达2万人,还有大量的畜、禽也将与人争夺生存空间,病毒、细菌的传播使瘟疫流行的可能性很大。 再如汉江邓家湖、小江湖,1983年10月分洪后,大量村民上堤临时栖身,环境十分恶劣。据有关单位调查发现,分洪后由于黑线鼠出洞上岸,传播出血热病,马良镇40720人口中,得出血热病者达3600人,死亡210人;由于食物变质,互相交叉感染,整个分洪区急性痢疾发病率达83.9%,其中马良镇病人2.15万人,也造成一定的死亡率;由于饮水不合标准而引起肝病的人数亦属惊人。由此造成精神失常、家破人亡的家庭悲剧,为数不少。 洪水泛滥极易导致血吸虫疫区钉螺扩散和血吸虫病的传播。如汉江小江湖垸1983年分洪后,钉螺扩散39处,面积达15292亩。1991年汛期,湖南省增加钉螺发生面积9.86万亩;由于参加疫区抗洪抢救、生产救灾、连同溃垸内涝,接触疫水者达132万人,估计当年发生急性感染病人7000人左右。湖北省1991年接触疫水者达400万人左右,到9月底全省已发生急性感染病人2000多人,还有一批新感染的慢性病人。随之而来的是,病人治疗和螺土的治理,都要付出很大的代价。 由此可见,水灾发生以后造成瘟疫的暴发和蔓延,给社会带来的冲击和影响,有可能甚过于水灾本身。 四、洪灾对国家事务的影响 洪灾影响国家的财政预算和经济生活。洪灾的发生,一方面导致国家经济收入减少,另一方面需要政府投入大量财政经费用于抗洪抢险和灾区的恢复生产与重建家园。这势必打乱整个国民经济的部署,迫使政府改变资金投向,影响国民的经济生活。 洪灾引起国家领导人费尽心机和举国上下的关注。洪灾期间,抗洪救灾成为一切工作的中心,无论是中央领导还是广大人民群众都心系灾区。例如江淮、太湖地区1991年发生洪灾,引起全国人民的广泛关注。一方有难,八方支援,全社会纷纷献爱心,捐款捐物。1998年长江大洪水,全国各界纷纷相助,几百万军民参加抗洪抢险;党和国家领导人多次亲临抗洪前线,视察灾情,慰问军民,指导抗洪;党中央、国务院专门下发了《关于灾后重建、整治江湖、兴修水利的若干意见》,对水利建设作出全面部署,并批转水利部提出的《关于加强长江近期防洪建设若干意见》,解决了长江中下游近期防洪建设中最紧迫的一些重大问题。设想长江若再遇到1954年这样的大洪水,因大量分洪要转移几百万人,除了巨大的经济耗费外,整个国家领导机构都将不得不耗出巨大精力来处理有关事务,这就必将影响到国民经济其他方面事务的处理。 洪灾可能导致政府的决策行为作出某些调整。如正是由于长江1998年大洪水的灾害教训,才使人们对过去与自然抗争的无节制做法的深刻反思,引起防洪治水思路的战略调整,中央才制订出“封山植树,退耕还林,平垸行洪,退田还湖,以工代赈,移民建镇,加固干堤,疏浚河湖”的32字方针。 由上面分析可以看出,严重的洪水灾害的发生,会给整个国家的政治生活带来巨大影响。它不仅花费国家大量人力物力财力,还极大地消耗各级政府领导的精力,打乱整个国民经济的战略部署,延误国家经济建设的发展步伐,影响外商的投资趣向,严重时甚至影响到国家的声誉。 22 第六节 洪水灾害的损失 一、洪灾损失的分类 洪灾损失按可否用货币计量分为经济损失和非经济损失两大类。经济损失可以用货币计量,因而又称有形损失;非经济损失难于用货币计量,故而又称为无形损失。其中经济损失(有形损失)又可分为直接经济损失和间接经济损失。直接经济损失是一个静态概念,是洪灾经济损失评估的中心内容;间接经济损失是受直接经济损失影响带来的或派生的损失,它与直接经济损失相关联,是一个动态的概念。 1. 非经济损失 洪水灾害非经济损失指洪水引起的难于或不便于用货币计量的损失。如生态环境的恶化,文物古迹的破坏,灾民生命伤亡及精神痛苦,灾区疾病流行及其对公众健康的影响,正常生活秩序和环境破坏造成的社会混乱,由于房屋、家产的冲毁或损失而使人们的日常生活水平骤然下降,人们恐灾心理的形成及其对灾区投资建设信心的影响,以及洪灾对国家的政治稳定、社会安定和国际声誉的不利影响等等。 2. 直接经济损失 洪水灾害直接经济损失指洪水直接淹没造成的可用货币计量的各类损失。主要包括:工业、农业、林业、牧业、副业、渔业、商业、交通、邮电、文教卫生、行政事业、粮油物质、工程设施、农业机械、居民房屋、家庭财产以及其他不可预见的损失等类别。在具体计算时,应与社会经济资料及洪灾损失资料调查、洪灾损失率分析确定相对应,根据需要对每一类继续分解,从而对全社会各类损失建立一个完整的层次结构体系。例如,工业部门又可分为冶金、电力、煤炭、石油、化工、机械、建材、木材加工、纺织、造纸等行 大、中、小)、经营性质(国营、集体、个人等)或损失种业,而每个行业又可按企业规模( 类(固定资产、流动资产、利税管理费)再加以细分,据此来计算直接经济损失。 3. 间接经济损失 洪灾间接经挤损失指直接经济损失以外的可用货币计量的损失。主要包括:(1)由于采取各种措施, 如防汛抢险,抢运物资,灾民救护、转移与安置,灾民生活救济,开辟临时交通、通讯、供电与供水管线等而增加的费用;(2)由于洪水淹没区区内工商企业停产、农业减产、交通运输受阻或中断,造成其他地区有关工矿企业因原材料供应不足或中断而停工停产及产品积压造成的经济损失,以及这些企业为解燃眉之急而被迫绕道运输所增加的费用;(3)灾后重建恢复期间,淹没区农业净产值的减少,淹没区与影响区工商企业净产值的减少和年运行费用的增加,以及用于救灾与恢复生产、重建家园的各种费用支出等等。 二、洪灾经济损失的指标 1. 洪灾损失率 洪灾损失率是洪灾直接经济损失评估的重要指标,通常指各类承灾体遭洪灾损失的价值量与灾前或正常年份各类承灾体原有价值量之比。 影响洪灾损失率的因素很多,如地形地貌,地区经济类型,淹没程度(水深、历时等),财产(承灾体)类别,成灾季节,抢救措施,„„。洪灾损失率主要取决于淹没程度、洪水间隔时间、财产种类及其耐淹性能。因此,可按不同地形地貌(山区、丘陵、平原)、地理 23 环境(城市、农村)、洪灾发生年份(目前、1995年、2000年),财产类别等,分别建立洪灾损失率与淹没程度(如淹没水深)的关系曲线或回归方程。 洪灾损失率分为各类承灾体的分项洪灾损失率和综合洪灾损失率两种。其中分项洪灾损失率包括如农作物洪灾损失率、工商企业财产洪灾损失率、城乡居民财产洪灾损失率等等。 分项洪灾损失率的确定,通常是在洪灾区(或近年受过洪灾的相似地区),选择一定数量、一定规模的典型区域进行实地调查,再结合成灾季节、范围、洪水预见期、抢救时间、抢救措施等,综合分析确定不同类型、各淹没等级、各类财产的洪灾损失率。 综合洪灾损失率,需根据典型调查分析确定的各类财产洪灾损失率与各类财产所占比重综合求得。 2. 综合经济损失指标 除洪灾损失率外, 国内还广泛采用面上综合洪灾损失指标来表示洪灾直接经济损失。常见有以下三个: (1)亩均损失值(元,亩)指标:它等于洪灾区一次洪灾各承灾体总直接经济损失值除以洪灾区的总耕地面积。 2 (2)单位面积损失值(万元/km)指标:它等于洪灾区一次洪灾的总直接经济损失值除以 2洪灾区总淹没面积(km)。 (3)人均(或户均)损失值指标(元/人或元,户):用洪灾区一次洪灾的总直接经济损失值除以淹没区的总人数(或总户数)求得。 上述三种指标中,由于人口随时间变化较大,因此人均损失值指标用得相对较少,较常应用的是亩均损失指标和单位面积损失指标。 综合洪灾损失指标主要适用于以农业经济为主的农村地区的洪灾损失评估。对于经 济门类较多、组成较复杂,包括骨干交通、大中型工矿企业的地区以及大中城市,一般不 宜采用。 根据分析,我国各地面上综合洪灾损失指标值(1985~1986年价格水平),亩均洪灾损失一般在500,1000元,亩左右。其中长江中下游分蓄洪区在500,2000元,亩之间;淮河流域洪泛区在300~1500元,亩之间;松花江、辽河流域在300,1200元,亩左右。 第五章 江河防洪减灾系统 通常所谓防洪,是指人类在与洪水灾害作斗争的过程中,为防止或减轻洪灾损失,确保人民生命财产安全,取得生态环境良性建设和经济社会可持续发展所采取的一切手段和措施。因防洪的主要目的在于减灾,故常称为防洪减灾。 江河防洪减灾系统(体系),是指针对某特定河流或区域,为控制或基本控制常遇洪水,并对超标准的稀遇洪水有应急对策所采取的工程措施与非工程措施的综合防治体系。通过这两类措施的合理配置,协调互补,以及完善的防洪体制的科学运作,从而形成当代比较完整的防洪减灾体系。 24 第一节 防洪减灾措施 江河防洪措施分为工程防洪措施与非工程防洪措施两大类。其中,工程防洪措施是指通过工程手段调控洪水,以达到防洪减灾目的所采取的各项措施。主要包括水库工程、蓄滞洪工程、堤防工程、河道整治工程及水土保持工程等五大方面。通过这几方面措施的合理配置与优化组合,从而形成完整的江河防洪工程体系。 一、水库工程 在河道中上游干支流修建水库,特别是干流上的控制性骨干水库,可有效地拦蓄洪水,削减洪峰,减轻下游河道的洪水压力,确保重要防护区的防洪安全。水库有专门用于防洪的水库和综合利用水库两类。在综合利用水库中,防洪任务往往位居首位。 水库的防洪作用,主要是蓄洪和滞洪。事关水库防洪的两个重要指标,分别叫防洪库容和防洪限制水位。防洪库容是衡量水库防洪能力的指标。它是水库设计时,根据下游防护对象的防洪要求(防洪标准)而设定的。 防洪限制水位是指水库在汛期运用时允许蓄水的上限水位。该水位以上的库容用于滞蓄洪水,在发生洪水时,水库水位可暂时超过防洪限制水位,但当洪水消退后,水库应尽快泄洪,使其水位迅速回降到防洪限制水位,以迎接下一次洪水。这就是水库汛期防洪调度的基本概念。 由于支流水库对干流中下游防洪保护区的作用,往往因距防护区较远和区间洪水的加入而不甚明显,因此,在流域性防洪规划中,统一部署干、支流水库群,相互配合,联合调度,常常可获得较大的防洪效益。 水库的主要优点是,修建技术难度不大,调度运用灵活,便于凑泄错峰,无愧为下游河道的安全“保险阀”。主要问题是,投资较大,需要迁移人口、淹没土地,以及对河流生态系统的影响等。 此外,水库还存在其他负面影响。如水库削峰坦化洪水过程,却拉长了下游持续高水位的历时,从而增加了下游河道堤防防守的时间;蓄洪必拦沙,库尾常因泥沙淤积而影响通航,或因淤积翘尾巴而抬高上游洪水位,从而对上游防洪不利;下游则因水库蓄水拦沙和下泄水沙条件的改变,而引起河床冲刷带来的河势变化问题等等。在多沙河流上修建水库,尤应重视泥沙淤积对上、下游带来的一系列问题,既要防止库区因泥沙淤积产生的不利影响,又要注意在集中排沙期内,小水带大沙,而可能引起下游河道的逐年淤积萎缩。黄河下游自上世纪80年代以后,平滩流量逐渐减小,河床日趋萎缩,与上游水库滞蓄洪水不无一定关系。 因此,在水库规划设计及管理运行中,应高度重视上述问题,力争做到既调水又调沙,确保或尽可能延长水库使用寿命。 二、蓄滞洪工程 蓄滞洪工程由蓄滞洪区及其周边围堤、各类临时避水设施以及进、泄洪闸等建筑物组成。它是各类分(蓄、行、滞)洪工程的总称,是处理江河超标准洪水的有效手段,是现阶段江河防洪工程体系的重要组成部分。 蓄滞洪区一般位于大江大河中下游平原地区,用于大洪水年份临时蓄纳洪水或扩大行洪泄洪之用。我国规划的蓄滞洪区,绝大部分在历史上是经常泛滥和自然调蓄洪水的湖泊、 25 洼地。自然状态下,洪水自然进出,对江河洪水起到自然调节作用。大部分蓄滞洪区,平时不过水,运用机会不多,可以平战结合,既有利防洪,也照顾生产,防洪效益大,区内损失小。如长江的分蓄洪区,大多数是原来的“蓄洪垦殖工程”,一般小水,挡在区外,区内发展生产;大水开放运用,相当于空库迎洪,其削减洪水的作用远较天然湖泊为大。在一些重要防护区上游,布置蓄滞洪工程设施,运用时主动灵活,易于控制,对于防止大堤决口、减轻毁灭性灾害,具有重要意义。 23我国现有97处列入国家名录的蓄滞洪区,总面积约3万km,蓄洪容积1025亿m。还有众多未列入国家补偿名录的蓄滞洪区和黄河滩区。60多年来,蓄滞洪区在我国的防洪斗争中,发挥了重大和不可替代的作用。 三、堤防工程 堤防是沿河流、湖泊、海洋以及蓄滞洪区、水库库区的周边修筑的挡水建筑物。因此,按其所在位置不同,可分为河堤、湖堤、海堤、围堤和水库堤防五种。 其中河堤,位于河道两岸。在河道两岸修建堤防之后,有利于洪水集中渲泄,保护田园、城镇免遭洪水侵害。 修筑堤防技术相对简单,可就地取材,建设费用相对较低,因而在江河两岸修筑堤防挡御洪水,是古今中外普遍采用的防洪工程措施,也是我国各大江河防洪工程体系的重要组成部分。 堤防是江河防洪工程体系中的主力军,其防洪效益不可低估。但堤防不论大水小水,年年都要工作,因此堤防工程的负担重、防洪压力大。 需要注意的是,修筑堤防也可能带来一些负面影响。如河宽束窄后,水流归槽,河道槽蓄能力下降,河段同频率的洪水位抬高;筑堤后还可能引起河床逐年淤积而水位抬高,特别是多泥沙河流,致使堤防需要经常加高,而堤防的持续加高又意味着风险的增大。例 13m。这些如当前荆江大堤临背河高差达到16m;黄河曹岗河段大堤临背河高差也达12,情况,在堤防工程规划设计和除险加固时,必须认真对待。 四、河道整治工程 从防洪讲,河道整治的目的是确保设计洪水流量能安全畅泄。通常所采取的工程措施,除修筑堤防外,主要是整治河槽和清除河障。 整治河槽包括拓宽河槽,裁弯取直,爆破、疏浚和河势控制等。拓宽河槽主要是消除卡口,降低束窄段的壅水高度,提高局部河段的泄量和平衡上下游河段的泄洪能力。裁弯取直可缩短河道流程,增大河流比降与流速,提高河道的泄洪流量。爆破或利用挖泥船、索铲等机械,清除水下浅滩、暗礁等河床障碍,降低河床高程,改善流态,扩大断面,增加泄流能力。河势控制工程,包括修建丁坝、顺坝、矶头和平顺护岸等工程,以调整水流,归顺河道,防止岸滩坍蚀和有利于行洪泄洪。 清除河障即清除河道中影响行洪的障碍物。河道两侧的滩地(河漫滩)及江中洲滩,是河道洪水期行洪泄洪的空间。但因其一般只季节性上水或只在特大洪水年才行洪,而随着人口的增长和社会经济的发展,不少河道的滩地被任意垦殖和人为占用。例如,在河滩上修建各种套堤;种植成片阻水林木等高杆植物;建码头、房舍;筑高路基、高渠堤;堆积垃圾等等。所有这些,缩减了河道过流断面,增大了水流阻力,妨碍了行洪泄洪,必须依法清除。 26 五、水土保持工程 水土保持工程是防治水土流失的主要措施,它与水土保持生物措施及其他措施共同构成小流域水土保持综合治理措施体系。 此项工程是应用工程学原理,防治山区、丘陵区、风沙区水土流失,保护、改良与合理利用水土资源,并充分发挥水土资源的经济效益和社会效益,建立良好生态环境的措施。 水土保持工程主要有山坡防护工程、山沟治理工程、山洪排导工程及小型蓄水用水工程等四种类型。山坡防护工程包括梯田、水平沟、水平阶、鱼鳞坑等;山沟治理工程包括沟头防护工程、谷坊、拦沙坝、淤地坝等;山洪排导工程包括排导沟等;小型蓄水用水工程包括小型水库、引洪漫地等。 水土保持工程看似与江河防洪无直接关系,其实不然。在流域性防洪工程体系中,水土保持工程措施的作用不可忽视。这是因为,江河、湖泊、水库的泥沙淤积,导致河道河床抬高、湖泊、水库调蓄能力下降,进而增大了其防洪风险。河道泥沙的来源是流域地表的侵蚀即水土流失。水土保持是水土流失的逆向行为,能有效地控制进入江河湖库的泥沙。 由上看来,此项工作不仅关系到当地的农业生产、生态环境与经济发展,而且直接影响着水库、蓄滞洪区和河道堤防等防洪工程的防洪效益及其可持续利用。只有从源头上拒泥沙于河道大门之外,才能确保湖泊、水库的有效调蓄容积,以及河道的河床不持续淤积抬高及其防洪安澜。因此,国内不少专家学者认为,应将水土保持工程纳入到江河防洪工程措施体系之中。 六、各类工程防洪措施的功能特点与优化组合 上述各种工程防洪措施,各有特点与优势,但也各自存在一定的局限性。堤防工程相对简易,造价不高,但堤线长,需年年防守,防汛任务重,管理、岁修工作量大。随着河床的淤积抬高和防洪标准的提高,堤防需经常培厚加高,防洪风险和防汛压力越来越大。因而堤防工程只宜对付较低标准的常遇洪水,对于超标准洪水,必须有赖于水库或分蓄洪工程蓄纳。 水库蓄洪好比银行贮蓄,“存取”自由,防洪操作灵活,蓄泄调控方便,防洪效益可观。上游有库,下游无忧。但水库位置及规模受地形地质、淹没迁移和工程造价所限制。对于综合利用水库,其防洪库容有限,仍有大量洪水需排往下游需依靠河道和堤防渲泄;此外,水库坝址至防护区的区间洪水,水库自身无能为力防御。水库和堤防的关系,好比“胃”和“肠”的关系,堤防束缚和渲泄洪水,是抗御洪水的主要屏障,水库拦洪削峰,堤防与水库互相补充。 蓄滞洪区是有效解决超标准洪水的减灾措施,一旦启用,可快速降低河道洪水位,减轻堤防的防洪压力。但蓄滞洪区问题很多,它既要为江河防洪服务,又要适应区内居民生存与发展的需要,因此不宜频繁使用。遇到超量洪水,首先要动用水库蓄纳和加强堤防的防守并依靠河道下泄,蓄滞洪区只能在万不得已时才偶而用之。 河道整治有利于洪水渲泄,但整治建筑物如丁坝、矶头,可能激起局部水流紊乱,不利岸坡稳定。修建控导工程和人工裁弯,可能引起上、下游河势的连锁变化,从而造成原有护岸工程失控和新的险工的产生。因此,期望通过河道整治途径解决上游来量与安全泄 27 量不协调的矛盾是有限度的,必要时还需依靠分洪、蓄洪来解决。 水土保持虽可控制和减少泥沙入库入河,有利于防止和抑制“地上悬河”的形成和发展。但此项措施村对于减轻江河防洪压力往往周期长、见效慢。 综上看来,各类防洪措施,各有利弊,应当取长补短,既有侧重又有协作,优化组合,形成完整的江河防洪体系。否则,不注意发挥各项工程的群体作用,单枪匹马,各自为战,难有大的作为。 七、工程防洪措施与非工程防洪措施的关系 非工程防洪即指通过行政、管理、法律、经济、高新技术等非工程手段而达到防洪减灾的目的所采取的各项措施。它是一项新兴的防洪思路与措施。 非工程防洪措施的研究与发展在国外以美国为代表,其它国家多借鉴美国经验,结合本国国情而因地制宜。在我国,虽然非工程防洪的某些思想自古就有,但正式引进这一概念并将其作为江河防洪建设措施不过二三十年。因此,我国的非工程防洪事业,显得年轻而欠成熟,表现为理论研究不够,实践应用经验不足,社会共识尝未普遍形成。但其所显示的防洪减灾效益日益体现出来。 工程防洪措施与非工程防洪措施的目标都是防洪减灾。两者的区别在于:工程防洪措施起直接减灾作用,它着眼于洪水本身,能直接调控洪水,改变洪水的自然特性(如延时削峰、调整洪量等),因而主要属于工程技术方面的问题;而非工程防洪措施,则不直接控制洪水,它主要着眼于洪泛区的合理使用和安全,以及在洪灾发生时尽量减轻其损失,因而具有间接防洪减灾性质,主要属于规划管理方面的问题。 工程防洪措施与非工程防洪措施相比较说来,前者是古老的、传统的、习用的和投资较大、见效较慢的防洪措施;而非工程防洪措施,则是年轻的、新兴的,具有尝试性,费省效宏的防洪措施。工程防洪措施技术性较强,其管理、维修与调度运行,主要靠专业部门和技术人员去做;非工程防洪措施的政策性较强,不仅需要政府部门领导和业务部门主管,还需要全社会各方面和广大民众的支持与配合。 系统的两个部分,两者功综上看来,工程防洪措施和非工程防洪措施是江河防洪减灾 能各不相同,相互不能替代。在未来的防洪减灾工作中,在重视工程防洪建设的同时,要大力增加非工程防洪建设的投入与实施力度,逐步将过去的工程防洪措施为主、非工程防洪措施为辅的防洪建设思想,转变到工程防洪建设与非工程防洪建设同举并重、科学配置和联合运作方向上来。只有把它们有机地结合起来,取长补短,相得益彰,才能形成完整的江河防洪减灾系统。 第二节 江河防洪规划 江河防洪规划属江河流域总体规划的一个组成部分,是针对某一流域或地区的洪水灾害而制定的综合防治方案。现阶段我国主要江河的洪水治理方针,一般是“拦、蓄、分、泄,综合治理”。如黄河的“上拦下排、两岸分滞”;松花江的“蓄泄兼施,堤库结合”;长江的“蓄泄兼筹,以泄为主”及“江湖两利,左右岸兼顾,上、中、下游协调”等原则。通过在上游地区干支流修建水库拦蓄洪水,并配合采取水土保持措施控制水沙入河,在中下游修筑堤防和进行河道整治,充分发挥河道的渲泄能力,并利用河道两岸的分蓄洪区, 28 分滞超额洪量,以减轻洪水压力与危害。具体规划时,不同河流、不同地区则应根据其自然地理条件、水文泥沙特性、洪水洪灾特征、社会经济发展需要和防洪任务要求而有所侧重。 一、江河防洪规划的基本原则 根据我国的社会经济发展情况和江河洪水特点,在制定江河防洪规划时,其基本原则具体体现为要正确处理好以下几方面的关系。 1.人与洪水的关系 人与洪水要协调共处、长期共存。防洪建设应力争把水灾损失降至最低。但随着人口的增加和社会经济的发展,人类在控制洪水时不可有不切实际的过高要求。人类必须适应洪水,在控制洪水时要注意条件与可能,必要时应主动让地于水,为洪水提供足够的蓄泄空间,这样才能保全自身的安全与发展。 2.局部与整体的关系 防洪规划要着眼于整体,从全局出发,上下游,干支流,左右岸,以及地区与地区之间等均要统筹兼顾,必要时牺牲局部,保全大局和重要防护对象的安全。区际之间要团结治水,互谅互让。防止把洪水矛盾从一个地区转移给另一个地区,或将洪灾演化为局部涝灾。 3.重点与一般的关系 所谓重点,一般指重要城市、重要工矿企业、交通干线、大面积农业区,以及洪水可能造成毁灭性灾害的地区等。例如,城市与乡村相比较说来,城市是重点,乡村为一般,故乡村应让位于城市。原则上讲,一般应让位于重点,特别是在特大洪水时,首先要保重点。但也应充分注意到现实情况,如有些分蓄洪区,现已人口众多,经济繁荣,安全设施 旦分洪,可能造成人员伤亡;而城市高楼林立,结构牢固,避水条件优越,受淹有限,— 时经济损失虽大,但人身安全一般有保障。因此,人命关天,有时宁可经济损,不可人员亡。 4.需要与可能的关系 防洪工程建设投资大、时间长。防洪规划要根据洪水特性与历史洪灾情况,研究国民经济各部门与社会各方面对防洪的要求;再据财力、物力与技术的现实可能性,拟定合理的防洪标准和可行的建设方案。防洪建设要尽可能地为全社会创造有利的环境和条件,同时社会各方面也要充分理解防治洪水的客观条件和实际可能。 5.近期与远景的关系 对于大江大河,在财力和技术受限情况下,可分别轻重缓急,分阶段选定近期与远景的防洪标准,有计划地实施相应的防洪建设项目,并通过对其投入与产出、经济效益与生态环境效益的分析,在兼顾远景发展的前提下,重点解决近期最迫切的问题。 6.蓄洪与泄洪的关系 防治洪水要因地制宜、蓄泄兼筹。山丘区一般以蓄为主,因此要开展水土保持工作,修建山谷水库,拦蓄洪水,削减洪峰;平原地区一般以泄为主,故需修筑堤防、整治河道,扩大河槽的泄洪能力,并辅以分蓄洪措施,合理安排洪水出路。对于某些易遭干旱地区的河流,对一定标准的洪水,可采取蓄洪补枯,以综合利用水资源。 7.设计洪水与超标准洪水的关系 29 防洪建设不可能根除洪水,任何防洪工程的防洪能力总是有限的。对于设计标准洪水,应采取有效的防御措施;对于超标准洪水或可能最大洪水,则应根据实际情况预谋临时应急对策。 8.工程措施与非工程措施的关系 工程防洪措施防洪效益巨大,但耗资很大,且需占用土地、淹没迁移;而非工程防洪措施则耗资相对较少,也能有效地减轻洪灾损失。因此,防洪减灾规划要研究两者的有机结合与合理配置,以达到防洪效益总体最优。 二、江河防洪规划的几个问题 1.防洪标准 防洪标准是指在采取防洪措施后防护对象要达到的防洪能力,通常以洪水的重现期(或出现频率)表示。当实际发生的洪水不大于防洪标准洪水时,通过防洪系统的科学调度运用,能保证防护对象的防洪安全。具体体现为防洪控制点的最高水位不高于防汛保证水位,或流量不大于河道安全泄量。 防洪标准的高低,关系到防洪安全与投资的矛盾。防洪标准定得高,安全度大,但工程规模大、投资多,甚至在工程寿命期内因不能充分发挥效益,以及可能增加维修管理费用而造成浪费;相反,标准定得低,工程规模小、投资少,但风险大。 防洪标准的确定方法,一般应根据防洪保护区的社会经济发展状况、历史洪灾情况及洪水泛滥可能造成的严重程度,通过对所选防洪标准可减免的洪灾损失(防洪效益)与所需费用(投资)的对比分析,并考虑政治、社会、生态环境等因素,在综合权衡各方面利益的基础上最终确定。1994年,我国正式颁发了中华人民共和国国家标准《防洪标准》(GB50201-94),此项标准中统一规定了不同重要程度的防护对象的防洪安全度,在防洪工程规划设计时可参照选用。 2.河道安全泄量 河道安全泄量是指河道在正常情况下能够安全通过的最大流量。若重要防洪河段上游有防洪水库保护,且距水库距离不远而可不计区间来水时,则它相当于水库的允许泄量。与之相应的河道水位,称为堤防设计洪水位,汛期也叫防汛保证水位。河道安全泄量是防洪工程规划设计和防汛工作的重要指标,它在很大程度上决定上游水库的防洪库容及其调度运用,以及分蓄洪区的蓄洪容积及其运用决策,同时也是判断河道堤防安危程度的关键数据。因此,在河道防洪规划中,对安全泄量应认真分析确定。 影响河道安全泄量的因素很多,如断面尺度、河道比降、河床糙率、干支流相互顶托、河道冲淤变化等。河道安全泄量沿程一般不等,有的河段上段小,下游逐渐增大,这种情况有利于防洪;但有的河段相反,上大下小,使防洪问题复杂化,这种情况常需采取适当措施以扩大安全泄量,或采用分流措施缓解下游防洪压力。 河道安全泄量的确定方法,一般情况下,可根据防洪控制站的保证水位由实测稳定水位,流量关系曲线上查得。 3.防汛水位 汛期,随着江河水位上涨,防汛工作全面展开。根据水位高低及其对堤防安全的威胁程度,一般将防汛水位划分为三个等级(图 ): 设防水位----相当于平滩(河漫滩)水位,相应流量称为平滩流量(造床流量)。当江 30 河洪水漫滩以后,堤脚偎水,堤防可能出险,标志着堤防防守进入临战状态,防汛人员开始巡堤查险,并需做好抢险的人力和物料准备。但需说明的是,我国有些河流如北方地区的河流,河道宽浅,滩槽难分,或河床呈“悬河”之势,这类河流的洪水一旦上滩,则意味着防守进入戒备状态。因此,对于这类河流,则不宜以设防水位作为防汛工作开始时的控制水位。 警戒水位----堤防防守需要开始警惕戒备的水位。此时堤身已大部挡水,险象环生,随时可能出现险情甚至重大险情,要密切注意水情、工情、险情的发展变化,增加巡堤查险次数,开始昼夜巡查,进一步做好抢险人力、物力的准备。 保证水位----堤防工程设计防御标准洪水位,相应流量为河道安全泄量。当洪水位接近或达到保证水位时,说明堤防工程已处于安全运行的极限时期,防汛进入紧急状态,堤防随时可能出现重大险情。防汛部门要采取一切措施确保堤防安全,必要时可宣布进入紧急防汛期。 图 河道堤防防汛水位示意图 4.防洪效益 防洪属于减灾除害事业,它不同于其它兴利事业而直接创造社会财富。其效益体现在它能够提供社会安全保障,即保障社会各行各业的正常生产以及人民生命财产的安全。因此,防洪是一项社会公益性事业。其效益特点如下。 (1) 防洪经济效益属除害效益。即以采取防洪措施后所减免的洪灾经济损失(包括减少受灾机会、减轻洪灾程度)视为防洪经济效益。 (2) 防洪效益具有很大的随机性和不确定性。一般小洪水年份,防洪工程设施可能显示不出什么效益,但遇到大洪水则往往能产生巨大的效益。因此防洪效益不能按年计算,而多年平均效益则往往偏低。 (3) 防洪效益具有广泛的社会性。防洪社会效益的表现,如减免人员伤亡,流离失所,防止疫病流行,避免停产停课,减少灾民难民数量等,以减轻居民的精神痛苦,避免洪灾引起的各种社会问题等。 (4) 防洪效益具有动态递增性。随着防洪保护区内社会经济的发展和居民财产的增加,防洪经济效益也呈逐年递增之势。如武汉市现在的经济建设远非昔比,因而武汉市防洪工程今天的防洪经济效益也远比过去为大。 (5) 防洪工程具有一定的负效益。防洪工程除有巨大的正效益外,有些还可能存在一定的不利影响和消极作用即负效益。如建库防洪,可确保下游重点防护区的防洪安全,但却又不可避免地造成库区淹没、人口迁移和对河流生态的影响;运用分蓄洪区,确保了重 31 要城市和地区的安全,但却人为地造成分蓄洪区的淹没受灾等等。所有这些情况说明,重点防护区的防洪正效益的获得,都需以一定的负效益为代价。 第十章 非工程防洪措施 顾名思义,非工程防洪措施是相对工程防洪措施而言的,它是20世纪50年代以来逐步研究形成的一种新的防洪概念和方法。所谓非工程防洪措施,是指通过行政、法律、政策、经济和现代化技术等非工程手段,为避免洪灾发生和最大限度减少洪灾损失所采取的措施。 “非工程防洪措施”一词,国外见美国于1964年首次正式使用。在我国,历史上虽然没有非工程防洪措施的说法,但其中的某些内容已有悠久的历史,如民间传递水情和险情的报警办法;建立沿河州府河防;洪泛区临时迁居和种植耐淹高杆作物,以及各种官方或民间赈济灾民的办法等。 中华人民共和国成立以后,特别是20世纪80年代以来,在学习和引进国外先进技术经验的基础上,倡导了适于我国国情的非工程防洪措施,并且明确工程防洪措施与非工程防洪措施相结合的中国江河防洪建设总方针,有力地促进了我国防洪事业的发展。就我国的实际情况来说,其内容大致包括以下方面。 第一节 防洪区科学管理 防洪区是指洪水泛滥可能淹及而需要防护的地区,分为洪泛区、蓄滞洪区和防洪保护区。洪泛区是指尚无工程设施保护而又经常受到洪水淹没的地区,如河道两侧的行洪区、泛区、滩区以及一些没有堤防保护的平原洼地、湿地等。蓄滞洪区一般是指河道附近的湖泊、洼地加修围堤而形成的用于临时贮存洪水的区域。防洪保护区则是指在防洪标准内受防洪工程设施保护的地区。 防洪区管理讲究科学性,特别是蓄滞洪区和洪泛区。此项工作是一项重要的非工程防洪措施,对于减少区域内的洪灾损失和维护社会安定意义重大。因此,各蓄滞洪区和较大的洪泛区,应成立专门的管理委员会,全面负责区内规划的实施和有关工作的管理。尽管各地蓄滞洪区和洪泛区的管理事项不尽相同,但概括起来主要如下。 一、蓄滞洪区的管理 简要说来,蓄滞洪区的管理主要有:区内土地利用与开发必须符合防洪要求,限制不合理的开发利用方式,鼓励各种外迁行为和减少洪灾损失的举措;严格实行人口管理政策,控制区内人口的自然增长,鼓励外流,限制内迁;做好分洪保安工作,以确保泛洪时人畜和主要财产的安全;建立洪水情报预报、警报及通信系统;试行防洪基金及洪水保险制度;绘制出洪水风险图,使居民了解自己所处位置的风险频率和可能受灾的程度,等等。 二、洪泛区的管理 洪泛区管理的重点是加强河道管理,制止和清除河滩上各种违章建筑和行洪障碍;安排好区内居民的生产、生活和确保其在行、滞洪期间的生命财产安全。其他如有关人口政 32 策、土地利用政策等与使用频繁的蓄滞洪区基本相同。 第二节 依法治水与普“水”教育 一、依法治水 防洪治水必须有法可依。依法治水是社会主义法制建设的重要组成部分,也是防洪工作在新的历史时期的要求。我国现有《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国防洪法》、《中华人民共和国防汛条例》、《中华人民共和国河道堤防管理条例》、《中华人民共和国蓄滞洪区管理条例》、《中华人民共和国水土保持法》等重要法律,各地各部门也有相应的法规条例,标志着我国的防洪工作已初步走上法制化的道路。 但应看到的是,我国现有的法律法规还不健全、不完善,在不少地方,有法不依、执法不严现象仍然严重存在。如在河道中违规采砂,在河滩上设置行洪障碍,市政建设挤占河道,水利工程和防洪设施时常遭到破坏,河道的不规范、不合理开发利用等等,有的甚至习以为常、司空见惯。因此,需要进一步出台相关配套的法律法规文件,以形成完整的防洪法规体系。同时要加大执法力度,真正做到有法可依,有法必依,执法必严。对于各种违法违规行为,该罚则罚,该处则处,情节严重的,依法严惩。 二、普“水”教育 1.公民普“水”教育的意义 防洪是社会公益性事业,是人命关天的大事。只有居安思危,防患于未然,方能遇危不惊。我国大部分江河防洪工程标准低,洪水灾害频繁不断,严重威胁着广大人民群众的生产生活和社会经济的可持续发展。而在不少地方,人们水患意识与防洪观念淡漠,防洪法律和政策意识不强,防灾抗灾与避险保安知识欠缺。因此,对全民进行防洪防灾的教育即普“水”教育,实有必要。 2. 公民普“水”教育的内容 公民普“水”教育重在宣传,其内容主要有以下几方面。 (1)宣传我国江河洪水灾害的严重性及其防洪形势,使广大民众明确洪涝灾害发生的不可消除性与可预防性,克服麻痹侥幸心理,树立常备不懈,有备无患和以防为主的思想。 (2)宣传《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国防洪法》等法律法规,使有关防洪法规植根于民,使干部群众自觉抵制各种违法行为,维护防洪工程设施的完好,确保防洪调度运用的顺利进行。 (3)宣传洪水保险与防洪基金的作用与意义,使广大民众自觉参加洪水保险和明确缴纳防洪基金的责位与义务。 (4)及时发布“汛情公报”、“水情公报”、“灾情通报”等水情灾情信息,宣传“防洪减灾”、“防洪法律法规”、“防汛抢险技术”等知识,使广大民众知晓防洪形势,学到有关防洪知识与防灾抗灾技能,增强防洪观念,积极协助和参与有关部门和专业人员落实各项防洪减灾措施。 (5)向分蓄洪区的居民宣传国家对分蓄洪区的有关法规和政策,讲清牺牲局部保护全局的重大意义,让广大民众主动配合政府做好区内安全设施的建设与管理,确保分蓄洪 33 区的正常运用。 (6)在江河两岸重要位置,设立醒目的历史大洪水“水位标志”、 “淹没标志”或“风险警告标志”牌或树立防洪纪念碑,以经常提醒广大人民洪水灾害的危险性,自觉投入到防洪减灾的行动中来。 3. 公民普“水”教育的形式 公民普“水”教育要有针对性,因地制宜、因时制宜、因人施教。其形式多种多样,主要有: (1)从娃娃抓起,把防洪减灾避灾知识纳入到中小学课本,让青少年懂得防洪防灾的基本知识。 (2)通过广播电影电视、报刊杂志书籍、公益广告宣传、网络信息等媒体,向全社会宣传与普及防洪减灾知识。 (3)确立防洪日(周、月),开展多种形式的学习与培训活动,如防洪知识讲座、竞赛,抗洪英模报告,抗洪抢险演习,防汛抢险技术培训与经验交流等。 (4)编写《防洪手册》、《防洪法律法规解读》,《防汛抢险知识》等读物,以及宣传画、宣传单等,在社会上广泛散发与张贴。 第三节 洪水预报、警报与防汛通信 洪水信息预报是防洪斗争的耳目。在洪水来到以前,适时收集各种水雨情信息,准确作出洪水预报,及时发布洪水警报,可为防洪调度决策及人员与财产的安全转移赢得宝贵时间。洪水预报、警报及防汛通信工作,是一项十分重要的非工程防洪措施。这里仅介绍水警报与防汛通信的有关内容。 洪 一、洪水警报 洪水警报主要在可能受淹的地区发出,以使居民能及时按计划、有组织的迁安。在国外(如日本)采用的是自动警报设备,即当上游泄洪时或水位达到某一标准时自动发出警报信号,人们根据事前规定的不同信号作出某种准备。这种办法在我国容易引起混乱,不便于有组织地转移,因而很难推广采用。 目前在我国的一些分蓄洪区,采用地方无线专用小电台方式,即用70MHz专用频率的调频广播,在每个分蓄洪区设1,2个中心台,每个中心台覆盖20,30km半径的范围,在居民点或小的自然村装有接收机(汛期都开着,不需人工开关),防洪警报和组织迁安工作的部署由当地防汛指挥部门在中心台发布,各地都能及时收听到。这种警报系统价格便宜、方便实用,现已在全国几十个分蓄洪区装备了近百个中心台和近万个接收机。这种系统的缺点是接收机只能听不能反馈信息,现正安排在蓄滞洪区内的大的自然村、乡、镇所在地再配备手持机、基地台、车载台等,以便反馈当地信息。此外,还发展了无线寻呼报警系统。 二、防汛通信 防汛通信是防洪工作的生命线。通信方式主要有有线通信和无线通信两大类。有线通信有架空明线、同轴电缆、光纤等方式,具有较高的电路稳定性、保密性强等特点,但抗拒自然灾害能力差,不适于作为长距离的通信方式。无线通信以无线电波作媒介,无线电 34 波一般指波长由100000m到0.75mm的电磁波。根据电磁波传播的特性,又可分为超长波、长波、中波、短波及超短波、微波等几个波段。 过去我国的防汛通信主要依靠有线,大多使用邮电部门的通信线路。近些年来,水利防汛的无线通信网迅速发展,水利部利用电力微波、水利微波,一点多址、移动通信和卫星通信,已组成全国重点防洪地区通信网。各地也相继建立起局部的专用防汛通信网、无线通信网,有些城市还建立了移动式的专用通信网。目前,水利部正在建设国家防汛抗旱指挥系统,其中一期工程即防汛抗旱指挥异地会商系统基本建成并开始投入运用。 第四节 防洪减灾信息技术 一、遥感技术 遥感(Remote Sensing, RS)是20世纪60年代以来蓬勃发展起来的一门新兴的综合性探测技术。它是利用装在飞机或人造卫星等运载工具上的传感器获取地表的图象或光谱数据, 并通过对图象与光谱数据的处理和判读, 以达到鉴别地表物体及其性质的目的。 遥感的主要特点是:视域广阔, 观测面积大;可重复观测;获取图象、数据和处理过程迅速;具有多种工作波段;不受地理条件限制等等。因此,在防洪减灾方面, 遥感的优势与成效尤为突出。它能不受时间、地点和恶劣气候影响,快速跟踪监测洪水,提供各种不同比尺的遥感图象,以满足防洪决策部门随时获知洪水信息及做好抗洪救灾工作的需要。根据遥感资料,可确定洪水淹没范围和掌握灾情,有助于正确估算洪水灾害损失,从而为国家采取必要的救灾措施提供重要科学依据。 二、地理信息系统 地理信息系统(Geographic Information System, GIS )是指以地理空间数据库为基础,在计算机软件和硬件的支持下,运用系统工程和信息科学的理论,对具有空间内涵的相关地理数据进行采取、管理、操作、分析、模拟和显示,并采用地理模型分析方法,适时提供对规划、管理、决策和研究所需的多种空间动态地理信息,为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。它是一门介于信息科学、计算机科学、现代地理学、测绘遥感学、空间科学、环境科学和管理科学之间的新兴边缘学科,目前已迅速形成一门融上述各学科及各类应用对象为一体的综合性高新技术。 在水利方面的应用很多。在防洪减灾方面,可根据遥感技术处理与分析灾情的有关信息,为防洪减灾决策提供理想的信息支持,如中国科学院资源与环境系统国家重点实验室,用GIS研究开发的洪水预测和灾情信息系统。此外,如水资源管理、水土保持、水利水电工程建设、河流开发与治理等方面都有应用。 三、全球卫星定位系统 全球卫星定位系统(Global Positioning System, GPS)由美国国防部于1993年研究建成。最初设计建造目的是用于军事领域。由于GPS系统以“多星、高轨、高频、测时—测距”为体制,以高精度的原子钟为核心,具有全球覆盖,导航定位精度高、速度快,隐蔽性好,抗干扰能力强,容纳用户多等特点,现已广泛用于工程测绘、交通、海洋、地质、水利、电力、港建、石油等许多领域。 35 GPS现已广泛应用于我国的水利工程建设和防洪减灾事业。如长江流域,在流域水资源监测与开发,洪水监测预报,大型水库库区移民标界测量,库区滑坡崩岸监测,河道观测,险工险段监测,以及湖泊水域、护岸工程、大坝安全、泥石流滑坡预警监测等诸多方面得到应用。 除上述美国GPS外,目前全世界还有中国北斗、俄罗斯“格洛纳斯”和欧洲“伽利略”卫星导航系统。其中美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”已建成投入使用。中国北斗,欧洲“伽利略”仍处于建设阶段。 中国北斗卫星导航系统是自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。它的空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星,提供开放服务和授权服务两种服务。至2011.12.2日,已成功发射10颗组网卫星。同年12月28日开始试运行服务。计划2012年底正式运行服务,“北斗”系统将覆盖亚太地区,2020年左右覆盖全球。 四、3S集成系统 3S集成系统即指遥感(RS)、地理信息系统(GIS)及全球定位系统(GPS)等三个技术系统的联合与运用。这三个空间信息处理技术系统,除可独立完成自身的功能外,还日益显示出彼此相互依赖、相互需要、相互支持的发展趋势。在实际应用中,很多空间领域所要解决的问题,常常需要3个系统联合应用,即从遥感技术中获取信息,由GPS进行定位、定向及导航,由地理信息系统进行分析处理,并提供各种图件,最终提出决策实施方案。简单说来,在3S系统中,GIS相当于中枢神经,RS相当于传感器,GPS相当于定位器,三者的联合应用将使人们感受到地球的实时变化。 在防洪减灾方面,3S集成系统联合应用有关遥感数据,在GIS的支持下,结合GPS定位与导航,进行遥感图象处理,解决水体识别、云影消除、洪水演进监测与分析、行洪障碍调查、淹没损失评估等。如1991年在太湖领域,1993年在黄河下游,1994年在福建和广东等地,利用3S集成分别进行了洪水灾害应急反应实际应用。 五、防洪决策支持系统 决策支持系统(Decision Support Systems, DSS),是一种以现代信息技术为手段,综合运用计算机技术、管理科学、经济数字、人工智能技术等多种科学知识,针对某种类型的决策问题,通过提供背景材料、协助明确问题、修改完善模型、列举可能方案等方式,帮助决策者快速做出最佳决策的人机交互式系统。 防洪决策支持系统(Flood Control,FCDSS)是为实现防汛工作规范化、现代化,提高洪水预报时效和精度,快速科学地进行防汛指挥和防洪调度决策自动化,而专门设计开发的动态交互式计算机系统。按照我国现有的防汛组织体系, 可分为中央级、流域级、省(区、市)级和地市级,各级之间通过通信和计算机网络相互连接。例如长江防洪决策支持系统,黄河防洪防凌决策支持系统等。 防洪决策多为群体决策,因此防洪决策的主要方式是异地会商决策。为此,要求开发的系统具有良好的灵活性和能满足不同用户的需要。 六、国家防汛抗旱指挥系统 水利部正在筹建的国家防汛抗旱指挥系统,其中一期工程即防汛抗旱指挥异地会商系统正在实施。远程异地会商系统的建设目的是,将水利部、7个流域机构、31个省(区、市)和4个重点工程管理局防汛指挥部门联络起来,形成基于H.323和H.320的视频 36 会议系统,各大流域机构、省(区、市)网络中心和重点工程管理局分别设置视频会议终端,异地各方与会人员可以如同置身于同一会场一样实现“面对面”的交谈与讨论。 目前除西藏外,水利部机关到各流域机构、省(区、市)防汛抗旱部门互联互通计算机骨干网和防汛异地会商系统的建设的主体工程已基本建成并投入运行,全国的实时雨水情信息基本已经可以通过骨干网进行传输,从而有效地提高了防汛、抗旱信息传输的质量和速度。今后,该骨干网将会承载更多的系统和数据传输应用,并逐步发展成为真正的“信息高速公路”,推动整个水利信息化建设的发展。 第五节 洪水保险 一、保险与洪水保险的定义 迄今为止,尚无举世公认的关于保险的定义。一般而言,保险是将集中起来的保险费建立保险基金,对因在自然灾害或突发事故中造成的经济损失给与补偿,或对因灾死亡人员的家庭及丧失工作能力者给与生活保障。保险是“聚千家之财,救一家之灾”。保险的种类通常分为财产保险和人身保险两大类,前者是以物质财产为保险标的保险;后者则是以人身为保险标的保险。 更进一步地,保险可以从经济、法律、风险管理等角度下定义。从经济角度讲,保险是指集类风险分担损失的一种经济制度。从法律意义上讲,保险是指合同双方当事人,乙方向甲方交付保险费,甲方承诺特定事故发生后,承担经济补偿责任的一种合同。从风险管理角度讲,保险是一种重要的风险管理技术。风险的基本含义是损失的不确定性,人们迫切需要风险发生后,即时得到经济补偿,因而保险是一种转移风险的方法,保险人承担了被保险人转移来的风险,由于保险组织集中了大量的同质风险,所以能借助大数法则来正确预见损失发生的余额,并据此制定保险费率,通过向所有被保险人收取保险费来补偿少数被保险人遭遇的意外事故。由此可见,保险有三个基本特点:就分担而言,保险具有互助性质;就双方订立合同而言,保险是一种合同行为;就目的而言,保险能对不可预期的损失进行补偿。 洪水保险是指投保人向承保人(保险公司)缴纳保险费,一旦投保人在保险期内因洪水灾害蒙受损失,承保人按既定契约予以经济赔偿。 二、洪水保险的意义和作用 洪水保险的意义和作用主要表现在以下方面: )在较大范围内分摊了洪水造成的损失。洪水发生的时间和地点具有不确定性,(1 今年可能这个地区发生洪水而受灾,明年可能另一个地区受灾,因此在全体可能遭受洪水灾害的地区分摊洪灾损失是合理和必要的。 (2)体现了国家对洪泛平原进行合理开发的政策导向。在洪泛平原的开发与管理中发挥保险的功能优势,可以有效地控制洪泛区内经济的盲目发展和降低洪灾损失。如果单纯限制洪泛区的发展,实施起来阻力较大,运用防洪保险作为经济杠杆,来调整和控制洪泛区的经济发展,实施有关洪泛区的管理法规是一种更有效的办法。 (3)能增强公民的防洪减灾意识。广大居民和单位参加了洪水保险,每年要交纳保险费用,这无疑有利于人们增加防洪意识、树立经常性的防灾观念,这种经济手段比政治 37 “动员”奏效。 (4)有利于灾后重建和快速恢复正常的生产生活。灾民在灾后能迅速得到一笔经济赔偿,这可贴补国家救灾经费之不足,有利于快速恢复生产、重建家园。 三、洪水保险的方式 洪水保险方式主要有两种:一是法定保险,又称强制保险,即依据国家有关法律、法令而实施的保险;二是自愿保险,即由保险双方当事人在自愿的基础上协商、订立保险合同而成立的保险。或者分为四类:即通用型洪水保险、定向型洪水保险、集资型洪水保险和强制型全国洪水保险,显然,在这种分类方法中,前三类具有自愿性质,而第四类则具有法定意义。 我国现阶段洪水保险机制主要有单保、代办和共保三种模式。 单保:即由保险公司独立承担全部风险办理洪水保险业务,由水利、防汛部门提供洪水风险范围和受损机率等资料。 代办:即由保险公司代为办理保险业务,所有风险由当地洪水保险基金管理部门负担,保险公司只收取一部分手续费。 共保:即水利、防汛部门和保险公司合作,利润共享,风险共担。 洪水保险事业在国外数美国最早。美国国会于1956年通过了《联邦洪水保险法》,1968年通过《国家洪水保险法》,1969年通过《应急洪水保险法》,此后,还在其他法案有关条款中予以修正补充,并逐步从自愿保险转向强制保险。强制保险政策实施后,对推动全国洪水保险起到一定作用。英国、澳大利亚、新西兰、印度等国家也已开始实施洪水保险。 我国于1949年建立保险公司,由国家统一经营保险事业,在企业财产和家庭财产保险条款中规定:对暴雨,洪水、海啸,冰凌、泥石流等所造成的灾害负赔偿责任,并在全国一些地区推行。这对受灾后安定居民生活,恢复正常生产,减少国家救济费用等,发挥了一定作用。但作为非工程防洪措施的洪水保险,直到1986年才在安徽省淮河中游南润段行洪区开始试点,后因试办3年未行洪而停止。看来,在蓄滞洪区如何开展洪水保险,还需在认识上有所提高,在机制、政策上加以研究。 总之,我国的洪水保险业务起步不久、经验不多。当前需要各级领导的重视和全社会的支持,广泛地开展宣传,提高对洪水保险的认识,需要政府策动、政策诱动和加强科学研究,以尽快探索出适合我国国情的洪水保险机制,使其为中国的防洪减灾事业服务。 第六节 防洪基金 防洪基金是指各级政府专拨的防洪经费和向防洪受益区内从事生产经营活动的工商企业、集体与个人征收的有特定机构或组织管理的专用资金。它主要用于防洪工程的运行管理、维修加固,救灾善后,以及新建防洪工程或实施新的防洪措施等方面。防洪基金的设立不是以营利为目的,而是用于发展防洪事业。 一、防洪基金的性质与作用 长期以来,我国的防洪建设主要靠国家投入,资金严重不足。防洪不是单纯的社会福利事业,而是经济建设事业的一部分,由国家负担一部分防洪费用是应该的, 让直接受益的生产经营单位与个人负担一部分费用也是合理的。因此,在防洪受益区内征收防洪基金, 38 对于缓和防洪建设中的资金矛盾实在必需。 1.防洪基金的性质 防洪基金取之于民、用之于民。它是依据国家有关法律法规征收,由水利部门主管而专门用于防洪事业的资金。征收防洪基金的主要目的是,弥补国家防洪事业经费的不足, 加强防洪建设和洪灾救助与补偿,更好地为社会和经济可持续发展服务。因此,缴纳防洪基金是公民应尽的防洪责任和义务。 2.防洪基金的作用 防洪基金的作用主要是:支付防洪工程管理和维修加固费用;修建新的防洪工程或实施新的防洪措施;赔偿蓄滞洪区的分洪损失及其他地区的洪灾救助。此外,通过征收防洪基金,还可唤起和增强人们的水患意识与防洪观念。 二、防洪基金征收的原则、范围及标准 征收防洪基金的基本原则是“谁受益,谁出资;多受益,多出资”。防洪基金的征收范围有两种: 一种是按受益与非受益分, 如以某河流某堤段所保护的受益地区划分范围;另一种则是不论受益与否, 均需缴纳防洪基金, 据行政区域进行征收。显然,前者公平、合理些,既符合“水利为社会,社会办水利”的水利发展要求 ,又符合经济发展规律;而后者则具有一定的强制性。 防洪基金的征收标准原则上讲,主要是依据一定时期内某一地区防洪建设的资金需要量来确定。但在具体制定征收标准时应考虑以下因素: 征收范围内实际获得的防洪经济效益的大小;保护区内防洪标准的高低;当地经济发展水平和居民的承受能力,等等。 三、防洪基金的使用和管理 防洪基金的使用应立足长远,除了主要用于巩固防洪工程和发展防洪事业以外,随着基金的滚动增加,还可根据防洪救灾发展需要参与洪水保险,即将防洪基金用于支付防洪保险金,使防洪抗洪与灾后救济、工程措施与非工程措施实现互补。 防洪基金的管理要责、权、利明确,以保持基金连续增值,充分发挥基金的作用。因此,开征基金的地区应成立相应的管理机构。根据防洪工程特点,防洪基金可按流域、省、地、县分级管理,国家设立基金管理委员会(可下设分会)。基金会由水利、财政、工商、税务、银行、保险等部门成员组成,由水行政主管部门负责基金的日常工作,包括征收基金的有关政策、制度的制定和基金的筹集,审查监督基金的分配与使用等。 四、防洪基金与洪水保险基金的关系 防洪基金与洪水保险基金之间既有联系又有区别。下面从两者的定义、征收对象及作用三个方面给出说明。 (1)从两者定义看。洪水保险是易遭受洪灾地区的群众居安思危、互助自救、对洪灾后果谋求妥善解决的一种非工程防洪措施。从时间关系上看,洪水保险基金是群众在未遭受洪灾年份积累一定的保险金,以供灾后补贴生活、恢复生产所用;从空间关系上看,是用未遭受洪灾地区的保险基金来补偿受灾地区的部分损失。这样从时空两方面在整体上达到安定社会、稳定经济的目的。而防洪基金则是指各级政府专拨的防洪经费及定期从防洪受益地区从事生产经营活动的集体及个人征收的防洪保护费。 (2)从征收对象看。实行洪水保险与征些防洪基金的对象并没有明确的划分。但一般来说,洪水保险对象可分为二类:一类是计划的蓄滞洪区,洪水达到规定标准时就要牺牲 39 局部保全大局,这些地区必须参加强制性洪水保险。凡是属于因为蓄滞洪就是遭受不同损失区域内的企事单位的固定资产和个人财产,均应列为法定的保险对象,对这些地区具有法律强制性和约束性。第二类是洪水危险区,这些地区所在位置低于洪水位,或者有防洪工程,但工程防洪标准低,洪水超过一定标准就可能淹没该地区。 征收防洪基金也分为两类:一类是防洪工程标准较低的地区,这些地区在一定程度上受到了防洪工程的保护,同时又易遭受洪水威胁,所以该地区的单位及个人除须参加洪水保险外,还应缴纳一定的防洪保护费。第二类是防洪工程标准较高的地区。当防洪受益区的防洪标准达到一定水平时,其中的居住者对洪水灾害往往缺乏危机感,且这些地区往往不是强制性洪水保险的对象,缺乏参加洪水保险的自觉性;而另一方面这类地区一旦出现防洪工程不能抗御的洪水,其受灾范围之广损失之大,不是实行生产自救能够解决的,政府不得不进行巨额财政补贴。因此这类地区应列为法定的防洪保护费征收对象。 (3)从各自作用看。洪水保险基金主要用于洪灾发生后补偿投保人恢复生产和生活,减轻国家抗洪救灾的财力负担,促进防灾减损工作及洪泛区的统一规划管理。防洪基金则主要用来支付防洪工程运行管理费用和维修加固费用;修建新的防洪工程或实施新的防洪措施,提高防护区的防洪标准;赔偿分蓄洪区的分洪损失;当发生防洪工程无法防御的洪水后还可以用来补助受灾群众、恢复生产和生活。 由上看来,防洪基金与洪水保险基金互不相同,互为补充,收取防洪基金可在一定程度上弥补洪水保险存在的缺陷。在规划的分蓄洪区和没有防洪工程保护的区域,推行强制性洪水保险比较合适。对有防洪工程但防洪标准较低的地区,既应推行强制性洪水保险,又应征收防洪基金;而对防洪工程达到较高防洪标准的地方,征收防洪基金较为适宜。 第七节 善后救灾与灾后重建 在洪水发生之前,社会各有关部门要未雨绸缪,从思想、组织到料物、技术等各方面精心准备;在洪水到来和洪灾即将发生之时,采取一切可能的措施,全力抗洪,奋勇抢险,制止灾害的发生或将灾害损失减至最轻。 洪灾发生后,“一处受灾,八方支援”,各级政府迅速动员一切社会力量,安置和救助灾民,帮助灾区修复水毁设施,恢复生产、重建家园。多年来,在党和各级政府的领导下,加强了抗灾救灾工作,不仅减轻洪水灾害损失,而且尽快度过灾情,避免了灾后出现灾荒景象,充分显示了社会主义制度的优越性。现将善后救灾与灾后重建工作简介如下。 一、善后救灾 我国是洪水灾害历史悠久的国家之一。历史上灾荒很多,史载的救灾办法主要有:一是养恤,即临时紧急救济,如施粥等;二是调粟,即把粮食调入灾区,或迁灾民到外地就食;三是赈济,发放救济粮款,或采取以工代赈。这些办法都是以临时救济为主。旧社会的统治者不关心灾民疾苦,政治上腐败无能,救灾不力,致使灾民流离失所,卖儿鬻女,经常因灾引起生产倒退、社会动荡不安。 中华人民共和国成立后,我国的救灾工作,汲取了历代行之有效的救灾办法,充分发挥社会主义制度的优越性,在全心全意为人民服务的思想指导下,从实际出发采取多种救灾措施,积极抢救和维护灾民的生命安全,扶持群众战胜洪水灾害所造成的困难,尽力做 40 到有灾无荒。 我国的救灾工作由民政部门主管。多年来的救灾工作总方针是“依靠群众,依靠集体,生产自救,互助互济,辅之以国家必要的救济与扶持”。这个救灾方针的基本精神是,坚持生产自救,通过恢复和发展灾区的生产,克服自然灾害带来的困难。 善后救灾工作的主要任务是,转移安置灾民和安排好灾民的生活。 1.转移安置灾民 灾害发生后,首当其冲是转移安置灾民。此项工作的一般做法是:(1)动员灾民就近投亲靠友,无可投奔的集体安置。(2)遵照由近及远的原则,尽量就近安置。(3)动员灾民自愿离开危险地点,不听劝告的,要采取强制措施。(4)充分发挥当地干部的作用,做好物资发放、医疗卫生、治安保卫等各项工作。(5)做好接受灾民地区的接待、安置工作,使灾民感受到社会主义大家庭的温暖。 2.安排灾民生活 群众灾后的基本生活是衣、食、住、医。为了妥善安排受灾地区的群众生活,国家每年都在财政预算和物资供应方面拨出巨款用于灾民紧急救济,以解决他们的吃饭、穿衣、住房和治病困难。国家的救灾款物既是帮助灾区人民度过灾荒的物质条件,又是鼓舞灾民稳定情绪和恢复生产的精神力量。 国家对于救灾款物的发放和管理,要求严格掌握专款专用、专物专用和重点使用的原则,以保证灾区人民都有饭吃、有衣穿、有房住,不致冻死人、饿死人,没有大的疫病流行,不出现大批灾民外流,人心稳定,社会秩序井然。 关于救灾款物的发放办法,一般是采取民主评议,领导审查,政府批准,张榜公布,落实到户等一系列程序。严格杜绝贪污挪用、惠亲厚友的不良弊端,保证把救灾款物发放给确实需要救济的困难户。 二、灾后重建 灾区的灾后重建工作,主要包括帮助灾民恢复生产、重建家园和修复水毁工程设施两个方面。 1.帮助灾民恢复生产、重建家园 当洪水消退,善后安置工作告一段落后,要立即组织灾区恢复生产,开展生产自救工作。灾区恢复生产是多方面的,其中农业生产的恢复最为重要。经验说明,灾区恢复最能奏效的办法莫过于组织灾民开展生产自救,尽快恢复农业生产。只要灾区进行耕种后,不仅可以减轻灾情和缩短灾期,而且更有利于增强抗灾信心,减少发生灾荒和外流现象。恢复农业生产主要包括: (1) 疏通沟渠、排除积水;(2) 保护畜力,安排好牲畜的饲料供应与喂养;(3) 做好种籽、化肥的调运与供应;等等。 洪灾发生后,灾区往往是荡然无存,灾民两手空空,一无所有。在重建家园中,最重要的是解决灾民的住房问题。住房的修复、重建,通常要因陋就简,先临时后永久。建房资金要多渠道、多层次筹集,如国家补一点,灾民拿一点,亲友帮一点,集体筹一点,政策优惠一点等,要确保入冬前灾区人民全部搬进过冬住房。 2.修复水毁工程设施 洪水灾害的破坏性强,摧毁力很大,每次暴发洪水特别是大洪水以后,常会出现一些水毁工程,原有工程的效能遭受破坏。例如水利工程被冲毁,防洪工程失效,交通路桥、 41 供水供电系统、邮电设施被破坏等。因此,每次洪水灾害过后,各类水毁工程都要按所属系统,负责进行修复或重建。 防洪工程设施的修复或重建,国家历来很重视。每年除防汛事业费外,中央政府还列有防御特大洪水专项经费,用于补助特大洪水的抢险、堵口、复堤等项目。遇洪水灾害比较严重的年份,国家还特别采取“以工代赈”和加大水利投资等特殊政策,以加快水毁水利工程的复建速度。 第十一章 江河防汛与堤防抢险 第一节 江河防汛工作 江河、湖泊发生的季节性涨水现象,称之为“汛”。春季涨水叫春汛(或桃汛),夏季涨水叫伏汛(或夏汛),秋季涨水叫“秋汛”,因冰凌壅塞河道而引起的涨水现象叫“凌汛”。我国以伏、秋两汛为最大,因此通常所说的汛,主要是指伏秋大汛。 汛期是江河、湖泊洪水自起涨到落平的时期。我国各地河流所处地理位置和降雨季节不同,汛期出现早晚、时间长短不一。习惯上常把每年5~9月份这段时间称为汛期。特别是7月下旬至8月上旬(常称为“七下八上”),常被认为是我国防汛的关键时期。 防汛是为防止或减轻洪水灾害,在汛期进行的防御洪水的工作。其目的是,保证水库、堤防、涵闸等防洪工程设施的正常运用与防洪区人民生命财产的安全。防汛是人同洪水进行博斗的一项社会性活动。在我国,“任何单位和个人都有保护防洪工程设施和依法参加防汛抗洪的义务”。 一、防汛方针与任务 1.防汛方针 防汛的方针是根据各个时期国家经济状况、防洪工程建设情况以及防洪任务的要求而提出的。我国当前的防汛工作方针是:“安全第一,常备不懈,以防为主,全力抢险。” 2.防汛任务 防汛的基本任务是,组织动员社会各方面力量,积极采取有力的防御措施,充分发挥各类防洪工程设施的效能,严加防守,确保重点,最大限度的防止和减轻洪水灾害的影响与损失。为此,需要做好的工作主要有:(1)宣传教育工作,提高广大群众防汛减灾的意识;(2)组织动员工作,组建防汛抢险队伍;(3)物质准备工作,储备充足的抢险器材和物料;(4)检查落实工作,确保各项防洪工程设施安全完好;(5)制订防御洪水预案,优选洪水调度和防汛抢险方案;(6)开展洪水预报、警报和汛情通报工作,掌握水情、雨情、工情和灾情,确保通讯畅通。 防汛是一项艰巨而长期的任务,各级防汛部门要常备不懈,克服麻痹侥幸思想,立足于防大汛抢大险,针对当地的地理环境、气候特征、工程设施以及社会经济条件,确定具体的防汛任务。 二、防汛组织 防汛抗洪工作实行各级人民政府行政首长负责制,统一指挥、分级分部门负责。 42 1.国务院设立国家防汛抗旱总指挥部。负责领导、组织全国的防汛抗洪工作,其办事机构设在水利部。国务院副总理任总指挥。 2.流域防汛指挥机构。重要江河、湖泊管理机构设立的防汛指挥部,其成员由有关省、自治区、直辖市人民政府和该江河、湖泊的流域管理机构负责人组成,代理中央防总指挥所管辖范围内的防汛抗洪工作,其办事机构设在流域管理机构。如长江防汛总指挥部,黄河防汛总指挥部,总指挥分别为湖北省省长和河南省省长兼任。 3.地方防汛指挥机构。县级以上地方人民政府设立的防汛指挥部,在上级防汛指挥部和本级人民政府的领导下,指挥本地区的防汛抗洪工作,其办事机构设在同级水行政主管部门,各级人民政府首长任总指挥。 防汛抗洪工作是全社会的大事,除上述主管防汛指挥机构外,电力、交通、气象、邮电、通讯、财政、商务、卫生、公安和部队等部门的主要领导,都要参加防汛指挥部的工作,积极配合主管部门,协同抗洪。 三、防汛责任制 防汛工作责任重大,必须建立和健全各种防汛责任制,实现防汛工作正规化和规范化,做到各项工作紧张有序,各负其责,各司其职。防汛责任制有如下几方面。 1.行政首长负责制 行政首长负责制是各种防汛责任制的核心,是取得防汛抗洪胜利的重要保证。防汛抢险需要动员和调动各部门各方面的力量,党、政、军、民齐上阵,发挥各自的职能优势,同心协力共同完成。因此,只有实行防汛行政首长负责制,政府主要负责人亲自主持防汛指挥机构工作,坐镇指挥防汛抢险工作,才能确保防汛抗洪的全面胜利。 2.分级责任制 根据水库、堤防、闸坝所在地区、工程等级和重要程度等,确定省、地(市)、县、乡、镇分级管理运用、指挥调度的权限责任。在统一领导下,实行分级管理、分级调度、分级负责。 3.分包责任制 为了确保防洪工程和重要堤段的防洪安全,各级行政负责人和防汛指挥部领导成员实行分包责任制,责任到人,有利于防汛抢险工作的开展。 4.岗位责任制 管好用好防洪工程的关键,在于充分调动工程管理单位职工的积极性。因此,管理单位各业务处室和管理人员,以及护堤员、防汛工、抢险队等要制定岗位责任制,明确任务和要求,定岗定责,落实到人,定期检查、评比,发现问题及时纠正,以期圆满完成岗位任务。 5.技术责任制 为充分发挥技术人员的专长,在防汛抢险工作中,凡是涉及评价工程抗洪能力、确定预报数据、制定调度方案、采取抢险措施等有关技术问题,均应由专业技术人员负责,建立技术责任制。关系重大的技术决策,要组织相当技术级别的人员进行咨询,以防失误。 6. 值班工作制 为了随时掌握汛情和险情,防汛指挥机构应建立防汛值班制度,以便加强上下联系,多方协调,充分发挥中枢作用。汛期值班的主要责任是:及时掌握汛情;按时请示报告; 43 跟踪掌握各地发生的险情及其处理情况;做好重大险情的值班记录;注意保密;严格执行交接班制度与手续等。 四、防汛队伍 历史的防汛经验告诉人们:“河防在堤,守堤在人,有堤无人,如同无堤”。因此,每年汛前必须组织好“召之即来,来之能战,战之能胜”的防汛队伍。各地防汛队伍名称不同,基本上可分为以下几类。 1.专业队 专业队是防汛抢险的技术骨干力量,由堤防、水库、闸坝等工程管理单位的管理人员组成。平时根据掌握的工情、险象情况,做好出险时抢险准备。进入汛期,投入防守岗位,密切注视汛情,加强检查观测,发现险情,及时带领群众队伍防守。专业队要不断学习工程管理维护知识和防汛抢险技术。 2.常备队 常备队是防汛抢险的基本力量,是群众性防汛队伍,人数较多,由沿河两岸和闸坝、水库工程周围的乡、村、城镇居民中的民兵或青壮年组成。其成员在汛前要登记造册,编成班组,做到思想、工具、料物、抢险技术四落实。汛期按各种规定的防守水位,分批组织出动。 3.预备队 预备队是防汛的后备力量,当遇到较大洪水或紧急抢险需要时,及时出动以补充加强防守力量。人员条件和来源范围更宽一些,必要时可以扩大到距离河道、水库、闸坝较远的县、乡和城镇,但要落实到户到人。 4.抢险队 抢险队是防汛的技术协助力量,由群众防汛队伍中有抢险经验的人员组成。哪里出险,奔向哪里,配合专业队投入抢险。这支队伍动作迅速,组织严密,服从命令听指挥,经过一定的技术培训,掌握基本的抢险技能。 5.机动抢险队 其任务是,承担主要江河堤段和重点工程的紧急抢护。由训练有素、技术熟练的青壮年组成,配备必要的交通运输和施工机械设备。机动抢险队人员相对稳定,平时结合工程管养,学习提高技术,参加培训和实践演习。在一些地方,机动抢险队就是专业抢险队。 除上述防汛队伍外,要实行军民联防。人民解放军、人民武装军警是防汛抢险的突击力量,是取得防汛抗洪胜利的主力军。汛前防汛指挥机构要主动与当地驻军联系,通报防御方案和防洪工程情况,明确部队防守任务和联络部署制度。 五、河道堤防防汛巡查 (一)河道堤防工程检查 河道堤防工程检查分为经常检查、定期检查和特别检查。 1.经常检查。堤防管理单位的日常工作检查。管理人员按岗位责任制要求进行检查,包括堤身、堤基、排水沟、护堤地、埽坝、矶头、护坡、导渗沟、压浸台、涵闸及沿堤设施等,发现问题及时处理。 2.定期检查。基层管理单位定期组织的普查。每年汛前、汛后,都要按有关规定进行普查,必要时可请上级主管部门派人员参加。汛前检查应重点围绕安全度汛做好防汛准备。 44 汛后检查重点是汛期出现的问题,据以拟定岁修工程计划。 3.特别检查。遇非常情况组织的检查。如当发生特大洪水,堤防工程遇超保证水位或发生重大险象等情况时,管理单位应及时组织力量进行检查,必要时报上级主管部门及有关单位参加。检查项目及处理情况要报上级主管部门。 (二)汛期巡堤查险 江河水位上涨到设防水位后,河道堤防进入防守阶段,防汛人员上堤开始巡视检查,力争将险情消灭于萌发阶段。 1.巡查任务 防汛队伍上堤后,主要工作有:设建防汛屋、防汛点;通电通讯;划分责任段,标立界桩,熟悉环境,明确任务;平整堤顶,填垫水沟浪窝,消灭害堤动物,处理堤防隐患,清除堤面杂草,整修查水小道;发现险象,做好观测,出现险情,迅速处理,遇有较大险情,及时报告。 2.巡查方法 洪水偎堤后,巡查人员分班轮流巡查,昼夜不息。巡查班次及人数,视水情、险情而安排,接近警戒水位或暴雨天气,适当增加巡查班次及人数。巡查人员要随身携带探水杆、草捆、土工布、铁锹、旗帜、手灯、手机、记录本等物。具体巡查方法,此略。 3.工作制度 (1)交接班制度。巡堤查险昼夜轮班,上、下班要紧密衔接。交接班时,上一班必须向下一班全面交代清楚本班巡查情况,包括水情、工情、险情、工具物料及注意事项等,对可疑险象,要共同巡查一次,详细交待其发展变化情况。 (2)值班制度。防汛队伍的各级负责人和带队干部,必须轮流值班,坚守岗位,掌握换班和巡查组次出发的时间,了解巡查情况,处理发现的问题,做好巡查记录,及时向上级汇报巡查情况。 )长要向带领防守的值班干部汇报巡查情况,值班干部(3)汇报制度。交班时,班(组 要按规定及时向上级汇报。平时一日一报巡查情况,在有险情时随时上报处理情况。 (4)报警制度。发现险情时,应立即报警。一般险情,吹口哨报警;遇见漏洞、管涌、脱坡等较大险情时,敲鼓(锣)报警。在窄河段规定左岸备鼓,右岸备锣,以免混淆。有条件的地方,应配备无线报警器或移动电话。出险、抢险地点,白天挂红旗,夜间挂红灯(应能防风雨)或点火,作为抢险人员抵达的标志。 (5)请假制度。巡查人员要遵守纪律,休息时就地或在指定地点休息,不经批准不得随意离堤。 (6)奖惩制度。防汛结束要评比总结。对工作认真,完成任务好的表扬,成绩显著的给以记功和奖励。对不负责任的要批评,玩忽职守造成损失的要追究责任,情节、后果严重的,要依据法律规定严肃处理。 4.注意事项 (1)巡查、休息、交接班时间,由带领巡查的队长统一掌握,巡查中途不得休息,不到规定时间不得离开岗位。 (2)巡查时不得轻易放过某个视觉疑点,必要时借助随身携带的工具查明真象。夜间巡查要持照明设备。 45 (3)责任题段交界处,要越界巡查10m~20m。 (4)巡查中发现险象,应跟踪观察;遇到险情,迅速处理并报告。 (5)警报不得乱发。一般规定:吹口哨报警,由查水人员掌握;敲锣(鼓)报警,由带队干部掌握,或指定专人负责。 (6)巡查人员必须注意“五时”,做到“四勤”、“三清”、“三快”。“四勤”:眼勤,耳勤,手勤,脚勤;“三清”:险情查清,信号记清,报告说清;“三快”:发现险情快,抢护快,报告快。 第二节 堤防抢险技术 堤防抢险是人同洪水的零距离博斗。堤防一旦出险,要立即查明原因,及时果断地采取有效的抢护措施,控制险情发展,逐步转危为安,度过汛期。否则,发现险情不及时,或抢护方法不当,或抢护措施不力,都可能酿成堤防决口失事。 堤防常见的险情有:漫溢、散浸、管涌、漏洞、脱坡、跌窝、裂缝、崩塌、风浪、凌汛及决口等。分别扼要介绍如下。 一、堤顶漫溢抢险 江河洪水翻过堤顶而进入堤内的现象称为漫溢。漫溢抢险是人同洪水争高低的斗争。一旦发生漫溢险情,如不及时迅速加高子堤,很快会导致堤防溃决。 堤防漫溢的原因有:实际发生的洪水超过了堤防的设计防御标准;堤防施工未达到设计高程,或因地基沉陷而使堤顶高程低于设计值;河道内存在阻水障碍;河道严重淤积,洪水位升高;风浪、风暴潮以及地震、河势变化等引起水位增高;等等。 抢护原则是“水涨堤高”,方法是修筑子堤(埝)。即在江河水位接近或达到保证水位, 位将继续上涨,有可能超过堤顶时,赶在洪峰到来之前,在堤顶上全线抢修子根据预报水 堤(埝)。常见子堤有纯土子堤、土袋子堤、桩柳(桩板)子堤等。 二、堤坡散浸抢险 散浸亦即渗水,或俗称“堤出汗”。由于土质堤防具有一定的透水性,在汛期高水位的作用下,河水必然会渗入堤内,并从背水坡渗出,使得背水坡土体湿润、发软,这种现象称为散浸。散浸险情如不及时处理,有可能并发管涌、漏洞甚至脱坡(滑坡),致使险情恶化。 堤防发生散浸的主要原因有:高水位持续时间较长;堤防断面尺寸不足,背水坡偏陡,浸润线可能在背水坡出逸;堤身填土沙性大、透水性强,又未采取有效的渗流控制措施;施工时碾压不实,填土中含有冻土、团块和其他杂物;堤身潜在如蚁穴、蛇洞、暗沟、易腐烂物、树根等各种隐患;等等。 抢护原则与方法是:“临河截渗,背河导渗”。临河截渗即在堤防临河侧用透水性小的粘性土料修筑前戗,或用土工膜等材料阻隔渗流,减少浸入堤内渗水;背河导渗即在背水坡上,用透水性好的材料如土工织物、沙石料或稻草、芦苇做反滤设施,让渗水滤出,而不让土粒流失,增加堤坡的稳定性。背河导渗的具体措施有:开挖导渗沟、构造反滤层、修筑透水后戗(滤水压浸台)等。 46 三、堤基管涌抢险 管涌也称“翻沙鼓水”或“泡泉”,一般发生在堤防背水坡脚附近的地面上。管涌多呈孔状出水口,细沙随着渗水不断外冒,出口孔径小的如蚁穴,大的可达几十cm,少则一两个,多者成群出现,冒沙处形成“沙环”。 管涌险情在汛情最为多见。随着江河水位上升,高水位持续时间的增长,特别是在地表覆盖层较薄处或被人为破坏时,管涌险情容易出现。如抢护不及时,严重者有决堤的危险,对此切不可掉以轻心。 管涌形成的原因是多方面的。冲积平原河道的堤防,其堤基一般为典型的二元结构,即上层是相对不透水层,其下部为与河水相通的砂层、砂砾石层等强透水层。在汛期高水位时,堤防背水侧表土层底部承受很大的渗水压力,地表覆盖层一旦被冲破,地基中的沙粒就会随水流出,从而发生管涌。由实际经验知,管涌险情的多发堤段,主要是:历史溃口形成的渊潭中;历年加培堤防在堤内取土,造成粘土层破坏的部位;穿堤涵闸的闸后渠道;以及地质钻孔、水井、池塘等地。 抢护原则是“导水抑沙”。即将渗水导出以降低渗透压力,抑制泥沙带出而使险情趋于稳定。抢护方法是,在管涌口处抢筑反滤围井、反滤压盖,或修无滤减压围井(养水盆), 透水压渗台等。 四、堤身漏洞抢堵 漏洞是横贯堤防的流水孔洞,多见于堤身。漏洞视出水是否带沙而分清水漏洞和浑水漏洞两种。清水漏洞多伴随散浸出现,危险性虽比浑水漏洞小,但如不处理亦可发展为浑水漏洞。浑水漏洞表明漏洞正在迅速扩大,应立即抢堵。 形成漏洞的主要原因有:堤防填筑质量差,未夯实,有土块或架空结构,分段填筑接缝未结合好等;堤身存在隐患,如白蚁、蛇、獾、狐、鼠等动物洞穴;在持续高水位作用下,堤身浸泡、土体变软,在散浸基础上形成漏洞;位于老口门、老险工部位的堤段,复堤结合部位处理不好,或遗留有原抢险木料而年久腐烂成洞;历史原因,如堤身内部残留有屋基、墓穴、战壕、碉堡、暗道等,筑堤时未彻底清除;等等。 抢护原则与方法是:“前堵后导,临背兼施”。即在临河侧堵塞洞口,截断水源;同时在背河漏洞出口处采取导滤措施,制止土粒流失,防止险情扩大。临河堵塞方法有塞堵、盖堵或构筑前戗。背河导渗措施类似管涌抢险,即可用反滤围井、反滤压盖和透水压渗台(滤水后戗)等措施。 五、堤身裂缝抢险 堤身裂缝按其出现部位可分为表面裂缝、内部裂缝;按其走向可分为横向裂缝、纵向裂缝、龟纹裂缝;按其成因可分为不均匀沉陷裂缝、滑坡裂缝,干缩裂缝、冰冻裂缝、振动裂缝。其中以横向裂缝和滑坡裂缝危害性最大。横向裂缝横贯堤防轴线,如上下游贯穿,则形成渗水通道;滑坡裂缝是滑坡前的预兆。为此,应加强监测,及早抢护,以免发展为更严重的险情。 堤防出现裂缝的原因,主要有:堤基不均匀沉陷;堤防施工质量差,新老堤结合部未处理好;堤身隐患;堤身土体在高水位渗流作用下抗剪强度降低;地震、爆破振动以及人为破坏;等等。 裂缝险情的抢护原则应视裂缝成因而定。纵向裂缝如果仅是表面裂缝,可暂不处理, 47 但须注意观察其发展变化,并封堵缝口,以免雨水浸入;较宽较深的纵向裂缝,则应及时处理。龟纹裂缝一般窄而浅,不需处理,但当其发展到较宽较深时,则需用较干的细土填缝,并用水洇实。横向裂缝是最危险的裂缝,不论是否贯穿堤身,均应迅速处理。抢护方法主要有:开挖回填、横墙隔断或灌堵裂缝等。 六、堤面跌窝抢险 跌窝又称陷坑,一般是指在大雨或持续高水位情况下,在堤顶、堤坡及坡脚附近,突然发生的局部土体的陷落险情。这种险情破坏了堤防的完整性,有时伴随渗水、漏洞同时发生,严重者可能导致堤防溃口失事。 形成跌窝的主要原因有:施工填土土块架空,碾压不实,分段接头部位未处理好;穿堤建筑物与堤身结合部填筑质量差;穿堤涵管破裂;地基不均匀沉陷;堤内存在动物洞穴或人为洞穴等隐患;堤防渗水、管涌、漏洞等险情未能及时发现和处理,造成堤身内部局部被淘刷、架空,发生塌陷导致跌窝。 抢护原则:根据跌窝形成的原因和出现部位,采取不同的抢护措施,以“抓紧翻筑抢护,防止险情扩大”为原则,在条件允许的情况下,尽可能采用翻挖,分层填土夯实的办法彻底处理。条件不许可时,如水位很高或跌窝较深时,可作临时性的填土处理。如跌窝伴随渗水、漏洞等险情,则应采用填筑反滤导渗材料的方法处理。抢护方法主要是:翻筑回填、填塞封堵和填筑滤料等。 七、背水脱坡抢险 脱坡(滑坡)是堤防边坡失稳的表现,尤以背水坡在汛期的滑脱最为危险。背水脱坡的主要原因是:高水位时间较长,堤身浸润线上升,土体浸水软化,抗剪强度降低,导致背水坡失稳;堤防基础松软,存在液化土层或软弱夹层,或堤脚靠近坑塘,失去支撑而引起滑坡;堤防施工时铺土太厚,碾压不实,或在堤防加固时“贴膏药”,新、老堤土结合不好而失稳滑坡,等等。 抢护原则:“滤水还坡”。即在脱坡处采取导滤措施,消除渗水压力,恢复堤身完整性。 抢护方法是修筑滤水土撑、滤水后戗,或采用反滤层结构恢复堤身断面的方法即滤水还坡法。 八、临水崩塌抢险 崩塌是指堤岸临水坡土体塌落的险情。临水堤岸崩塌可分为窝崩(矬崩)、条崩(倒崩)、浪崩和滑崩四类。 出险原因主要有:水流顶冲部位上提下挫,弯道横向环流作用,以及宽河段发生的横河、斜河现象;河岸为二元结构,堤基为耐冲能力差的沙质土层,溜势顶冲极易被淘空;风浪、船行浪袭击;水位陡涨陡落,变幅大,河水入渗与地下水渗出的交替作用;等等。 抢护原则:“护脚防冲、缓流挑流、减载加帮”。即一方面是增强堤岸的抗冲能力和稳定性,另一方面是削弱和减缓水流对堤岸的冲击和侵蚀作用。 抢护方法:护脚防冲、桩柴护坡,构造柳石软搂,或采取外削内帮措施等。 九、风浪抢险 汛期江河涨水以后,堤防着水深度增大,水面开阔,风浪随之增大,对堤防造成很大的威胁。这不仅因波浪连续冲击,使浸水时间较久的临水堤坡形成陡坎、浪窝,甚至产生坍塌、滑坡等险情,有时还因波浪壅高水位,引起堤顶漫水而溃决。 48 风浪造成堤防险情的原因有两方面:一是与风浪有关的因素,如吹程、水深、风速、风向等;二是堤防本身的问题,如堤身单薄,堤顶欠高,土质较差,碾压不实,坡面防护不够,抗冲能力差等。 抢护原则是:消波减浪,削弱波浪的冲击力;坡面防护,增强临水坡的抗冲能力。 常用抢护方法有:柳枝防浪、柳枕防浪、柳箔防浪,此外,还可用木排、湖草排、土袋、土工织物或土工织物软体排等防风浪措施。 十、凌汛抢险 我国北方的一些河流,冬季结冰封河,春初解冻开河,冰水齐下,冰凌壅塞,水位上涨,形成凌汛。严重时形成漫溢险情,若抢救不及,将会造成堤防溃决。 出险原因是:当冰盖形成后,增加了湿周,缩小了过水断面,通过封冻前同流量的水流时,必然壅高上游水位,增加河槽部分蓄水量,称为冰期壅水量;开河时,冰期壅水量逐渐转化成流量下泄,加上冰盖沿程消融的水量,使流量沿程递增,形成融冰洪水。特别是像黄河这类上宽下窄、纬度上低下高的河流,封冻自下而上发展,而开河解冻则自上而下发展,极易形成冰塞洪水和冰坝洪水。 抢护原则是:上游利用水库控制泄流或采取分流措施,下游破冰泄流。抢护方法有:上游水库控泄、分流,或在下游采取打冰撒土、打封口、爆破、炮击、空投及破冰船破冰等措施破冰泄流。 十一、决口堵复 堤防的作用是挡御洪水。但当江河、湖泊洪水超过堤防的抗御能力,或者出险抢护不当时,都会造成决口。堤防一旦决口,洪水倾泻而下,给当地人民生命财产和社会经济发展造成巨大损失。因此堤防决口后,特别是重要堤防决口,应抓住有利时机,采取有力措施,制止险情持续发展,实现堵口复堤,对于减小灾害损失,防止河流改道,是至关重要的。 堤防堵口有旱口和水口之分。旱口是指洪水退落后,口门会断流干涸的决口,这类决口可用一般土工技术结合复堤堵复。水口是指即使在汛后,口门仍然过水的决口,这类决口若位于迎流顶冲之处,任其发展,有的甚至可能引起河流改道,其堵口工程甚为艰巨,通常所说的堵口工程,系指这类决口。这类决口的堵复,一般须俟大汛过后进行。 堵口的主体工程是堵坝,辅助工程包括挑流坝、引河等。若发生多处溃口,堵口的顺序原则上是“先堵下游口门,后堵上游口门,先堵小口,后堵大口”。但有时也应根据上下溃口的距离及过流量大小情况而定,以先堵决口不致引起后堵决口险情扩大为原则。 堵口前要做好准备工作,包括:口门勘测、修筑裹头、选择坝基线、修筑挑流坝和开挖引河等项。 堵口进占方法有立堵、平堵、混合堵三种。立堵是从溃口两端,沿设计的堵口坝基线向中间进占,逐渐缩窄口门,最后将留下的缺口(龙门口),抢堵合龙。平堵系沿口门选定的堵口坝线,利用船只抛料,或打桩架桥,桥上铺轨,装运料物(如石料、沙袋、柳石枕、石笼等),在溃口处层层抛铺,堵坝平行上升,直至断流,达到设计高度为止。混合堵是立堵和平堵相结合的方法。具体选用哪种方法,须根据口门流量、水位差、地形、土质情况,以及当地的技术、料源、运输条件等决定。 汛期抢筑的堵口坝,坝体矮小,质量差,不可能达到堤防的防御洪水标准,因此汛后 49 必须制定复堤计划,采取相应的工程措施,按当地防洪标准恢复堤防。复堤设计须分析弄清堵口坝的结构、堵口物料及其数量,勘测堵口河段的地质、地形资料,分析堵口坝坝区河势特征,以及堵口坝与堤防的关系。在此基础上,选择堤线并按标准设计、修建新堤。 附录:关于长江三峡水库的防洪问题 第一节 水库的基本知识 一、水库的防洪标准 反映水库抗御洪水能力的指标,称为水库的防洪标准,常用洪水重现期表示。它分为水工建筑物的防洪标准和下游防护对象的防洪标准两类。 1.水工建筑物的防洪标准 对于永久性水工建筑物(如大坝),按其运用条件,其防洪标准又分为设计标准与校核标准两种情况:设计标准也称正常标准,用来决定水库的设计洪水位,当这种洪水发生时,水库枢纽的一切工作要维持正常状态;校核标准用来决定校核洪水位,在这种标准洪水发生时,可以允许水库枢纽的某些正常工作和次要建筑物暂时遭到破坏,但主要建筑物(如大坝、溢洪道等)必须确保安全。 永久性水工建筑物的设计洪水标准,包括正常运用的设计洪水和非常运用的校核洪水相应的洪水重现期,可根据有关《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》确定。 2.下游防护对象的防洪标准 当水库承担下游防洪任务时,需考虑下游防护对象的防洪标准。在该标准洪水发生时,经水库调蓄后,使通过下游防洪控制点的流量不超过河道的安全泄量(允许泄量)。当下游防护对象距水库较远,水库至防洪控制点之间的洪水较大时,控制水库泄量还应考虑区间洪水遭遇问题。水库规划时,防护对象的防洪标准,应根据防护地区的重要性、历次洪灾情况及其对社会经济的影响,按照国家规定的防洪标准,经分析论证并与有关部门协商选定。 二、水库的特征水位和特征库容 水库设计特别是大型水库的规划设计,要慎重确定水库的特征水位和特征库容。反映水库工作状况的水位称为特征水位,主要有:设计死水位、正常蓄水位、防洪限制水位、防洪高水位、设计洪水位和校核洪水位等。相应的特征库容,主要有死库容、兴利库容、 所示。 防洪库容、调洪库容、重迭库容、总库容等,各项含义如图 50 图 水库特征水位和特征库容划分示意图 1.设计死水位和死库容 水库在正常运用情况下,允许消落到的最低水位,称为设计死水位,或称设计最低水位。此水位以下的库容称为死库容或称垫底库容。除遇到特殊干旱年份以外,一般不动用死库容的蓄水。只有因特殊原因,如排沙、检修和备战等,才考虑泄放这部分水体。 2.正常蓄水位和兴利库容 正常蓄水位是水库在正常运用情况下,为满足兴利要求在起始供水时的蓄水位,又称正常高水位、设计兴利水位或设计蓄水位。正常蓄水位与死水位之间的库容称为兴利库容(调节库容)。其间的深度称为水库的消落深度或称工作深度。 3.防洪限制水位和重迭库容 水库在汛前和汛中允许蓄水的上限水位,称为防洪限制水位。它是水库在汛期防洪运用时的起调水位。该水位以上的库容为滞蓄洪水的库容,在发生洪水时,库水位允许暂时超过防洪限制水位。当洪水消退后,水库应尽快地泄洪,使其水位迅速回降到防洪限制水位,以迎接下一次洪水。防洪限制水位一般低于正常蓄水位,防洪限制水位与正常蓄水位之间的库容,称为重迭库容,防洪与兴利共用。 4.防洪高水位和防洪库容 当水库经过调节后,达到下游防护对象的设计标准洪水时,坝前达到的最高库水位称为防洪高水位。它与防洪限制水位之间的库容称为防洪库容。防洪库容是衡量水库防洪能力的重要指标。 5.设计洪水位和校核洪水位 设计洪水位和校核洪水位分别是挡水建筑物稳定计算和安全校核的主要依据,它们分别对应于大坝设计标准和校核标准的典型洪水位。当发生大坝设计标准洪水时,坝前达到的最高库水位称为设计洪水位。因大坝设计洪水标准通常高于下游防护对象的防洪标准,故设计洪水位一般高于防洪高水位。当遇到比设计洪水更大的校核标准洪水时,受水库泄洪能力限制,水库水位将超过设计洪水位,所达到的坝前最高水位,称为校核洪水位。它是水库在非常情况下允许临时达到的坝前水位。 6.调洪库容和总库容 防洪限制水位以上至校核洪水位之间的库容,为水库总调洪库容。它用于拦蓄洪水,以在保证大坝安全的前提下满足水库下游的防洪要求。校核洪水位至库底的库容称总库容,它是表示水库级别及其工程规模的重要指标,亦是确定其工程安全标准的重要依据。 第二节 长江三峡水库的防洪问题 一、长江三峡水库简介 三峡水库坝址位于长江三峡河段西陵峡三斗坪处,上距重庆市630km,下距葛洲坝水 22利枢纽坝址约40km处。控制流域面积100万km,占全流域面积180万km的56%。 三峡工程具有防洪、发电、改善航运及调节水资源等巨大的综合效益,是当今世界最大的水利枢纽工程,也是治理和开发长江的关键性骨干工程。枢纽工程主要由拦河大坝、泄洪建筑物、水电站厂房、通航建筑物等部分组成。其中拦河坝为混凝土重力坝,坝顶高 51 程185m,最大坝高175m;泄洪坝段位于中部,设有23个泄洪深孔,22个净宽8m的表孔。水库设计洪水位175m,校核洪水位180.4m,正常蓄水位175m,防洪限制水位145m,总库 33容393亿m,防洪库容221.5亿m。 三峡工程1994年12月开工建设,2003年6月进入围堰发电期,2006年10月进入初期运行期,2008年进入试验性蓄水阶段,2010年10月水库蓄水至设计的正常蓄水位175m。 二、三峡水库的防洪作用 三峡水库是世界上最大的防洪水库,其防洪效益十分显著。对长江中下游地区的防洪作用主要有: 3 (l)如遇“千年一遇”或类似1870年特大洪水,枝城洪峰流量达11万m,s时,经三 3峡水库调蓄后,枝城流量可不超过71700,77000 m,s,配合运用荆江分洪工程和其它分蓄洪区,可控制沙市水位不超过45m,可使荆江南北两岸、洞庭湖区和江汉平原避免发生毁灭性灾害。 (2)可使荆江河段防洪标准从“十年一遇”提高到“百年一遇”,即遇到不大于“百 3年一遇”洪水时,经三峡水库调蓄后,可控制枝城流量不超过56700 m,s,沙市水位不超过44.5m,可不启用荆江分洪区和其它分蓄洪区。 (3)提高了对城陵矶以上洪水的控制能力,配合丹江口水库和武汉附近分蓄洪区的运用,可避免武汉市汛期水位失去控制,不但提高了武汉市防洪调度的灵活性,还对武汉市防洪起到保障作用。 (4)减轻了洪水对洞庭湖区的威胁。三峡工程能有效控制上游来水,减少汛期分流入洞庭湖的洪水和泥沙,不但可有效减轻洪水对洞庭湖区的威胁,还可延缓洞庭湖泥沙淤积速度,延长洞庭湖寿命;可对澧水洪水进行错峰调节,减轻其下游的洪水灾害;并为洞庭湖的治理创造了条件。 (5)增加了长江中下游防洪调度的可靠性和灵活性,便于更好地应付各种情况。例如: 若遇特大洪水需要运用分蓄洪区时,因有三峡水库拦蓄洪水,即可为分蓄洪区人员转移、避免人员伤亡赢得时间。 三、长江水利委员会主任蔡其华回应三峡水库“防洪能力”质疑 长江三峡工程的防洪能力,2010年汛期曾一度引起社会上的关注与质疑,甚至戏说“缩水”或“折旧太快”。事实上,三峡工程的防洪能力从来就没有改变过,也不可能改变。问题在于人们没有把三峡大坝自身的防洪能力与其对大坝下游保护区的保护作用区分开来。 三峡大坝的防洪能力即设计标准是“防千年一遇的洪水”,并按照“防万年一遇的洪水,再加10%”进行校核。这是针对三峡工程本身安全的抵御洪水能力而言。亦即当遇千年一遇的洪水时,大坝的各种运行指标都不会受到影响;当遭遇万年一遇的特大洪水时,大坝的主体结构不会受到影响,不会产生溃坝进而形成次生灾害,但其附属工程可能会受到一些影响。 “防百年一遇的洪水”主要是针对三峡水库对下游河段的保护作用而言的,反映的是三峡水库对其下游的防洪保障作用。通过三峡水库拦蓄洪水,可使荆江河段的防洪标准从十年一遇提高到百年一遇,即遇百年一遇洪水,可控制沙市水位不超过44.50m,不需启用 3荆江分洪区;遇千年一遇或类似1870年洪水,可控制枝城流量不超过80000m/s,配合荆 52 江地区蓄滞洪区运用,可使沙市水位不超过45.00m,从而保证荆江河段与江汉平原的防洪安全。 因此,说三峡工程防洪能力“缩水”或“折旧太快”是一种误解。(资料来源:长江水利网, 2011-06-07, 关于三峡水库几个热点问题的思考) 53
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