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我国非工程防洪措施的设想

发布于:2006-11-28 19:27:28 来自:水利工程/防汛抗旱 [复制转发]
一.工程措施与非工程措施

  工程措施和非工程措施是一个舶来的概念,一般意义上,目的在于改变洪水天然运动特性的措施称为工程措施(Structure measure),而辅助工程措施发挥功能、协调人与洪水之间关系、缓解洪水灾害影响的措施称为非工程措施(Non-structure measure)。

  防洪水库、堤防、分洪道、蓄滞洪区是主要的防洪非工程措施,洪水风险区内高出地面的道路(公路、铁路)路基、围墙等线状结构物,其初衷虽不是防洪,但在洪水泛滥时具有明显的改变洪水运动特性的功能,在一定程度上也可作为工程措施考虑。

  非工程措施侧重于规范人的防洪行为、洪水风险区内的开发行为和减轻或缓解洪水灾害发生后的影响,此外,习惯上,辅助工程措施和上述非工程措施制定、实施和充分发挥效益的有关技术、方法和手段,例如对洪水特性、洪水灾害特性的认识、洪水预报技术、洪水风险图等,通常也被纳入非工程措施的范畴。

  非工程措施的提出和日益得到重视的原因是工程措施有其局限性。

二.工程措施的局限性和面临的困境

  控制洪水,消除洪水灾害是人类千百年来的共同追求,进入20世纪,随着经济技术的高速发展,人类对自身改造自然、征服自然能力充分自信,世界各国相继开展了以控制洪水、消除洪水灾害为目标的大规模防洪工程建设,随后又相继认识到,工程措施难以完全控制洪水,洪水灾害只能在一定程度上减轻而不可能消除。

  我国控制洪水的实践始于20世纪50年代,经历了半个世纪后,与其他国家一样,工程防洪所面临的一系列问题逐步凸显出来。

1、水灾绝对损失仍呈攀升趋势

  尽管经历了50多年的以控制洪水为目标的持续不断的防洪工程建设,形成了庞大的防洪工程体系,使河道洪水年均淹没面积减少了70%以上,但水灾损失绝对值仍在上升,其中除了因河道洪水淹没区经济发展、资产增值,导致单位面积损失值增加外,内涝成为水灾损失增长的主要因素。

2、兴建控制性防洪枢纽的坝址告罄

  近期黄河小浪底枢纽、珠江飞来峡水库、长江三峡枢纽、嫩江尼尔基枢纽建成后,我国各大江河流域可有效控制干流洪水、保护重要地区的防洪枢纽的坝址已基本用完,大型防洪枢纽的建设将告一段落。

3、防洪水库的建设所面临的经济、社会、生态环境问题日趋严重

  虽然在个别大流域的干流及其支流以及中小流域上仍有建设防洪水库的自然条件,但在现阶段,由于其经济、移民、公平性及对生态环境影响等问题,使得许多水库的兴建变得不可行。

4、堤防建设面临着经济、技术、环境因素的制约

  我国现有堤防约26万km,是防洪工程体系中最主要的成分。据分析,目前我国江河洪水年均损失250亿元,若通过提高堤防标准减轻洪水灾害,可行的投入如表1所示。


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  • mystar1314521
    mystar1314521 沙发
    八、洪水风险区管理规划

      洪泛风险管理侧重于规范人的防洪行为、洪水风险区内的开发行为和减轻或缓解洪水灾害发生后的影响,洪水风险区管理措施的制定首先需对洪水风险开展评价。

    1、洪水风险区划

      洪水风险区划有三个层次:频率区划、危险度区划和风险区划。这三种区划都可以通过风险图的方式表现。

    (1)频率区划:计算不同频率洪水的淹没情况,基本上按5年、10年、20年、50年、100年、200年、500年洪水淹没范围进行区划

    (2)危险度区划:根据洪水水深、流速到达时间等特征,在频率区划的基础上进行危险度区划

    (3)风险区划:考虑风险区社会经济情况,在上述区划的基础上,计算各风险单元(例如每km2)的期望损失,以期望损失量级为指标进行风险区划

    2、溃坝洪水风险区划

    3、洪水风险-效益评估

    (1)建立流域、区域、城市等不同级别的洪涝灾害风险评估模型,评价近50年来(自1949年起)不同历史时期(大致以10年期划分)、现状及未来(2010年、2020年、2030年)的洪涝灾害风险(社会影响、经济损失和环境影响)

    (2)评价防洪措施的效益及洪水的生态环境效益

    4、蓄滞洪区改造与移民

    (1)蓄滞洪区的历史与现状

    (2)蓄滞洪区社会经济发展趋势

    (3)蓄滞洪区面临的两大问题--人口与可持续发展

    (4)未来蓄滞洪区的基本模式:人口稀少化--部分以湿地修复为主,部分转化为集约化经营

    (5)蓄滞洪区改造规划:湿地修复型、集约化经营型蓄滞洪区的论证与认定;区内及周边地区社会经济发展及城镇化趋势预测;蓄滞洪区开发式移民方式与移民规划;湿地修复型蓄滞洪区规划;规模化经营型蓄滞洪区规划;改造资金筹集办法;改造后蓄滞洪区的虚拟现实系统

    5、北方地区洪水资源利用风险调度系统

    (1)水库洪水资源利用风险调度系统

    (2)蓄滞洪区洪水资源利用风险调度系统

    (3)平原洪水资源利用风险调度系统

    6、巨灾仿真与预案

      巨灾指类似于1954年洪水、或大型水库、重点防洪区堤防意外 溃决,灾害损失在1000亿元量级的洪水灾害。巨灾仿真与预案包括以下内容。

    (1)洪水自然特征仿真

    (2)洪水灾害仿真

    (3)应急管理、救援仿真

    (4)警报、避难系统方案与相应的建设

    (5)保安、防疫措施预案

    (6)灾后恢复重建方案

    (7)灾后救济资金筹措和准备

    7、空地获取与湿地修复规划

      在对洪涝特征、风险分析、城市化发展和人口迁移趋势分析的基础上,制定适合社会经济发展水平的分阶段洪水风险区空地获取和湿地修复规划。

      1998年洪水后,长江流域遵照"32字"方针,率先在沿江开始实施移民、空地获取和湿地修复措施,从执行的结果看,存在前期论证不甚充分、规模偏大、仓促和善后措施不配套等问题。

      由20世纪90年代以来的水灾统计资料看,涝灾在水灾损失中所占的比例呈增长趋势,这一特点在南方流域中下游平原地区和城市表现得尤为突出。1998年长江流域水灾中涝灾面积为9000余万亩,河道洪水淹没面积约300万亩,涝灾的损失约为河道洪水灾害损失的5倍以上,与之对比,1954年洪水的决口淹没耕地2505万亩,单纯由内涝造成的灾害面积为1545万亩。1991年江淮水灾和1999年太湖流域水灾也都是涝灾大于洪灾。

      涝灾态势日趋恶化的成因主要有两个方面,其一,平原地区天然水面严重萎缩,原有水面被大量围垦,成为低洼易涝耕地。1950年代长江流域中下游平原地区内湖天然水面面积约占圩垸面积19%,目前已萎缩到5%左右,蓄涝能力减少75%,虽然修建了大量的排涝设施,仍不抵因蓄涝区减少所增加的涝水量,加之平原区积涝之时多处于河道水位较高的汛期,一方面自流排涝困难,甚至可能出现河道洪水倒灌的情况而被迫关闭排涝涵闸,另一方面为缓解河道防洪压力,有时会强制性地停用机排设施,形成"关门淹"的局势。这种情况在各流域普遍存在。其二,随着城市化进程,城市向周边地区高速扩张,这些地区又往往是低洼地带,城市不透水面积的增加,导致地表积涝水量增多,加之在城市发展过程中对涝水问题往往缺乏足够的认识,排涝通道和滞蓄雨水设施不充分,而造成一旦发生较强的降雨出现严重内涝的情况。

      由于存在内水与外水的冲突和防洪与排涝的矛盾,对于农业地区最有效的治涝措施是恢复部分天然水面和湿地。据长江流域水利委员会分析,若要有效地缓解长江中下游平原地区的内涝问题,内湖净水面面积应在10%以上,即需恢复3000~4000km2的水面。南方其他流域和城市同样面临这样的需求。

    8、防洪知识宣传、教育与防洪演习规划

      防洪知识的宣传以及开展有关适应于洪涝特性的开发、应急行为教育对洪水风险区非工程措施效果的发挥致关重要,也是防洪非工程措施的主要方面之一。

    2006-11-28 19:30:28

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  • mystar1314521
    mystar1314521 板凳
    五、我国非工程措施建设现状

      迄今为止,我国尚无系统的非工程措施规划,现有的非工程措施相对零散,主要属于辅助工程措施发挥效益的范畴,例如洪水预报、天气形势判断、防洪调度、防汛会商等。

      我国蓄滞洪区基本上都准备有分洪时的应急避洪方案,但即使是我国安全建设最完善的荆江分洪区,居民对分洪洪水情况基本上不了解,在1998年为准备分洪而组织的转移中出现相当程度的混乱和治安问题,其他蓄滞洪区可想而知。由此说明我们对公众防洪行为的认识以及防洪知识的宣传远未达到使非工程措施发挥其应有功效的水平。

      规范洪水风险区开发行为的办法在我国也有零星实例,例如1998年长江上游洪水后,重庆市沿江划定了三条开发限制线等,但在广大的洪泛平原考虑洪水风险的土地开发利用规范尚属空白。

    六、城市化与人口迁移趋势

      作为非工程措施的主体--规范洪水风险区的开发行为和减轻洪水灾害影响的措施的建设,在我国面临着两大难题:人口与发展。

      以人均1亩地维持生存的人口密集化的洪泛平原农业生产模式,不仅使农村地区的可持续发展无望,而且严重制约了这些地区防洪工程的推行:土地开发利用方式难以更改,洪水保险不被认可(经济能力有限),滞蓄洪、涝水的空地的获取或湿地修复会带来严重的社会问题等。

      近来城市化进程的发展、率先在南方地区出现的土地抛荒以及1998年后主要在长江流域推行的"32字"灾后重建政策,为解决洪水风险区人口与发展问题,启动洪水管理的非工程措施提供了条件。

      我国目前正处于城市化快速发展阶段,据预测,到2010年和2030年我国的城市化率将由目前的32%提高到约40%和50%,届时农村人口将由目前的8.8亿分别减少到8.3亿和7.2亿左右,考虑到人口增长因素,这两阶段相应大约分别有0.72亿和1.4亿农村人口脱离对土地依存进入城镇。

      可以展望,配合城市化进程和农业规模化经营的发展,通过调整人-水关系的非工程措施的实施,30~50年后有望实现人-水协调、洪涝灾害对社会经济影响较小的可持续的洪泛平原发展模式。

    七、辅助性的非工程措施规划

      辅助性的非工程措施指辅助防洪工程措施更好地发挥防洪功能,提高防洪效益的措施,主要包括洪水预报、防洪调度、防洪调度决策支持系统等。

    1、洪水预报系统规划

    (1)信息采集系统:下垫面信息、多谱勒雷达信息、降雨信息、河道实时水情信息等的采集。

    (2)数据库:建立上述信息管理的数据库

    (3)预报模型:开发适应海河流域各水系现状特性的水文、水力学预报模型

    2、防洪调度系统规划

      海河流域已形成了由水库、堤防、蓄滞洪区、分洪道(减河)、水闸等工程组成的较为完备的防洪工程体系,可有效地调控各种来源、不同类型的洪水,防洪工程调度系统的建立将使工程系统的功能得以进一步发挥。

    (1)工程实时工情GIS系统:工程设计信息、工程调度原则、工程实时工况

    (2)开发防洪工程调度模型,建立防洪工程实时调度系统

    3、防洪调度决策支持(会商)系统

      在上述预报系统和调度系统的基础上考虑以下内容,建立防洪决策支持系统。

    (3)不同防洪调度方案下的洪水风险分析及方案比选方法

    (4)专家防洪经验集成

    (5)防洪决策方案生成模型

    (6)防洪方案(或预案)的虚拟现实系统

    2006-11-28 19:30:28

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这个家伙什么也没有留下。。。

防汛抗旱

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