丁留謙,李 娜,郭 良
(中國水利水電科學研究院,100038,北京)
我國防洪排澇能力仍需加強
丁留謙,李娜,郭良
(中國水利水電科學研究院,100038,北京)
洪澇災害;成就;薄弱環節;城市內澇
自古以來,洪澇災害就是中華民族的心腹之患。受特殊自然地理條件影響,我國降水時空分布嚴重不均,汛期連續4個月的最大降水量占全年降水量的60%~80%以上,尤其在主汛期更為集中,一些地區7—8月份的降水量可占全年的50%~60%,東部不同歷時的最大暴雨接近世界紀錄。我國2/3以上的國土受不同程度洪澇災害的威脅,其中七大江河中下游和沿海平原約80萬km2,這里土地肥沃,雨熱同期,適合人類生存和發展,集中了全國1/2的人口、1/3的耕地和3/4的GDP,既是我國經濟社會高度集中的精華之地,也是受洪水嚴重威脅的地區。降水時空分布嚴重不均、經濟社會在洪水威脅區高度集中決定了我國是世界上洪澇災害最嚴重的國家之一,洪澇災害是我國最嚴重的自然災害。
據歷史記載,公元前206年到1949年的2 155年間,全國發生較大洪水1092次。1931年江淮大水,湖南等沿江五省受淹農田659.7萬hm2、受災人口3 514萬人、死亡人口27.9萬人,其中長江干堤潰決導致水淹武漢4個月之久,最大水深丈余,只有0.5 km2未被水淹,3.26萬人死于洪水及次生災害。黃河在歷史上更是三年兩決口、百年一改道,1933年黃河大水,下游兩岸堤防決口50余處,受淹8 600 km2,受災人口364萬人,死亡1.8萬人。1939年海河大水,受災人口近900萬人,死傷1.3萬人。
新中國成立后,國家高度重視防洪工作,防洪減災取得巨大成效。比如,在新中國成立初期經濟條件十分有限的情況下,及時啟動了長江干堤和荊江分洪區建設,1954年江淮大水,長江中下游發生超過1931年的歷史特大洪水,通過荊江分洪區及臨時措施的運用,保住了武漢,避免了毀滅性災害的重演,與1931年大水相比,沿江五省受淹農田面積減少52%,受災人口減少46%,死亡人口減少88%。

圖1 年代際因洪死亡人口(人)
之后,國家繼續加強防洪工程體系建設,尤其1998年長江、松花江發生大洪水后,進一步加大了主要江河防洪建設投入,防洪能力得到顯著提高。目前,大江大河、城市和重要海堤的防洪標準得到較大提高,中小河流等防洪薄弱環節正加大防洪治理建設力度。同時防汛法規體系和機制、預案體系、國家防汛抗旱指揮系統和山洪災害防治非工程措施建設等,使得防洪減災軟實力得到不斷提升,防洪減災取得了舉世矚目的巨大成就。據統計,因洪死亡人口從20世紀50年代的年均8571人降為2010年之后的年均999人(圖1),其中2015年僅319人,歷史最少。因洪倒塌房屋從20世紀50年代的年均240萬間降為2010年之后的年均75萬間。洪澇災害直接經濟損失占GDP比例大幅度下降,1991—2000年平均為2.44%,2001—2010年平均為0.66%,2011—2015年平均僅為0.37%。1950年至今,共實現防洪減災效益4.6萬億元,減淹耕地1.8億hm2,減免糧食損失7.6億t。
1.防洪工程體系
防洪工程體系是防洪減災的基礎和根本保障,主要包括堤防、水庫、蓄滯洪區和分洪河道,以及河湖整治工程和調控洪水的水閘。防洪時首先發揮堤防和水庫的作用,然后根據洪水量級和防汛預案適時啟用蓄滯洪區。遇超標準洪水,還需要根據防御方案采取特別臨時分洪措施,保證重點防洪區域和對象的安全。
防洪工程體系存在的薄弱環節:堤防,尤其是中小河流及圩垸堤防的安全隱患多,警戒水位低,汛期險情重,巡堤查險、搶險的壓力和投入極大;大江大河和重點防洪城市未全部達到規劃的防洪標準,仍需進行流域控制性防洪水庫和堤防達標建設;江河灘地和湖泊洼地侵占開發嚴重;中小河流防洪標準和能力低,洪澇災害損失重,因洪死亡人數占比高;海堤防洪能力偏低,達標建設任務重;數百萬座小塘壩,泄洪及工程安全隱患多,防洪風險大;盡管國家投入了大量資金用于中小型水庫除險加固,但投入仍顯不足,尚存一定的隱患和安全風險;蓄滯洪區內現有1 600萬人,發展控制難度大,避洪安全設施建設滯后,啟用損失高、難度大,同時蓄滯洪區的數量仍顯不足。
2.防洪非工程體系
洪澇災害可通過工程建設得以有效控制和減少,但不可能完全避免。世界各國的防洪減災實踐證明,防洪非工程體系是有效減少洪澇災害的重要手段,主要包括:監測、預報、預警、調度,應急預案體系、規劃和技術標準體系、政策法規制度體系等。
防洪非工程體系存在的薄弱環節:降雨、中小河流和山洪、城市內澇的精準預報預警水平不高,流域防洪工程體系聯合優化調度的應用水平仍需提升;應急預案的精細化程度和可操作性仍需提高,江河超標準洪水的應對存在一定不確定性;應急搶險專業技術和裝備不足;社會公眾的風險及自覺避災意識薄弱;洪澇災害危險和風險區劃及相應的土地利用規劃基礎工作急需加強,防洪排澇標準需要隨經濟社會發展適時修訂完善;規范人類活動、減少人為災害等方面的立法與執法力度仍需加大。
我國90%以上的大中城市存在不同程度的洪澇威脅,城市防洪排澇歷來是我國防汛的重點工作。隨著城鎮化進程的加快,城市面積、人口和經濟總量還將不斷增長,城市防洪排澇任務將更為艱巨。
城市防洪主要是指防御河道、湖泊和海岸的外來洪水。一般通過提高城市段防洪堤的標準,實現重點保護城市的目標。據2012年統計,全國有防洪任務的637座城市,僅有一半達到防洪標準。其中,與大江大河密切相關的31座重點防洪城市,僅有10個達標;以省會城市和沿海經濟發達城市為主的54座重要防洪城市,僅有16個達標。今后一個時期內,繼續加強城市防洪工程體系建設仍是保障城市防洪安全的重要任務之一。
城市內澇是強降雨導致城市積水成災的現象。據調研顯示,2008—2010年,有62%的城市發生過不同程度的內澇,其中超過3次以上的城市有137座。2016年武漢、新鄉、邯鄲等多座城市發生嚴重內澇,“城市看海”幾乎成為常態。
1.城市內澇形成的原因
第一,暴雨超過城市排水防澇設計標準是城市內澇形成的主要原因。受氣候變化和城市熱島效應的影響,城市暴雨頻次增多、強度增大,許多城市發生了歷史罕見或者超過歷史記錄的特大暴雨。與此同時,城市已建排水防澇設施的設計和建設標準普遍偏低,加上排水和排澇標準不夠協調,對超標準澇水出路的安排不足或缺失,老城區排水管網升級改造難度很大,超標暴雨頻發必然導致城市經常出現內澇積水,“城市看海”成為常態。
第二,快速城鎮化和規劃設計建設不當加重了城市內澇災害。城市快速擴張,地面硬化比例升高,不透水地面顯著增多(2012年約為1981年的6倍),導致降雨入滲減少、產流增多、匯流加快;城市建設侵占河湖水域,導致雨洪調蓄能力降低;城市污水排放增多,增加了排水防澇系統的基流。這些因素導致排水防澇系統的峰值流量和排泄總量增加,加大了排水防澇系統的壓力。同時,低洼地區建設開發新城區的現象比較普遍,但排水防澇系統規劃建設相對滯后,這些區域原本就是蓄澇場所,更易成為內澇積水的多發區。此外,城市基礎設施建設和地下空間開發中存在防澇薄弱環節,如城市下凹立交橋排水系統設計不周、措施建設不到位,往往導致橋下匯水量大,易嚴重積水影響交通,地下停車場、地鐵、地下商城、地下通道等進口的防御措施不足或缺失,也易發生內澇災害。
第三,外洪頂托也加重了城市內澇災害。受排澇能力增強和江河湖泊侵占等影響,同樣降雨條件下,河流洪水位和高水行洪時間增加,加上海平面上升和地面沉降的影響,城市澇水外排受外洪頂托的影響增大,內澇外排歷時延長,加重了內澇積水。
第四,城市暴雨內澇監測、預報預警和澇水調控的精準化水平不高;內澇應急預案的覆蓋面、精細化程度和可操作性存在不足;應急排澇專業隊伍、技術裝備、物資儲備等不夠完備。這些也是導致城市內澇災害嚴重的不可忽視的重要原因。
2.城市內澇防治對策建議
一是科學編制規劃,增強規劃的約束力。加強調研和資料收集,全面評估城市排水防澇能力和內澇風險,劃定河湖管理范圍和低洼易澇高風險區,并嚴格限制開發利用。強化源頭防治,積極推行雨污分流、低影響開發、內澇風險“零轉移”理念和建設模式。合理確定排水防澇分區和建設標準,科學布局標準內排水防澇措施、超標準澇水應急蓄滯場所和排泄通道,加強與城市防洪規劃的協調銜接,科學制定城市排水防澇建設規劃,強制將其納入城市和土地利用等相關規劃。
二是落實主體責任,加快工程達標建設。強化落實城市排水防澇的主體責任和持續的建設資金渠道,按規劃加快實施排水防澇工程體系達標建設,盡快提高城市排水防澇能力,并做好打“持久戰”的準備。新城區建設嚴格按照規劃標準盡量做到一步到位,對老城區,應分出輕重緩急,按規劃逐步實施達標改造。
三是加強監測預警,做好應急超前準備。研發暴雨內澇精準化監測預報和調度模型,提升監測預報尤其是短臨預報的精度,建立現代化的暴雨內澇監測預警和調度系統,為準確啟動應急響應級別、做好應急超前準備提供科學支撐。
四是完善應急預案,減輕內澇災害損失。堅持防治結合,科學編制城市防澇應急預案。對交通干道、下凹橋、地鐵口、地下停車場、低洼區、危舊房屋等高風險重點部位,設立警示標牌,落實應急防澇搶險措施,切實加強防范。加強培訓演練,提高預案的可操作性。加強專業搶險隊伍、搶險裝備和物資儲備建設,提高應急搶險能力。
五是加強運行管理,確保排澇設施功能。加強城市河湖管理,嚴禁侵占河湖水域,實施河湖連通和清淤疏浚工程,保障澇水調蓄能力。嚴格限制在低洼區開發建設,避免新增易澇高風險區。加強雨水口、地下排水管網的檢查和維護,確保排水系統暢通。加強科學優化調度,最大限度發揮排水防澇系統的潛力。
六是強化科普宣傳,增強防災減災意識。充分利用各種媒體,加強城市內澇防御科普宣傳,正確引導公眾對城市內澇的科學認知,提高公眾識別危險和主動防災避險的能力。■
責任編輯軒瑋
TV122+TV87
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1000-1123(2016)15-0010-02
2016-07-29
丁留謙,所長,教授級高級工程師。