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今后一段时期内,继续加强城市防洪工程体系建设仍是保障城市防洪安全的重要任务之一
中国东临太平洋、南临印度洋,受海陆环流、东亚季风和热带气旋以及三级阶梯的影响和控制,降水量自东南向西北总体减少。汛期连续4个月的降水量占全年降水量的60%~80%,尤其在主汛期更为集中,一些地区7~8月份的降水量可占全年的50%~60%。
中国三分之二以上的国土受不同程度洪涝灾害的威胁。其中,七大江河中下游和沿海平原占国土面积的8%,约80万平方公里,这里土地肥沃、雨热同期、适合人类生存和发展,目前集中了全国二分之一的人口、三分之一的耕地和四分之三的GDP,是我国经济社会高度发展的精华之地,同时也是受洪水威胁较为严重的地区。 降水时空分布严重不均、社会经济在洪水威胁区高度集中决定了中国是世界上洪涝灾害最严重的国家之一。
自古以来,洪涝灾害就是中华民族的心腹之患,历史上有“治国先治水,治水即治国”的名训。据历史记载,公元前206年到1949年的2155年间,全中国发生较大洪水1092次。
黄河在历史上更是三年两决口、百年一改道,1933年黄河大水,下游两岸堤防决口50余处,受淹8600平方公里,受灾人口364万,死亡1.8万人。1939年海河大水,受灾人口近900万,死伤1.3万人。 新中国成立后,国家高度重视防洪工作,防洪减灾取得巨大成效。
在新中国成立初期经济条件十分有限的情况下,中国及时启动了长江干堤和荆江分洪区的建设。1954年江淮大水,长江中下游发生了超过1931年的历史特大洪水,中国通过荆江分洪区及临时措施的运用,保住了武汉,避免了毁灭性灾害的重演。
1931年江淮大水,湖南、湖北、江西、安徽、江苏沿江5省受淹农田9895万亩、受灾人口3514万、死亡人口27.9万,其中长江干堤溃决口导致水淹武汉4个月之久,最大水深丈余,只有0.5平方公里未被水淹,死于洪水及次生灾害者达3.26万人。 与1931年大水相比,1954年江淮大水后,沿江5省的受淹农田面积减少了52%,受灾人口减少了46%,死亡人口减少了88%。 之后,国家继续加强防洪工程体系建设,尤其是1998年大水之后更是投入了大量资金,防洪工程体系的标准和能力得到进一步提升。
目前,大江大河可以防御新中国成立以来的最大洪水,中小河流可以防御5~20年一遇的一般洪水,城市防洪按50~200年一遇建设,重点海堤的设防标准为50~100年一遇。2016年,尽管太湖发生了历史第二高水位的流域性特大洪水,但工程险情很少,没有造成大的洪涝灾害。
据统计,因洪灾死亡人口已从上世纪50年代的年均8571人降为2010年之后的年均999人,2015年仅为319人。因洪灾倒塌房屋从上世纪50年代的年均240万间降为2010年之后的年均75万间。
1950年至今,共实现防洪减灾效益4.6万亿元,减淹耕地1.8亿公顷,减免粮食损失7.6亿吨。中国的防洪减灾取得了举世瞩目的巨大成就。
防洪工程体系是防洪减灾的基础和根本保障,防洪工程体系主要包括堤防、水库、蓄滞洪区、分洪河道,以及河湖整治工程和调控洪水的水闸。 沿江河湖海或分蓄洪区、围垦区等修建堤防阻挡并约束洪水泛滥,是人类最早采用也是目前各国普遍采用的防洪措施。
目前,中国共修建加固堤防41.4万公里,其中5级以上堤防27.5万公里。 在河流上修建防洪水库,通过调蓄洪水来消减下游河道的洪峰流量,达到保护下游的目的,同时还可以起到供水、发电和改善航运等作用。
目前,我国有水库9.8万座,总库容9323亿立方米,其中大型水库756座,中型水库3938座。 在沿河中下游的低洼地区设置蓄滞洪区,通过分蓄洪水、降低下游河道的洪峰流量和水位,保证下游堤防和保护区的防洪安全。同时,需要控制蓄滞洪区的发展,建设必要的防洪避险安全设施,运用后按照蓄滞洪区运用补偿条例进行补偿。目前全国有重点蓄滞洪区98处,蓄滞洪区总面积3.37万平方公里,蓄洪容积1074亿立方米。 除此之外,利用原有或人工修建的河道,分流超额洪水,通过清淤疏浚、岸线治理、河湖连通等,增加河流行洪和湖泊蓄滞洪的能力,也是防洪工程体系的一部分。 防洪时,首先发挥堤防和水库的作用,然后根据洪水量级和防汛预案适时启用蓄滞洪区。
遇超标准洪水,还需要根据防御方案采取特别临时分洪措施,保证重点防洪区域和对象的安全。
但是,目前中国的防洪工程体系依然存在不少薄弱环节。
例如,堤防尤其是中小河流及圩垸堤防的安全隐患多,警戒水位低,汛期险情重,巡堤查险和抢险的压力和投入极大;大江大河和重点防洪城市没有全部达到规划的防洪标准,流域控制性防洪水库仍需建设,江河滩地和湖泊侵占开发严重;中小河流防洪标准和能力低,洪涝灾害损失重,占因洪灾死亡人数的比例高;海堤防洪能力偏低,达标建设任务重;数百万座小塘坝泄洪及工程安全隐患多,防洪风险大;尽管国家投入了大量资金用于中小型水库的除险加固,但由于数量有9万多座,投入仍显不足,仍存一定的隐患和安全风险;蓄滞洪区现有1600万人,发展控制难度大,避洪安全设施建设滞后,启用损失高、难度大,同时蓄滞洪区的数量仍显不足。
除了防洪工程体系,防洪非工程体系的建设同样值得关注。 洪涝灾害可以通过工程建设得以有效控制和减少,但不可能完全避免。 世界各国的防洪减灾实践证明,防洪非工程体系是有效减少洪涝灾害的重要手段,主要包括监测、预报、预警、调度、应急预案体系、规划和技术标准体系、政策法规制度体系等。
目前,中国防洪非工程体系存在的薄弱环节主要包括:降雨、山洪、城市内涝的精准预报预警水平不高,流域防洪工程体系联合优化调度的应用水平仍需提升;应急抢险专业技术和装备不足;社会公众的风险及自觉避灾意识薄弱,应急预案的精细化程度和可操作性仍需提高,江河超标准洪水应对存在一定不确定性;洪涝灾害危险和风险区划基础工作需要加强,防洪排涝规划需要根据经济社会发展新形势适时修订完善,规范人类活动、减少人为灾害等方面的立法、执法力度仍需加强。
城市是流域防洪的重点保护对象,一般通过提高城市段防洪堤的标准,实现重点保护城市的目标。 《防洪标准》规定,一般防洪城市的洪水设计重现期为20~50年一遇,比较重要的城市50~100年一遇,重要城市100~200年一遇,特别重要的城市大于200年一遇。
据2012年国家防办的统计资料,全国有防洪任务的637座城市中,尚有约半数的城市防洪能力未能达到国家防洪标准。其中,与大江大河密切相关的31座重点防洪城市和以省会城市和沿海经济发达城市为主的54座重要防洪城市,共有26个达标,达标率仅31%。今后一段时期内,继续加强城市防洪工程体系建设仍是保障城市防洪安全的重要任务之一。 城市内涝是强降雨导致城市积水成灾的现象。
根据住房和城乡建设部对全国351座城市的专项调研,2008至2010年3年间,有62%的城市发生过不同程度的内涝,其中超过3次以上的城市有137座,57座城市的最长积水时间超过12小时。 2012年北京特大暴雨洪涝灾害造成79人死亡、损失116亿元;2013年余姚大水,大部分城区受淹,损失惨重;2016年更有武汉、新乡、邯郸等多座城市严重内涝。
城市内涝有多方面原因,主要包括四点。
首先,暴雨超过城市排水防涝设计标准是城市内涝的主要原因。长期以来,我国城市的排水防涝标准偏低,如我国《室外排水设计规范》(GB 50014-2006)(2011年版)规定,雨水管渠暴雨设计重现期一般采用0.5~3年,重要目标一般采用3~5年,暴雨设计重现期约为发达国家的一半。受气候变化和城市热岛效应的影响,近年来城市暴雨频次和强度呈增大趋势,许多城市发生了历史罕见或者超过历史纪录的特大暴雨,远超设计标准,如2016年的武汉、新乡、邯郸等城市。加上城市排水和排涝标准不够协调、对超标准涝水出路的安排不足或缺失,城市内涝必然发生。
其次,快速城镇化和规划设计建设不当加重了城市内涝灾害。快速城镇化使城市地面硬化的面积和比例升高,不透水地面显著增多,2012年约为1981年的6倍,导致降雨入渗减少、产流增多、汇流加快,增加了排水防涝系统的压力;城市建设侵占河湖水域或低洼地区,导致雨洪调蓄排泄能力降低,同时,这些低洼地区原本就是蓄涝场所,加上排水防涝规划不周、建设滞后,已成为内涝积水的多发易发区;城市污水排放增多,增加了排水防涝系统的基流和压力。上述因素导致排水防涝系统的峰值流量和排泄总量增加,加重了城市内涝灾害。
另外,城市下凹立交桥排水系统设计不周,往往导致桥下汇水量过大、易严重积水影响交通,地下停车场、地铁、地下商城、地下通道等的防涝措施不足或缺失,也易发生内涝灾害。 再次,外洪顶托使城市内涝灾害更为惨重。受排涝能力增加和江河湖泊侵占等影响,同样降雨条件下河流洪水位和高水行洪的时间增加,加上海平面上升和地面沉降的影响,城市涝水外排受外洪顶托的影响增大,内涝外排历时延长,使城市内涝灾害更为惨重。
最后,城市暴雨内涝监测、预报预警和涝水调控的精准化水平不高,应急预案的覆盖面、精细化程度和可操作性存在不足,宣传教育不够、公众的风险意识和自觉避灾意识薄弱等,也是城市内涝灾害严重的原因。 因此,要解决城市内涝问题,必须从多方面入手,需要科学编制规划,增强规划的约束力;落实主体责任,加快工程达标建设;加强监测预警,做好应急超前准备;完善应急预案,减轻内涝灾害损失;加强运行管理,确保排涝设施功能;强化科普宣传,提高防灾减灾意识。 (作者单位系中国水利水电科学研究院)
中国东临太平洋、南临印度洋,受海陆环流、东亚季风和热带气旋以及三级阶梯的影响和控制,降水量自东南向西北总体减少。汛期连续4个月的降水量占全年降水量的60%~80%,尤其在主汛期更为集中,一些地区7~8月份的降水量可占全年的50%~60%。
中国三分之二以上的国土受不同程度洪涝灾害的威胁。其中,七大江河中下游和沿海平原占国土面积的8%,约80万平方公里,这里土地肥沃、雨热同期、适合人类生存和发展,目前集中了全国二分之一的人口、三分之一的耕地和四分之三的GDP,是我国经济社会高度发展的精华之地,同时也是受洪水威胁较为严重的地区。 降水时空分布严重不均、社会经济在洪水威胁区高度集中决定了中国是世界上洪涝灾害最严重的国家之一。
自古以来,洪涝灾害就是中华民族的心腹之患,历史上有“治国先治水,治水即治国”的名训。据历史记载,公元前206年到1949年的2155年间,全中国发生较大洪水1092次。
黄河在历史上更是三年两决口、百年一改道,1933年黄河大水,下游两岸堤防决口50余处,受淹8600平方公里,受灾人口364万,死亡1.8万人。1939年海河大水,受灾人口近900万,死伤1.3万人。 新中国成立后,国家高度重视防洪工作,防洪减灾取得巨大成效。
因洪死亡人口大大减少
在新中国成立初期经济条件十分有限的情况下,中国及时启动了长江干堤和荆江分洪区的建设。1954年江淮大水,长江中下游发生了超过1931年的历史特大洪水,中国通过荆江分洪区及临时措施的运用,保住了武汉,避免了毁灭性灾害的重演。
1931年江淮大水,湖南、湖北、江西、安徽、江苏沿江5省受淹农田9895万亩、受灾人口3514万、死亡人口27.9万,其中长江干堤溃决口导致水淹武汉4个月之久,最大水深丈余,只有0.5平方公里未被水淹,死于洪水及次生灾害者达3.26万人。 与1931年大水相比,1954年江淮大水后,沿江5省的受淹农田面积减少了52%,受灾人口减少了46%,死亡人口减少了88%。 之后,国家继续加强防洪工程体系建设,尤其是1998年大水之后更是投入了大量资金,防洪工程体系的标准和能力得到进一步提升。
目前,大江大河可以防御新中国成立以来的最大洪水,中小河流可以防御5~20年一遇的一般洪水,城市防洪按50~200年一遇建设,重点海堤的设防标准为50~100年一遇。2016年,尽管太湖发生了历史第二高水位的流域性特大洪水,但工程险情很少,没有造成大的洪涝灾害。
据统计,因洪灾死亡人口已从上世纪50年代的年均8571人降为2010年之后的年均999人,2015年仅为319人。因洪灾倒塌房屋从上世纪50年代的年均240万间降为2010年之后的年均75万间。
1950年至今,共实现防洪减灾效益4.6万亿元,减淹耕地1.8亿公顷,减免粮食损失7.6亿吨。中国的防洪减灾取得了举世瞩目的巨大成就。
防洪工程体系都包括什么
防洪工程体系是防洪减灾的基础和根本保障,防洪工程体系主要包括堤防、水库、蓄滞洪区、分洪河道,以及河湖整治工程和调控洪水的水闸。 沿江河湖海或分蓄洪区、围垦区等修建堤防阻挡并约束洪水泛滥,是人类最早采用也是目前各国普遍采用的防洪措施。
目前,中国共修建加固堤防41.4万公里,其中5级以上堤防27.5万公里。 在河流上修建防洪水库,通过调蓄洪水来消减下游河道的洪峰流量,达到保护下游的目的,同时还可以起到供水、发电和改善航运等作用。
目前,我国有水库9.8万座,总库容9323亿立方米,其中大型水库756座,中型水库3938座。 在沿河中下游的低洼地区设置蓄滞洪区,通过分蓄洪水、降低下游河道的洪峰流量和水位,保证下游堤防和保护区的防洪安全。同时,需要控制蓄滞洪区的发展,建设必要的防洪避险安全设施,运用后按照蓄滞洪区运用补偿条例进行补偿。目前全国有重点蓄滞洪区98处,蓄滞洪区总面积3.37万平方公里,蓄洪容积1074亿立方米。 除此之外,利用原有或人工修建的河道,分流超额洪水,通过清淤疏浚、岸线治理、河湖连通等,增加河流行洪和湖泊蓄滞洪的能力,也是防洪工程体系的一部分。 防洪时,首先发挥堤防和水库的作用,然后根据洪水量级和防汛预案适时启用蓄滞洪区。
遇超标准洪水,还需要根据防御方案采取特别临时分洪措施,保证重点防洪区域和对象的安全。
防洪有何短板
但是,目前中国的防洪工程体系依然存在不少薄弱环节。
例如,堤防尤其是中小河流及圩垸堤防的安全隐患多,警戒水位低,汛期险情重,巡堤查险和抢险的压力和投入极大;大江大河和重点防洪城市没有全部达到规划的防洪标准,流域控制性防洪水库仍需建设,江河滩地和湖泊侵占开发严重;中小河流防洪标准和能力低,洪涝灾害损失重,占因洪灾死亡人数的比例高;海堤防洪能力偏低,达标建设任务重;数百万座小塘坝泄洪及工程安全隐患多,防洪风险大;尽管国家投入了大量资金用于中小型水库的除险加固,但由于数量有9万多座,投入仍显不足,仍存一定的隐患和安全风险;蓄滞洪区现有1600万人,发展控制难度大,避洪安全设施建设滞后,启用损失高、难度大,同时蓄滞洪区的数量仍显不足。
除了防洪工程体系,防洪非工程体系的建设同样值得关注。 洪涝灾害可以通过工程建设得以有效控制和减少,但不可能完全避免。 世界各国的防洪减灾实践证明,防洪非工程体系是有效减少洪涝灾害的重要手段,主要包括监测、预报、预警、调度、应急预案体系、规划和技术标准体系、政策法规制度体系等。
目前,中国防洪非工程体系存在的薄弱环节主要包括:降雨、山洪、城市内涝的精准预报预警水平不高,流域防洪工程体系联合优化调度的应用水平仍需提升;应急抢险专业技术和装备不足;社会公众的风险及自觉避灾意识薄弱,应急预案的精细化程度和可操作性仍需提高,江河超标准洪水应对存在一定不确定性;洪涝灾害危险和风险区划基础工作需要加强,防洪排涝规划需要根据经济社会发展新形势适时修订完善,规范人类活动、减少人为灾害等方面的立法、执法力度仍需加强。
约半数城市防洪能力未达国家标准
城市是流域防洪的重点保护对象,一般通过提高城市段防洪堤的标准,实现重点保护城市的目标。 《防洪标准》规定,一般防洪城市的洪水设计重现期为20~50年一遇,比较重要的城市50~100年一遇,重要城市100~200年一遇,特别重要的城市大于200年一遇。
据2012年国家防办的统计资料,全国有防洪任务的637座城市中,尚有约半数的城市防洪能力未能达到国家防洪标准。其中,与大江大河密切相关的31座重点防洪城市和以省会城市和沿海经济发达城市为主的54座重要防洪城市,共有26个达标,达标率仅31%。今后一段时期内,继续加强城市防洪工程体系建设仍是保障城市防洪安全的重要任务之一。 城市内涝是强降雨导致城市积水成灾的现象。
根据住房和城乡建设部对全国351座城市的专项调研,2008至2010年3年间,有62%的城市发生过不同程度的内涝,其中超过3次以上的城市有137座,57座城市的最长积水时间超过12小时。 2012年北京特大暴雨洪涝灾害造成79人死亡、损失116亿元;2013年余姚大水,大部分城区受淹,损失惨重;2016年更有武汉、新乡、邯郸等多座城市严重内涝。
内涝四大原因
城市内涝有多方面原因,主要包括四点。
首先,暴雨超过城市排水防涝设计标准是城市内涝的主要原因。长期以来,我国城市的排水防涝标准偏低,如我国《室外排水设计规范》(GB 50014-2006)(2011年版)规定,雨水管渠暴雨设计重现期一般采用0.5~3年,重要目标一般采用3~5年,暴雨设计重现期约为发达国家的一半。受气候变化和城市热岛效应的影响,近年来城市暴雨频次和强度呈增大趋势,许多城市发生了历史罕见或者超过历史纪录的特大暴雨,远超设计标准,如2016年的武汉、新乡、邯郸等城市。加上城市排水和排涝标准不够协调、对超标准涝水出路的安排不足或缺失,城市内涝必然发生。
其次,快速城镇化和规划设计建设不当加重了城市内涝灾害。快速城镇化使城市地面硬化的面积和比例升高,不透水地面显著增多,2012年约为1981年的6倍,导致降雨入渗减少、产流增多、汇流加快,增加了排水防涝系统的压力;城市建设侵占河湖水域或低洼地区,导致雨洪调蓄排泄能力降低,同时,这些低洼地区原本就是蓄涝场所,加上排水防涝规划不周、建设滞后,已成为内涝积水的多发易发区;城市污水排放增多,增加了排水防涝系统的基流和压力。上述因素导致排水防涝系统的峰值流量和排泄总量增加,加重了城市内涝灾害。
另外,城市下凹立交桥排水系统设计不周,往往导致桥下汇水量过大、易严重积水影响交通,地下停车场、地铁、地下商城、地下通道等的防涝措施不足或缺失,也易发生内涝灾害。 再次,外洪顶托使城市内涝灾害更为惨重。受排涝能力增加和江河湖泊侵占等影响,同样降雨条件下河流洪水位和高水行洪的时间增加,加上海平面上升和地面沉降的影响,城市涝水外排受外洪顶托的影响增大,内涝外排历时延长,使城市内涝灾害更为惨重。
最后,城市暴雨内涝监测、预报预警和涝水调控的精准化水平不高,应急预案的覆盖面、精细化程度和可操作性存在不足,宣传教育不够、公众的风险意识和自觉避灾意识薄弱等,也是城市内涝灾害严重的原因。 因此,要解决城市内涝问题,必须从多方面入手,需要科学编制规划,增强规划的约束力;落实主体责任,加快工程达标建设;加强监测预警,做好应急超前准备;完善应急预案,减轻内涝灾害损失;加强运行管理,确保排涝设施功能;强化科普宣传,提高防灾减灾意识。 (作者单位系中国水利水电科学研究院)