中国江河防洪简明教材.docx

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中国江河防洪 简明教材 熊治平 武汉大学 水利水电学院 2009. 2. 、八 — 刖百 第三章洪水 1 第一节 洪水的类型 1 第二节 洪水的基本特性 4 第三节 我国江河洪水的特点 5 第四章洪水灾害 7 第一节 洪水灾害的分类 7 第二节 洪水灾害的基本特性 8 第三节 洪水灾害的成因 11 第四节 洪水灾害的对策 13 第五节 洪水灾害的影响 15 第六节 洪水灾害的损失 18 第七节中国主要江河的洪水灾害 20 第五章 江河防洪减灾系统 25 第一节防洪减灾措施 25 第二节防洪减灾规划 28 第十章非工程防洪措施 32 第一节防洪区科学管理 32 第二节防洪法制建设与公民防洪防灾教育 33 第三节洪水预报、警报和与防汛通信 34 第四节 防洪减灾信息技术 35 第五节洪水保险 36 第六节防洪基金 38 第七节善后救灾与灾后重建 40 第十一章江河防汛与堤防抢险 42 第一节江河防汛工作概述 42 第二节堤防抢险技术 46 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、松花江大洪水,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。 是年洪灾造成直接经济损失 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求发展,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,现巳在全国范围内初步形成了科学合理的防洪布局和 较完整的防洪体系,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活动,需要全社会的参 与和支持。防汛抗洪是每个公民的法定义务。 为此, 自 2001 年以来,我们在全 校范围内开设了《中国江河防洪》这门公共选修课,受到广大学生的欢迎与好 评。 该门课程主要通过介绍我国的河流与河流工程概况,洪水与洪水灾害的基 本概念,中国河流的洪水与洪水灾害,江河防洪减灾系统,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。 本《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,这本《简明教材》仅节选了其中的五章。凡有心了解更多有关 江河防洪专业知识和信息的同学,建议参阅原著。 熊治平 2009.2 第三章 洪 水 洪水泛指大水。一般认为,凡超过江河湖库等容水体的承纳能力,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勺降雨 为暴雨,其中24h降雨量大于100mmF口 200mm勺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。按世界气象组织的规定,热带气旋强度分为四级,由弱 到强依次为:热带低压、热带风暴、强热带风暴及台风。热带气旋中心附近最大风力达 12 级或以上(风速 32.9m/s 以上)者称为台风。我国在 1989 年以前,对于凡属热带风暴 (中 心附近最大风力为 8~9 级,相当风速 17.2 ~24.4m/ s) 以上的热带气旋均称为台风。 我国位于太平洋西岸,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 风每年约有 20 个,平均每年登陆的有 7 个。 台风登陆后,大多数能进入内陆,甚至深入到腹地省份。受影响最多的是江西省,其 次是湖南、安徽、湖北、河南。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。 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,破坏力大等。中国半数以 上的县有山区,山洪现象普遍。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,常造成人民生命财产重大损失。 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 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 20多万人死亡,数百万人流离失所和难以估计 的巨大经济损失。 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。冰凌洪水按其成因不同,可分为冰塞洪水和冰坝洪水两类。 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下游的凌汛灾害通常很严重。 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。 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(或洪峰水位卜洪水总量、洪水历时(或洪水过程线)称之为洪水三要素,如图 3-1所 示。 洪峰流量(Qmax):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。 洪峰水位(Z max):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。 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(Wt):是指一定时段内通过某一断面的洪水总水量。如 1d、3d、7d、15d、 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Tp:指随机变量大于或等于某数值平均多少年一遇的年距。它等于(累积)频 率P的倒数,即Tp=1/P。洪水重现期是指某洪水变量 (如洪峰流量或时段洪量)大于或等于 一定数值,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),是指大于或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。 (或重现期卜 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 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Tp (或洪水频率P)确定洪水等级。 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。 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。 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,人口的增加,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。因而可以说,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,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 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。 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,规范洪水调控 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 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 [ 34] 。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 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。 八、利害两重性 洪水与洪灾是两个不同的概念。洪水是一种自然水文现象,并非总是“猛兽” 。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。 但任何事物都有其正反两面性。洪灾在一定的条件下,坏事可能变为好事。灾后必重 建,大灾之后必有大发展。 1998 年大水后, “退田还湖、移民建镇” ,对年年蒙受水遭之苦 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, 洪水灾害也潜在着 “有利” 的意义。人类在洪水灾害面前,关键在于如何减轻自身损失,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,重建美好家园。 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 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。 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km2,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。 据估计,近40年来,仅湘、鄂、赣
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