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防洪

根据洪水规律与洪灾特点,研究并采取各种对策和措施,以防止或减轻洪水灾害保障社会经济发展的水利工作。其基本工作内容有防洪规划、防洪建设、防洪工程的管理和运用、防汛(防凌)、洪水调度和安排、灾后恢复重建等。防洪措施包括工程措施和非工程措施。防洪也是水利科学的一项重要专业学科。

发展简史

人类与洪水作斗争,历史悠久,随着社会的发展,斗争方法不断改进和提高。原始社会,人类对洪水主要采取逃避的方法,即“择丘陵而处之”。随着社会的发展,人口的增加,生活方式的变化,需要土地定居进行生产和生活。为了保障生命和财产安全,开始采取阻拦的方法防御洪水。如中国的共工“壅防百川,堕高堙庳”,“鲧障洪水”,“鲧作城”,已形成了堤防的雏形。中国、埃及等世界文明古国筑堤防洪已有几千年的历史。埃及早在公元前3400年前后就修建了尼罗河左岸大堤。中国在公元前651年就有筑堤的文字记载。堤防的出现,是防洪史上的一大进步,大大减少了一般洪水泛滥的灾害。但是堤防的作用有限,对较大洪水,存在着决口后加重灾情的潜在危险,因此促使人们研究进一步的防洪措施。中国在大禹(约公元前21世纪)时,即采取了“因水之势”,“高高下下、疏川导滞”,把洪水排入湖泊海洋的疏导措施,防洪治理又由堤防发展到疏导与堤防相结合的阶段。在防洪发展的初级阶段,有些防洪措施也结合考虑了原始的灌溉、航运等方面。但限于当时的技术经济条件,对一条河、一个流域,还不能进行综合治理。随着科学技术和社会经济的发展,防洪治理逐步地由局部的治理发展到一条河、一个地区、一个流域的治理。特别是从19世纪后期利用水库防洪以来,防洪工作得到了很大发展,并把单一的防洪发展到防洪、安全、水资源利用、生态环境改善等综合开发治理。20世纪中期,防洪除采取工程措施外,还提出非工程措施。非工程措施是一种适应自然,而不改变自然的防洪措施;它不能免除洪水灾害,只能减轻和分担洪灾损失,减少或避免人身伤亡。在中国,防洪非工程措施已有悠久历史,只是在20世纪50~60年代,才被明确提出作为减少洪灾损失的综合方法和规划策略。

中国防洪历史悠久,自古以来建树很多。但自19世纪下半叶到20世纪上半叶,防洪建设很少,已有工程也多失修破坏,防洪设施很不完善,防洪标准较低,抗洪能力很差。中华人民共和国成立后,除对原有的防洪工程进行恢复和加固,同时根据洪水规律和洪灾情况以及国家社会经济发展的要求,因地制宜地对长江、黄河、淮河、海河、辽河、松花江、珠江等各大江河进行流域规划,分期分批地进行综合治理。一般是:在上中游山区修建综合利用的山谷水库,拦蓄洪水,大力开展水土保持工作;在中下游进行河道整治,修筑堤防海塘,利用沿岸低洼地区作为分(蓄)洪区,增辟入海水道,扩大排洪能力,以减轻和缩小洪水灾害。具体实施时,多根据各流域的实际情况,采取不同的组合措施。到2001年底,全国新建、加固堤防27.3万km(1949年为4.2万km);开辟了分(蓄)洪区近百处;建成大型水库433座(1949年为6座),库容3 927亿m3;大型水闸402座(1949年为2座),其中有一些具有防洪排涝作用。同时,在防洪防汛组织系统建设、水文自动测报系统建设、防洪调度自动化系统建设、防洪防汛法规建设等方面也作了大量工作。目前,中国已经基本形成了以流域为单元,防洪工程措施与防洪非工程措施相结合的防洪体系,在防御普通洪水灾害和排涝、供水、发电、航运等方面,发挥了巨大的效益。但主要江河现有防洪标准较低,还不能控制较大洪水。为了保住大局安全,往往还要牺牲局部地区。另外由于人口急剧增长,水政管理不够完善,侵占河道和盲目围湖的现象较为严重,加上泥沙对河、湖的淤积,使原有防洪标准较低的防洪工程的防御能力有所降低。

1998年汛期,中国的西江、闽江、长江、松花江、嫩江先后发生了大洪水和特大洪水。国家从全局出发,在大力进行防洪建设的同时,提出“实行封山植树,退耕造林,防止水土流失,改善生态环境”,“有计划、有步骤地平垸行洪,退耕还湖”等战略性措施。

重要意义

人类与洪水斗争积累了丰富的经验,兴建了大量的防洪工程,提高了防洪标准,减少了遭受洪水灾害的机遇,但是洪水仍然是当今自然界对人类的主要威胁之一。同时随着经济的不断发展,社会财富日益增多,洪灾的经济损失会越来越大。例如,日本在1945年以前,每年洪灾损失为0.92亿美元;1945年以后则增加到8.39亿美元,为1945年以前的9.2倍。美国水资源理事会20世纪80年代估计,70年代以来,年平均洪灾损失已达10亿美元,预计到2020年洪灾损失将增加到50亿美元。中国实际发生的洪灾单位面积损失值(按90年代末物价计):50年代为2 190元/hm2(146元/亩),80年代为12 120元/hm2(808元/亩),90年代一般超过15 000元/hm2(1 000元/亩),呈上升趋势。因此,防洪仍将是一项长期的、重要的水利工作。

中国有100万km2的国土面积受到不同程度的洪水威胁,其中有73.8万km2位于七大江河中下游及沿海诸河中下游地区。这些地区土地肥沃,地势平坦,分布着很多重要城市及大批中小城市,居住着全国半数以上的人口,农业产值约占全国农业总产值的60%,工业产值占全国工业总产值的70%以上,是工农业重要基地,社会财富最为密集,历来就是中国的政治、经济、文化中心地区。搞好这些地区的防洪,关系到人民生命财产的安全,也关系到国家的盛衰。据记载,公元前206年至公元1949年的2 155年中,就有1 029年发生较大洪水灾害,其中以黄河、淮河、海河等广大冲积平原地区最为频繁。1949~1999年,每年也有不同程度的洪涝灾害,平均每年受灾面积约667万hm2,其中1954、1956、1963、1964、1985、1991、1993、1994、1995、1996、1998年等大水年,受灾面积均在1 333万hm2(2亿亩)以上。

美国本土48个州中共有洪泛区面积约51.8万km2,占其总面积的7%,历史上洪水灾害频繁。据统计,1844~1973年的130年内,共损失291.5亿美元(按1973年物价估计),仅密西西比河流域在1927年大水时,损失即达28.5亿美元。1972年东北部4个州的洪灾损失即达31.2亿美元,40万人无家可归。1993年美国中西部地区的特大洪水,致使9个州遭受洪灾,有75个城镇被淹,5万多所住房被摧毁和损坏,经济损失约150亿~200亿美元。印度1953~1971年,洪水造成的直接损失平均每年达12.6亿卢比,1974年洪灾损失高达56.9亿卢比。日本全国洪水泛滥区面积约占全国总面积的10%,而区内人口则占全国总人口的48.2%,资产占全国总资产的72%。据统计,1946~1970年洪灾损失平均每年为3 300亿日元,1972年洪水的经济损失达4 125亿日元。荷兰有27%的国土面积位于海平面以下,受洪涝和风暴潮的严重威胁。

世界上还有山区河流的山洪、泥石流和沿海地区的风暴潮等灾害,对人类的威胁也很大,虽然一次灾害的范围不太大,但其危害程度却很严重,有时甚至造成局部地区的毁灭性灾害。

工作内容

防洪的主要内容有:编制防洪规划、进行防洪建设、防洪设施的管理与运用、防汛(防凌)、洪水预报与警报、洪水调度以及洪灾善后处理工作等。

防洪规划

防洪规划是河流流域规划的重要组成部分,包括江河防洪、城市防洪、海岸防洪等。制定规划时,首先要对地区、流域的自然地理、社会经济、洪水规律、洪灾特点等,进行认真细致和全面的调查研究和分析,然后根据地区、流域在国民经济建设中的地位,国家对防洪工作要求等,结合国土整治,确定经济合理的防洪标准,制定出综合治理防洪方案(包括超标准洪水的处理方案)。防洪方案由工程措施与非工程措施相结合,形成完整的综合性防洪系统。防洪规划完成后,上报审批,分期实施。在制定防洪规划时,要综合考虑水资源开发利用,要研究分析对生态环境的影响与改善。

防洪建设

根据批准的防洪规划,进行防洪工程建设与防洪非工程措施工作。在工程建设中,包括选择工程具体位置(如坝址、闸址、堤线等),要做到安全可靠和经济合理;进行河道整治时,要注意上下游、左右岸的安全,避免影响或降低河道的其他效能;建设行洪区、滞洪区、蓄洪区时,要力争同步进行区内群众安全设施和预报、警报系统的建设,防汛通信和水文测报设施建设;对于超标准的洪水,要有对策规划。

防洪法规是进行防洪规划、工程建设和管理运用、防汛抢险、洪水后处理等工作的法律依据。随着人口的迅速增长和建设事业的发展,一方面对防洪要求很高,另一方面又大量侵占行洪河道、行洪区、滞洪区、蓄洪区和洪泛区等,影响防洪安全。因此制定防洪法规是做好防洪工作的一项重要措施,许多国家都制定了有关法规和政策。

防洪设施的管理与运用

通过行政、法律、经济、技术等手段,对堤防、水库、水闸、行洪区、滞洪区等防洪设施,进行经常性的检查观测,养护维修,以消除隐患,确保安全,并保证能正常运行,充分发挥其抗洪能力和防洪效益,避免由于管理运用不当而降低效能,甚至造成人为灾害(参见水利工程运行管理)。古语“千里金堤,溃于蚁穴”说明了养护修理的重要。在汛前还要根据防洪设施的实际情况,制定汛期运用程序、落实度汛计划、防洪调度方案和紧急度汛措施。

防汛(防凌)

在指导思想上,明确“以防为主,防重于抢,有备无患,从最坏处打算,向最好处努力”,要求在异常洪水的情况下,配合临时措施,除大力抢护防守、修筑子埝、加高堤防外,必要时有计划地采取临时分洪,以免洪水失控,争取不发生严重决口和改道,力求缩小灾害的范围和程度。在洪水调度上,要求上下游、左右岸统筹兼顾,统一指挥,统一调度,小利服从大利,局部服从大局,兴利服从防洪。在组织上,从中央到地方建立防汛组织机构。在汛期出现险情,立即组织人力物力进行抢护。即使发生超标准洪水,要尽最大努力去抢护或减少损失。长江、黄河、海河分别在1954、1958、1963、1998年出现大洪水,均超过了原设计防洪标准,由于紧急动员,全力防守,数十万上百万军民参加防汛抢险,抢筑子埝,加高堤防,并运用分蓄洪区滞纳洪水,终于保护了荆江大堤和武汉市、黄河下游、天津市等重点防护对象的安全。

洪水预报与警报

及时对暴雨、洪水进行监测和预报,是做好防汛、减免洪灾损失必不可少的工作。预报的精度和预见期的长短,是预报工作的关键。精度高,预见期长,有利于防汛工作的主动,提前安排工作(如分洪准备、加固工程、疏散群众、转移物资等)。20世纪80年代,美国、日本等国的暴雨、洪水预报和警报技术,已达到了较高水平,中国在这方面也做了不少工作,逐步建立了流域防汛的预报警报系统。

洪水后工作

一旦洪水给人类造成危害,除及时安排受灾群众的生活外,洪水过后要适时修复水毁工程,补充防汛抢险料物,组织堵口复堤、排除积水、恢复生产、重建家园等。蓄滞洪区的善后工作,中国已颁布蓄滞洪区运用补偿暂行办法。对其他灾区,根据受灾的轻重程度,采取不同的形式来处理,一般是:轻灾由受灾群众自救;重灾由国家补偿或救济;特重灾由国家专项救济和社会支援,甚至由国际救济,除给予经费支援外,还给予物资援助。同时,许多国家把洪水保险作为一种强制性的社会保险,利用社会互助救济来赔偿受灾群众和部门的财产损失。中国在洪水保险方面尚处于试行阶段。

发展趋势

为了缩小洪水灾害,减少洪灾损失和避免人身伤亡,人们逐步认识到:单一采用防洪工程措施的政策,江河防洪标准不可能定得很高,超标准洪水造成的灾害还会发生,只有实行工程措施与非工程措施相结合的政策,才能获得更好的防洪效果。

随着人口、城市的增加和工农业的迅速发展,人们对水资源的需求量愈来愈高。中国是世界上最大的发展中国家,随着人口的增加和经济的飞速发展,水资源供需矛盾将更加突出。水资源需求增大的问题,已经引起各国的注意,除了加强水资源管理,科学配置,节约用水,保护水质外,在制定防洪治理规划时,要从水资源远景计划的总体着眼,除害兴利相结合,充分利用洪水资源。

城市防洪愈来愈重要,除防御江河洪水外,城市范围内暴雨所形成的洪涝,也是一个突出的问题。由于城市的迅速发展,地面的覆盖(房屋、不渗漏路面等)不断扩大,致使暴雨径流系数相应增大,降雨产流、汇流很快;加之市内湖泊、洼地大量被占用,调洪能力大大降低。因此一遇暴雨,就大面积积水,发生洪涝灾害。世界各国对城市防洪愈来愈重视,并已提出了一些对策。中国城市化进程很快,城市防洪任重道远。

按自然水系对河道、堤防、水库、水闸、行洪区、滞洪区、蓄洪区、水资源等实行统一管理,统一调度,才能及时有效地发挥已成工程的防洪、发电、航运、供水等综合效益。目前,一些国家已这样做了,中国也在一些水系试行,效果比较好。

世界正处在科学技术飞跃发展的时代,中国将在防洪指挥调度、洪水监测与预报、洪灾监测与评估、抢险技术与材料等方面,进一步提高和发展。

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