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我国是世界上的人口大国,随着人口的增长,资源枯竭、环境恶化,极端气候越来越多,使我国成为世界上气象灾害最多,活动最频繁,危害最严重的国家之一,而农业是气候变化最敏感的领域之一,灾害性天气直接影响着农业生产。
农业气象灾害是指农业生产过程中发生的导致农业显著减产的不利天气或气候条件的总称。影响讷河市农业生产的主要气象灾害包括:干旱、冷冻灾害、水灾和冰雹。
一、灾害类型
1.干旱
干旱是北方地区的主要气象灾害,是指由于长时间降水偏少,出现空气干燥、土壤缺水、使农作物体内水分发生亏损,影响作物正常的生长发育,造成农业减产,人畜饮水困难以及生态环境恶化的现象,对农业生产所造成的损失比洪涝更为严重,是农业稳定发展和生产安全的主要制约因素。土壤干旱,是最主要的干旱形式,指长期无雨或少雨的情况下,又缺少灌溉条件,土壤中水分长期得不到补充,作物得不到正常的水分供应而遭受的危害。
2.冷冻灾害
农业冷冻灾害主要包括低温冷害和冻害,而冻害包括霜冻和寒潮。低温冷害主要是指农作物在生长期间温度偏低、热量不足延迟作物的生长速度或是作物发育关键期遇到一定强度的低温,对作物发育产生障碍而使农作物减产的气象灾害。当出现冷害时,粒子不能完好成熟,质量下降,严重时可出现大幅减产甚至绝产。
霜冻是指农作物生育期间,因土壤和作物表面的温度降低到某一程度(一般低于0℃)时,使农作物受害或死亡的现象。出现霜冻时经常伴有霜,但有时也可以不出现霜,霜冻着眼于作物的冻害现象,而霜则着眼于物理现象由于近些年讷河市农业种植结构的变化,果蔬等作物因为有着较好的经济效益,百姓逐渐认可,但受霜冻等的影响也在逐步加大。
3.水灾
水灾分为洪和涝两种,洪是指大雨、暴雨引起水道急流、山洪暴发、河水泛滥、淹没农田、毁坏环境与各种设施等。涝是指水过多或过于集中或返浆水过多造成的积水成灾。洪涝大部分集中在夏季,年度变化十分明显,是影响作物产量的气象灾害,而秋雨过多也会对农作物收割产生较大危害,2012年讷河市秋季雨量过大,使秋收比往年延后了半个多月。
4.冰雹
冰雹也叫“雹”,俗称雹子,夏季或春夏之交最为常见。它是一些小如绿豆、黄豆,大似栗子、鸡蛋的冰粒尤其是北方的山区及丘陵地区,地形复杂,天气多变,冰雹多,受害重,对农业危害很大。猛烈的冰雹打毁庄稼,损坏房屋,人被砸伤、牲畜被砸死的情况也常常发生;特大的冰雹甚至能比柚子还大,会致人死亡、毁坏大片农田和树木、摧毁建筑物和车辆等。具有强大的杀伤力,雹灾是影响我市严重灾害之一。
二、防御对策
1.干旱的防御防御干旱根本的途径是种草种树,改善生态环境,兴修水利,搞好农田基本建设。一方面要认识到水对植物生活的极端重要性,还要认识到我国季风气候的特征就是降水分布的不均匀、经常性出现水灾、旱灾是必然的。大水漫灌既浪费宝贵的水资源,还会带来不利影响。采用喷灌、滴灌、地下灌溉等先进方式,可节约大量水资源,效果也更好,不至于太多或太少。还可以采用覆盖、免耕技术,选用抗旱力强的品种,改革种植制度等。在遇到有利天气形势时,还要进行人工增雨缓解旱情,充分发挥人工增雨的效用。
2.冷冻灾害暂无大范围较好的防御对策,只能加强霜冻灾害预报,做好小范围防范及事后补救
防御措施有:覆盖防霜、灌水、熏烟驱霜和热炉加热法。万一遭受霜冻,在太阳出来之前,浇水或喷清水洗霜,可减轻作物霜冻危害,已发生冻害的作物,应在晴天对受冻残体进行清除;除此之外还要注意病虫害的发生与防治,作物受冻害后,体弱,抵抗力差,容易发生病虫害,要加强病虫害综合防控,尽量减少因病虫害造成的产量和经济损失。
3.江河洪水的防御
工程措施包括修建防洪堤、救生高台、水库、河道清淤清障,以及城市内的排水渠道等。非工程措施:主要包括我们做的整个防洪工作。如防洪准备、洪水预报、信息传递、淹没区人员、物资撤离转移、抢险队伍、物资储备、抢险救灾,以及河道管理等。我们还要把汛期中防洪抗洪的一切工作准备好。发生洪水险情,要坚决执行上级领导的指令,进行果断处理对有的地方上级险情一定要了解清楚,我们给领导汇报也要实在,避免造成不必要的影响。
4.冰雹的防御
政府及相关部门按照职责做好防冰雹的应急工作,气象部门做好人工防雹作业准备并择机进行作业。农作物遭受雹灾后要及时进行灾后补救。如小麦被雹砸后,不要割去残株,只要进行科学管理,如中耕松土,追施肥料、及时浇水,都能获得一定的产量。但是,小麦在扬花期后被砸断的残株,无恢复能力,就无抢救意义了。玉米遭雹灾后,若经过田间管理能恢复生长的,则不要割除茎叶,有利于植株恢复生长。玉米田间缺苗严惩的地块,可补种早熟作物,如绿豆。一般来说,禾本科作物抽穗前抗灾能力较强,一般只要留有根茬(玉米留有穗节),均能恢复生长,并获得一定产量,双子叶作物却相反,苗期抗雹灾能力较弱,子叶砸断后,一般不能复生或产量极低;而生育中、后期的抗灾能力较强,只要及时采取综合措施,均能挽回损失,达到灾年不歉收。
关键词:气候灾害;农业;防御措施;气象保险
中图分类号:F842.66文献标识码:ADOI:10.11974/nyyjs.20161233188
我国现在大力发展农业,最主要的是植物的培养与研究。在南方,主要种植水稻,它一般在酸性砖红土壤中生长,适应的气候条件是高温多雨和雨热同期。因此水稻种植业很容易受到气候的影响。在北方,主要种植小麦,它对土壤的条件比较高,适合小麦生长的土壤条件是熟土层厚,结构良好,有机物丰富,养分全面,氮磷平衡,保水保肥力强,通透性强。只有这样,才能使小麦生长均匀一致,达到高产稳产的目的。至于气候对小麦的影响,最明显的在冬天的时候,如果冬季气候温暖,就会形成麦苗旺长,为春季小麦冻害制造了一定的安全隐患。从这2种农作物的最佳气候条件来看,农业气象保险将会是一个关键点,在农业安全保障中扮演一个很重要的角色。
1农业气象灾害影响
农业灾害往往是预想不到的,它会毫无预兆的发起攻击。例如1997―1999年的厄尔尼诺现象,又称厄尔尼诺海流,是太平洋赤道带大范围内海洋和大气相互作用后失去平衡而产生的一种气候现象。那次事件给我国带来了巨大的影响,南方和北方无一幸免,造成北方持续高温,以致于发生旱灾,旱情十分严重,南方则是低温洪涝,1998年在我国南方遭遇的特大洪水灾害,厄尔尼诺现象是重要因素之一。2015年的厄尔尼诺对我国更是造成了极大的危害,北方严重干旱,玉米没有水分生长不均匀,导致低产量,农民收入微薄,南方洪涝多发,长江中下游降水较多,集中到了棉花采摘的季节,给人们带来了很多不便。并且出现了暖冬迹象。2016年的“拉尼娜”即将到来,这又将会给我国带来什么影响呢?预计会使我国冬天温度下降2.95℃左右易出现冷冻现象,并且南方的概率会高于北方。
2农业气象灾害的防御及治理
农业气象灾害还是需要不断的改进,可以从两方面改进。健全农业气象灾害的预警机制,在灾害到来之前,必须做好预警工作,对灾害可能带来的危害做大量的数据预测分析总结,然后开展全面的防御措施,最大限度的防止气象灾害带来的损失。但是如何做好灾前预警呢。需要完整的机器设备,能够及时的对气象进行检测和对数据的传递,这样预警机构才能做好数据的预测与分析;工作人员要有严谨的工作态度,对任何一组数据做详细的分析,及时汇报工作总结,并且能够有效的参与到防御过程中,根据预测数据给予高效率的方案。�c此同时,可以建立气象灾害防御应急机制,充分利用各大部门的职能与优势,创建紧密的合作体系,及时的开展各类气象灾害监测预警,气象灾害的评估与应急技术的研究,达到人才、信息、技术的资源共享,编制农业气象灾害的风险区划和防御规划,对致灾因素进行风险评估,确定风险系数。只有这样,防御措施才有可能实现的更全面,更高效。另一方面,做好灾后治理。灾后不仅破坏了地表植被,降低了土壤保水能力,致使生态环境脆弱,水土流失严重,导致农民陷入贫困的局面。所以灾后治理在灾情发生后是一个很重要的补充,又该如何做好灾后治理呢。对于洪涝灾害的灾后治理,要及时清沟排水,排出大量的积水,让农作物的根系能够进行光合作用,正常代谢呼吸,并且要及时清除田间枯萎的叶子,改变通风透光条件,然后培土,加固,让农作物能尽快恢复生机。还要及时破坏板结土壤,给农作物创造一个良好的生长环境,然后补加化肥,使农作物需要的氮,磷等元素指数升高,这样可以让农作物得到充分的营养成分,在佳宜的环境中茁壮的成长。对于干旱的灾后治理,可以采取人工降雨,让农作物吸收充足的水分,恢复生命力。最基本的是政府要实施政策补贴,这时候政府需要制定一个合理的补贴政策,使农民的利益达到最大化,让农民尽可能的少些损失。接下来就是要做好灾后数据统计,算出气候灾害的出现概率与极端值,再与灾前的数据对比,总结出灾情是否超过了预测的状况,然后得出灾前与防御措施的不足,进一步增强防御措施,加强防御范围,最好做到理想状态。
【关键词】城市水灾 规划建设 防灾工程体系 科学架构
【中图分类号】 TU984.2 【文献标识码】A
【DOI】10.16619/ki.rmltxsqy.2016.21.004
近年来,我国城市水灾频发,造成了巨大的经济、财产损失,严重影响了城市的正常安全运行,并受到了媒体、公众和政府的高度重视。城市水灾包括城市洪灾和城市内涝,很多专家学者从不同的角度探讨了城市内涝的产生原因和解决途径,并各有建树。城市水灾产生的原因是多方面的,包括:政府的重视和投入、社会和市民的期望值等社会因素,气象条件等自然因素,防灾工程建设等工程因素,工程设施的运行、调度与管理等管理因素和民众的防灾减灾意识等多方面因素。目前来看,政府的重视和投入、社会和市民的期望值等社会因素都期望减少和避免城市水灾的产生,气候变化等自然因素可以通过科学的预测体现在防灾工程的建设标准之中。所以,笔者认为:建设高标准的防灾工程设施是最关键且最重要的防灾措施。有了高标准的防灾工程设施,才能有效地通过工程设施的运行、调度与管理等措施实现防灾减灾的目的。为了科学规划建设城市水灾防御工程,抵御城市内涝,本文仅从工程的角度探讨如何构架城市水灾防御工程的系统科学问题。
我国城市水灾的二元体系架构
人类从农耕社会逐步发展到现在以城市为中心的现代化社会,现代文明促进了城市的发展、壮大。城市是一个人口和社会财富高度集中的区域,为了提高城市的土地承载能力,城市从自然生态系统逐步转变为人工生态系统,它的生态安全、排水安全和防灾安全都依赖于相应的工程设施提供保障。目前,我国已经建设了比较完善的城市防洪工程和城市雨水排水工程。
滨水城市一般沿河、湖、海岸线等水体岸边建设有防洪、防潮堤坝,相关河流水系建设有高标准的防洪水库、堤坝和滞洪区以保护城市免受外部洪水的危害,城市防洪工程的设防标准与城市的重要性有关,设计依据是城市防洪工程设计规范。在设防标准以下,防洪工程应保证城市的防洪安全。目前,城市防洪工程已经有比较完善的规划设计标准体系和工程实践经验。
几乎所有的城镇规划建成区范围以内,都建有地下雨水排水管网或合流制管网,用来排除规划建成区以内的暴雨径流,保障城市排水安全。其作用是补偿城市建设过程中对地表排水沟渠的破坏、提高排水能力、保护城市免受暴雨灾害和为市民提供舒适的生存条件。城市雨水排水工程的设计标准、设计依据应符合城市排水设计规范。在设计标准以下,排水工程应保证城市的排水安全。目前,城市排水工程也已经有比较完善的规划设计标准体系和工程实践经验。
城市规划建设的防洪工程和雨水排水工程共同构成了我国城市水灾的二元体系架构。城市防洪工程由水利部门负责,有专业的人才培养体系和高等院校、工程规划建设的理论、技术标准体系以及运行维护机构。城市雨水工程由城建部门负责,同样有专业人才培养体系和高等院校、工程规划建设的理论、技术标准体系和运行维护机构。在两个体系都正常运转的条件下,为什么还会发生城市内涝灾害呢?其原因是城市雨水管网设计标准偏低,经常发生雨水排水系统“失效”工况,而且没有对超标雨水做出安排,任由超标的地表漫流雨水流到城市低洼地区造成内涝灾害,而城市的管理者处于没有任何解决之道的尴尬状态。
2012年,由住房与城乡建设部完成的亚洲发展银行技术援华项目“城市雨水管理与内涝防治”的咨询报告全面分析了我国法律、机构、技术和投资等方面存在的问题,并提出了解决问题的建议。研究发现,我国城市雨水排水设施设计标准偏低,超过雨水排水标准的内涝事件经常发生,且许多城市没有对超标雨水产生的地表漫流做出相应的工程安排。调研发现,发达国家采用两种方式解决导致城市内涝的超标雨水地表漫流问题:其一是建设高标准的城市地下雨水排水设施;其二是利用城市道路排除超标雨水,对超标雨水进行约束,设计标准可以达到“百年一遇”。我国的经济处在高速发展之中,即将迈入中等发达国家行列,国外发达国家的先进经验和技术值得借鉴,那么我们应采用哪种方式解决城市内涝问题呢?
我国一直以来都采用城市排水工程和城市防洪工程的二元工程体系架构来解决城市的水灾问题。2011年以前,主要采用排水管网工程排除城市雨水,没有对超标雨水做出工程安排。传统的思维方式是通过提高地下雨水管网的设计标准来解决城市内涝问题,可以学习的范例有我国香港地下雨水排水工程“50年一遇”的设计标准、英国伦敦“30年一遇”的设计标准。采用这种方式进行管网改造或重建的优点是没有理论和技术方法方面的困难,而缺点是大范围开挖对城市造成的负面影响以及管网沉积造成的运行维护费用增加,同时还应考虑地下空间利用等问题。因此,这种方式适合在新建城区进行探索。
《室外排水设计规范(2011版)》首次提出“内涝”的概念,在《室外排水设计规范(2014版)》颁布以前,一直将排水标准作为内涝的防治标准。因此,很多人将排水管网提标改造作为解决城市内涝的核心技术。《室外排水设计规范(2014版)》从顶层设计角度,建立了涵盖“源头控制体系”“排水管网系统体系”和“内涝防治体系”的城镇排水系统标准体系框架。根据该规范提出的体系框架,第二种建设与改造的方式是参考北美与澳大利亚等国家,建立城市排水、内涝防治和防洪三套工程体系架构,一并考虑城市雨水系统的防灾问题。内涝防治的工程措施包括源头的削峰调节池、利用道路纵坡排除超标地表径流的行泄通道、建立大型调蓄设施以及城市内河、湖的排涝泵站等。
两种解决方式的差别在于是将眼光局限于城市排水的范畴,还是从整个城市雨水系统的角度出发来构架工程系统。为深入探究,我们必须提高现有排水管网的设计标准,同时制定新的内涝防治标准,并且要与城市排水标准和防洪标准相衔接。
国务院2013年的《关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知》为科学防治城市内涝灾害提出了从规划做起的基本要求。2014年1月1日颁布的《城镇排水与污水处理条例》为科学防治城市内涝灾害奠定了法律依据。《室外排水设计规范(2014版)》为科学防治城市内涝灾害制定了防治标准。在《住房城乡建设部关于印发城市排水(雨水)防涝综合规划编制大纲的通知(建城[2013]98号)》的基础上,全国各地都在应用《城镇内涝防治技术规范》中提出的相关技术,积极编制城市排水(雨水)防涝综合规划。目前,海绵城市建设已经被提上城市排水防涝综合规划的议事日程。为了更好地将以上精神落实到工程之中,定义科学防治城市内涝灾害的设计工况就十分必要。国务院办公厅2015年出台的《关于推进海绵城市建设的指导意见》中要求:“小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、热岛有缓解,通过海绵城市工程建设逐步完善城市内涝防治工程体系。”
由于城市内涝是最近提出的概念,城市内涝灾害相关的基本概念一直困扰着工程技术人员和社会公众,因此应进行深入研究予以澄清。城市内涝灾害是城市水灾的一种,城市内涝灾害防御工程是城市水灾防灾工程的重要组成部分。
我国的城市水灾防灾工程体系
城市水灾防灾工程体系包括城市雨水的管理、排除和防止河水倒灌或洪水泛滥的一整套工程设施,这一整套工程设施是防治城市内涝灾害的重要基础条件。
为了实现城市排水(雨水)防涝工程体系防灾、减灾的目的,并考虑到定量化规划、设计该工程体系,我国参考国际发达国家的经验和本国具体实践,按照雨水的流动方向,从上游到下游将城市水灾防灾工程体系划分为5个单项工程:源头控制工程(海绵城市建设――低影响开发部分)、雨水排水管网工程(小排水系统)、内涝防治工程(大排水系统上游)、排涝工程(大排水系统下游)和防洪工程。5个单项工程互为上下游关系,定量化共同分担防止内涝灾害发生的责任。
源头控制工程。降落到城市规划区范围以内的降雨,在小区或街坊内产生地表径流,地表径流的量取决于用地性质和地表覆盖种类。科学地规划建设各种用地性质的雨水径流过程,可以有效地控制进入雨水管网的流量过程线特性。
源头控制工程采用调蓄或增加入渗等低影响开发(LID)和雨水利用典型技术,主要设计参数为降雨量(mm)。常用的设计调蓄水量为10~30mm,实际降雨量小于设计值时,源头控制工程将所有降雨蓄存在建设小区以内。实际降雨量超过该工程的设计值后,该工程会失效,将产生向源头控制工程以外的排水过程。
从原则上讲,通过工程设施可以将全部的降雨滞蓄在进入雨水管网之前的地表径流阶段,但是,在大城市寄希望于通过源头控制工程解决城市内涝问题可能是不经济和不安全的。采用源头削峰技术可以有效解决超过雨水排水管网能力的雨水外排问题,还应对有关问题进行深入研究。
雨水排水管网工程。在城市规划范围以内,都要求建设城市雨水管网,来排除设计重现期以内的暴雨径流,以保证城市居民在降雨期间出行方便。降落在城市规划区内的暴雨,产生地表径流后,从建筑小区、工厂、学校、单位等区域设计地面流向道路,并通过道路边沟进入设置在路边的雨水口,之后进入地下雨水管网系统,雨水管网收集地表径流以后排向下游的受纳水体(排涝工程或防洪工程)。由于城市雨水管网的设计重现期与城市内涝防御工程设计重现期相比有很大差别,并且都比较低,所以北美和澳大利亚等国称城市雨水管网为小排水系统(minor drainage system)。在我国的规划设计理念中,超过雨水管网排水能力的暴雨径流可以暂时蓄存在地表低洼处,待暴雨过后或管网有富余排水能力时再排出,所以在超过管网排水能力的大暴雨条件下,一定会产生城市区域内积水问题。
根据推理公式法设计理论,城市雨水管网的主要设计参数是设计暴雨强度(mm/min或l/s.ha),常用的设计重现期为2~5年。如果将设计标准提高到30~100年,有很多新的问题需要探索,尤其是对下游排涝设施的影响。
内涝防治工程。城市规划区范围内产生积水问题是一种自然现象,超过城市雨水管网排水能力的暴雨径流聚集在城市低洼地区,造成一定经济或财产损失,即产生内涝灾害。城市内涝灾害是一种发生在城市规划区范围内新的自然灾害,是改革开放以后经济发展带来的新问题,确定城市内涝防治标准、建设城市内涝防御工程是保护市民财产和保证城市快速、安全运行的重要前提。我国原有的城市规划设计理论不包含城市内涝灾害防治的内容,所以内涝防治工程规划建设是一种新的需求。为了科学构建城市内涝工程防灾体系,《室外排水设计规范(2014版)》列出了城市内涝综合防治标准,设计重现期范围在20~100年,远远高于城市雨水管网设计标准的2~5年。美国、日本、欧盟等国家均对内涝设计重现期做了明确规定。我国在此之前没有专门针对内涝防治的设计标准,《室外排水设计规范(2014版)》修订增加了控制地面积水方面的内容,并规定了内涝防治系统设计重现期和积水深度标准,用以规范和指导城市内涝防治工程的设计。
发达国家和地区均建有城市内涝防治系统,北美和澳大利亚等国称为大排水系统(major drainage system),主要包含雨水明渠、坡地、道路、深隧、内河河道和调蓄设施等。由于我国行政管理和专业分工与国外有一定的差异,排涝工程和防洪工程由水利部门负责,城市排水和城市内涝防治工程由建设部门负责。城市内涝防治工程包括行泄通道和调蓄设施,其中行泄通道由道路和大排水通道组成,将超过排水管网排水能力的地表径流排入下游水体。
城市区域内规划设计的道路除了保障交通运输的任务以外,还应承担排除雨水的任务,即:排除自身产生的暴雨径流、排除上游和周边区域产生的暴雨径流以及作为输送超标雨水的行泄通道。雨水口和检查井都设置在道路之上,源头区域产生的地表径流只能通过道路才能进入雨水管网,超标的暴雨径流一般都聚集在道路之上,只能通过科学合理地设计道路的坡度和断面才能及时排除。因此,道路设计方法的改进和创新是构建城市内涝防治工程体系的关键。
排涝工程。城市排涝工程是保证城市运行安全的工程设施,是城市雨水管网和城市内涝防治工程的下游排水通道,由河道和排涝泵站等工程设施组成,是保证城市雨水排水工程和城市内涝防治工程正常工作的重要工程设施。
城市排涝工程采用与暴雨强度相关的排涝模数进行设计,设计标准一般为设计重现期20年,设计依据一般为城市或区域的水文手册,主要由水利工程师负责设计。
排涝工程的设计水位超过城市雨水管网和城市内涝防治工程的下游设计水位,就会对城市雨水管网和城市内涝防治工程的排水造成顶托,影响排水能力。如果水位过高就会通过城市雨水管网和城市内涝防治工程设施倒灌进城市规划区范围以内,形成严重内涝灾害。
目前城市排涝工程的设计方法是从农田排涝实践发展而来,排水时间等设计参数还应该从城市的需求来考虑,模型技术的推广应用也应予以重视。
防洪工程。城市防洪工程是保障城市安全、保证城市免受洪水灾害的工程设施,由水库、河道和滞洪区组成。它是城市排水、防涝和排涝工程的下游排水通道,对城市内涝防治的作用非常重要。
城市防洪工程一般采用设计流量作为设计参数,设计标准一般为50年以上,设计流量通过对观测河流的洪峰流量进行数理统计的方法确定,设计水位是城市排水、防涝和排涝工程的重要设计参数。水位超过洪水设防标准以后,所有的排水设施,包括城市排水、防涝和排涝工程都会失效,将产生严重洪涝灾害。对此,应研究包括城市雨水排水工程在内的所有影响因素的水力模型,全面评估各种情况下城市的防灾能力。
城市水灾防灾工程体系各个组成部分的相互关系
源头控制工程、雨水排水管网工程(小排水系统)、内涝防治工程(大排水系统上游)、排涝工程(大排水系统下游)和防洪工程这5个单项工程共同分担防止内涝灾害发生的责任,5个单项工程缺一不可。目前,我国内涝灾害频发以及对内涝灾害认识混乱的根本原因是由于内涝防治工程缺失和整个系统的不完善。科学构建适合我国国情的城市水灾防灾工程体系,并建立各个组成部分的相互边界关系,对于提高城市防灾能力来说十分重要。
城市排水(雨水)防涝系统的规划建设涉及到城市防洪排涝、内涝防治、城市排水、低影响开发、雨水利用和合流制改造等多个研究领域,与水利工程、市政工程、市政道路工程和环境工程密切相关。目前,由于各个领域的交叉衔接等问题,造成很多概念混淆。为保证我国排水(雨水)防涝系统的规划建设工程实践沿着正确的方向发展,笔者认为应通过学习国外发达国家的先进经验,结合我国的实际技术经济条件,建设5个单元工程体系,依据中国国情建设城市水灾防御工程规划的体系架构。
内涝防治工程是城市内涝防灾的主体。城市排水(雨水)防涝系统包括城市洪水灾害的安全处置、城市内涝灾害的安全处置和城市排水安全。城市化发展过程中片面追求发展速度以及地上、地下不和谐的发展倾向,导致了近年来中国城市区域内涝灾害频发,这不仅严重影响城市居民的正常生活,也对城市的安全运行和城市的良性可持续发展构成了挑战。在我国,城市防洪由水利部门负责,经过几十年的建设已经形成比较完善的体系。城市内涝灾害防治和城市排水由城建部门负责,已经建成的城市排水管网只能排除小重现期条件下的降雨径流,能够应对高重现期条件下内涝灾害的防御体系几乎是空白。城市雨水排水标准普遍偏低,虽然已经制定了城市内涝防灾标准,但是缺乏相应的工程体系建设经验,同时预警机制不够健全、部门之间缺乏协调联动等,暴露出了城市内涝风险管理体系的不完善。
各个单项工程的责任。由源头控制工程、城市排水工程、城市内涝防治工程、排涝工程和城市防洪工程共同组成应对城市水灾的工程体系,应明确它们之间的边界条件,以便分清责任。
城市防洪工程的边界条件是保证城市的过境河流和水系不泛滥成灾,即:防止外洪威胁城市的安全,从流域层面保证河流行洪通道通畅,蓄滞洪区工作正常;从城市层面应保证城市安全,防止外部洪水泛滥进城。主要由地方政府的水利部门和国家水利部负责,国家和地方的防汛抗旱指挥部负责协调防汛、抢险和救灾事项。
城市排涝工程是城市防洪工程的重要组成部分,城市排涝工程的设计标准是保证排除城市涝水的设计水平,是城市区域降雨径流可能排入受纳水体的限制性条件。
城市排水工程的边界条件是保证在小重现期暴雨(一般地区2~5年)的条件下,城市区域不产生严重积水,不影响城市的正常运行。主要由地方政府的城建部门(或水务局)和住房与城乡建设部负责规划、建设、运营和管理。
城市内涝防治工程的边界条件是保证在大重现期暴雨(一般20~100年)的条件下(与城市内涝防治工程设计标准有关),城市区域不产生内涝灾害,不影响城市的正常运行。城市内涝防治工程的上游边界条件是城市排水工程,即超过城市排水管网排水能力的降雨产生的地表径流进入城市内涝防治工程,下游边界条件是城市防洪工程(排涝工程),即城市河流水系等所能够接纳的城市区域的降雨径流水量。因此,城市应建设排除或蓄存超过排水工程排水能力、小于内涝防治工程建设标准的暴雨径流的工程设施,保证在发生城市内涝防治工程建设标准以下的暴雨事件时不发生内涝灾害。笔者认为,该项工程应由地方政府的城建部门(或水务局)和住房与城乡建设部负责规划、建设、运营和管理。
源头控制工程、城市排水工程、城市内涝防治工程、排涝工程和城市防洪工程5个单元工程体系构成一个完整的应对城市区域洪、涝灾害的工程系统,它们相互联系、相互影响,是一个有机的整体,缺一不可。由于我国缺乏足够的经济实力,无法效仿香港将排水、防涝、防洪三套工程合为一套,按照防洪工程标准建设同时具有防洪、排水和城市内涝防治功能的排水工程。我国现有的排水工程建设标准偏低,也学不了英、美等国建设高标准的城市排水工程和城市防洪工程,辅助建设部分城市内涝防治工程设施的方式。我国可以参照澳大利亚建设三套工程体系的经验,结合我国具体实践,创新性地构架中国防治城市区域洪、涝灾害的工程系统,科学规划建设城市排水工程、城市内涝防治工程和城市防洪工程三套工程体系,即5个单元工程。
各个单项工程的相互关系。源头控制工程、雨水排水管网工程(小排水系统)、内涝防治工程(大排水系统上游)、排涝工程(大排水系统下游)和防洪工程这5个单项工程共同承担防止城市内涝灾害发生的责任,5个单项工程缺一不可。其中任何一个环节出现问题都会导致城市区域严重积水,并引发城市内涝灾害或城市下游发生洪水灾害。
城市附近的水利工程是城市排水工程的下游受纳水体,目前排水工程和水利工程的设计衔接关系是水利工程的设计水位,一旦水利工程的实际运行水位超过设计水位,城市区域内的雨水就无法顺利排入下游水体,就会产生由洪水引发的城市内涝灾害。在大暴雨期间城市区域产生的大量积水就相当于流域的滞洪区,对削减下游河道的洪峰流量有一定好处。如果不加评估就增加向河流排放的洪峰流量,就会产生由城市内涝导致的下游洪水灾害。
在规划设计城市雨水管网时,应根据规划用地地表情况确定径流系数,因为该径流系数决定了城市雨水管网的排水能力。如果在管网建成后改变了用地特性,增加了不透水地表的比例,就会出现由地表特性改变导致雨水排水管渠工程提前失效和实际排水标准变低的现象。
工程失效。当实际运行工况不能满足设计工况条件,如实际的暴雨超过了排水和防涝工程设计的能力,或者下游受纳水体水位超过了设计水位,都会导致排水(雨水)防涝工程失效。对此,应该建立评估方法和评估程序对城市产生内涝灾害的原因进行科学评估,分清责任,对城市内涝灾害造成的损失建立追责和问责机制。
规范标准的衔接问题
在源头控制工程、城市排水工程、城市内涝防治工程、排涝工程和城市防洪工程5个单元工程体系中,设计标准的表述方式不同,大体可以分为3类:源头控制工程采用降雨量;城市排水工程、城市内涝防治工程、排涝工程采用降雨强度,用重现期表示设计标准;城市防洪工程采用观测洪峰流量的重现期。源头控制工程只能计算出总调蓄水量,没有数理统计的重现期设计标准概念,也无法计算出设计流量,因此对于高重现期极端暴雨事件的应对能力应慎重对待。城市排水工程、城市内涝防治工程、排涝工程都采用降雨的重现期来确定设计标准,《室外排水设计规范(2014版)》已经推荐采用年最大值法采集暴雨样本资料,为协调3个工程的设计标准奠定了基础。如果采用相同的基础暴雨资料,应采用同样的资料整理方法,则在相同设计标准条件下,暴雨强度值应该是相同的。城市防洪工程的设计标准与其他工程的标准不同,没有对应关系。
采用年最大值法采集暴雨样本资料,设计工况条件下假设有充沛的前期降雨,因此源头控制工程设计调蓄水量对城市排水工程、城市内涝防治工程和排涝工程的影响很有限。
城市防洪工程、排涝工程与城市排水工程和城市内涝防治工程的设计标准衔接可以简单地处理成设计工况的水位衔接,将来可以采用流量演算的方法进行流量通行能力的衔接。
结论
为了科学构架城市排水防涝工程体系,结合我国国情和现行的规范标准体系,本文提出了5个单元工程体系架构的设想,并探讨了5个单元工程的组成、分担的任务、相互关系和设计标准衔接问题。
源头控制工程以调蓄降雨量为设计参数,无法与排水工程的设计暴雨强度相衔接。
城市排水工程、城市内涝防治工程和排涝工程都采用设计暴雨强度作为设计参数,并且采用相同的年最大值采样分析方法,设计标准和设计计算方法应进行协调,以保证系统的安全性和可靠性。
在总体框架下,应科学划分5个单项工程的任务和上下游边界条件,各个单项工程应完善其设计计算方法,并建立完善的监管体制,明确产生城市内涝的工程原因。
在5个单项工程中,除城市内涝防治工程是新的工程以外,其余4个单项工程都有比较完善的设计规范标准和技术方法,所以建立城市内涝防治工程的规范标准和技术方法体系是当前的重点和难点。
关键词:自然灾害;通信安全;威胁;防护措施
一、自然灾害对通信安全的威胁
通信网的覆盖面广大,使得当发生重大自然灾害的时候,任何地区的通信网络的全局或局部安全都会产生影响,如果影响较严重的话,可能会中断营业,而且它们的通信质量也有可能会下降。主要通信运营企业都拥有一张物理网络,它覆盖面积大、通信设备众多,自然灾害可能会严重破坏对公共电信网上使用的交换、传输、通信电源、移动基站等主要电信设备。由于有些通信设备的价值贵重,通信网络在遭受自然灾害时会造成损失,甚至有时风险发生还会形成较大的损失。
08年初席卷我国南方19个省市半个多月的冰雪灾害天气,造成通信杆路共倒断杆33万根,通信线路共受损3.2万公里,受影响用户近3000万户。受灾损害的通信线路多为处于野外的本地网架空通信线路。据报道,有些地区架空光缆上结冰后直径粗达100一150mm。线路受损的内因是线路建筑强度及器材不符合标准,且疏于管理维护;外因是被邻近的树木断枝及电力线倒杆等压断光缆,它占了这次通信线路受损的大多数。
二、提高信息与通信网防御自然灾害的能力
偶然暴发的洪水、大火和地震三大灾害,是人类至今遭受自然界最大、最多也是最严重的灾难。暴发时,通信一度完全中断,对救援工作造成了很大困难,部队马上派出了通信兵进行抢修,与地方通信公司一起搭建了应急通信链路,有效保障了营救实施。
(一)防洪水灾害,保通信网安全。
我国的洪水灾害大大小小连年不断,但能对信息与通信网造成灾害的只有较大洪水,也就是说,至少在较广地区内或较大河流流域,能冲破防洪堤坝,冲毁铁路、公路路基以及进入城镇等洪水,才会对通信网造成危险,而这类洪水灾害每年都有发生。现在通信手段很多,有线不通用无线,甚至可以使用卫星通信,但是一定要充分满足通信节点站址所在地的地面海拔,应在百年一遇的洪水水位高度以上,如高度不能满足要求,则应在机房结构上想法解决。无论机房或通信线路都应远离水库,或是定位于水库上游,对于缆线、管道均不应通过容易塌方和冲刷的地方,更不应敷设在堤坝上。
(二)控制火种、防止蔓延,确保通信网安全。
人们常说:“水火无情”,“星火可以燎原”。火在目前还是人类不可或缺的,可是一旦失控,引起火灾,就会无情地将一切化为灰烬。从信息与通信网本身来说,就是要切实做好所有接地系统,防止发生火花或电弧的可能,出局或主干光/电缆严禁架空穿插民用房屋。对局站技术性房屋,必须采取防火技术措施,首先是要考虑火势蔓延的问题,就是说:一个专业机房失火,不要蔓延到其它专业机房;大机房中,一个专业区失火,不能扩大到其他区。为此,对机房建筑要采取防火措施(如防火墙,防火帘等),还必须配置必要的防火器材,这在建筑专项设计规范中都有专门的规定。
(三)避开震中、提高防震等级,确保通信网安全。
地震灾害不断侵扰着人们,仅上个世纪就有百余万人丧了命,财产损失不计其数,它的活动规律性一直是人们极其关心的问题,但是问题没有完全解决,不过人们对它也不是一筹莫展,已经初步掌握其活动规律。汶川发生的地震对全国人民来说,是一件极其痛心的事,也是一次观测地震与抗震的大动员。大地震时,政府、机关、电信局以及商店民房全都变成瓦砾,对外一切联系中断。当时向外发出的第一个“救灾”请求的,是汶川郊外地下干线电缆通信站。该站虽在汶川郊外,但离市区仅几公里,由于是在地下就安然无恙,还可以肯定地下电缆也是完好的。
三、总结
因此,我们可以说,为了确保信息与通信网的安全,所建主要节点以上的局站,要远离地震中心(包括理论的、调研的、曾经发生过大地震的),要提升建筑物防震的等级,一般局站也要执行防震等级。机房中的所有设备、系统都要防震加固。所有核心网的光缆,本地网的主干光缆,有一定容量的光、电缆都应走地下路由。在信息与通信网的建设中进一步强调抗震的力度,加强信息与通信网的安全性是至关重要的。
参考文献
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在占我国国土总面积11.2%的106万平方公里受洪水威胁的区域中,聚集了全国66%的人口、80%的资产、90%以上的城市和40%的耕地。这一区域是全国最富饶、人口最密集、经济快速发展的地区。由于防洪治涝体系尚不完善、人水争地矛盾突出、气候变化加剧等原因,该区域洪涝灾害的损失依然处于上升态势,人民群众的生命、财产安全仍受到严重威胁。 受洪水威胁区域的
分布和特点
根据地理、水文、社会经济特征,可将我国受洪水威胁的区域大致分为平原地区、山丘地区和城市地区。
平原地区洪涝特点。受洪水威胁的平原地区主要分布在江河中下游,是我国经济最为发达的地区。目前,其防洪工程已基本达标,通过水库、堤防、蓄滞洪区和分洪道的联合调度,多可以防御20世纪以来发生的最大洪水。但发生超标准极端洪水而导致工程失事、对国民经济造成严重冲击的可能性依然存在。一般年份,比之河道洪水,大江大河中下游地区的内涝更为频繁,灾害损失更大。此外,海洋风暴潮洪水也对沿海地区构成较大威胁。
山丘地区洪水特点。山丘地区洪水以中小河流洪水和山洪为主,量大面广,影响范围沿河流两岸呈线状分布。受保护面积、工程投资、生态和对下游防洪影响等因素的制约,工程防洪标准不可能很高,许多河流甚至不宜设防。受河流两岸经济发展迅速、防洪标准低、治理迟缓、缺乏风险意识等因素的共同影响,不仅山丘地区洪水造成的人员伤亡远大于其他地区,一般年份,水灾损失也高于其他区域。
城市地区洪涝特点。在以城市为重点防护对象、江河层次化防洪格局基本形成之后,城市尤其是大中城市,因河道堤防溃决而遭受淹没的可能性已经很小。近年来的水灾特性表明,比之河道洪水和日趋严重的平原农业地区内涝灾害,城市内涝积水问题更为突出。造成城市内涝积水严重化的原因包括城市不断地向低洼地带发展、不透水面积的增加、城市功能区布局和公共设施设计不合理、天然水面减少、填埋排水河渠、地面沉陷、排水系统不完善等。
关于防洪减灾的若干建议
我国主要江河中下游防洪工程已基本达标,在相当长的时期内,进一步全面提高防洪标准的可能性不大。除妥善维护已建工程、防止防洪工程的效能随时间衰减外,对于可能出现的超标准河道洪水,应通过防洪工程体系的联合调度,辅之以应急抗洪抢险,限制洪水影响;同时,应事先分析评价洪水可能泛滥的风险,制订应急预案,合理安排超额洪水,保证人民群众的生命安全,减轻财产损失。
江河中下游平原以工程防洪为主。对于山丘地区的河流,因防洪工程标准不高甚至不设防,则应“防”、“避”并重,甚至以“避”为主。通常情况下,随着河流自下游向上游的地形由缓向陡变化,“防”的成分递减,“避”的成分递增。所谓“避”分两个方面,一是在洪水发生时从居住或生产的区域临时转移到安全地带。二是预先划定禁止或限制开发建设的区域,或要求建筑物、设施等必须抬高到规定的高程以上。
受河道防洪、排水能力、工程投资等因素的制约,试图建设排水设施将涝水、积水完全外排是不可行的。无论对于农村地区或城市内涝,目前应更侧重于“内蓄”,而非“外排”。在农村,内蓄相对简单,主要是扩大天然水面,可兼收治涝、雨洪资源利用、水产养殖等功效,但需放弃一些耕地。在城市,扩大天然水面虽然有效,但余地不大,更多的是采取多种形式的分散措施,包括地下蓄水池、下凹式绿地、透水地面等,就地消化雨洪。此外,制定法规,要求新开发区开发后的产流不得高于开发前,也是十分有效的治涝手段。
关键词:小流域 山洪灾害 防御对策
山洪灾害是由强降雨引起的一种自然灾害,主要发生在一些坡降大或者洪水陡涨陡落的流域地区,大部分山洪灾害频发流域都是地形破碎,每年的汛期一般是山洪灾害的高发期。现在山洪灾害成为了一个突出问题,我国今年因山洪灾害带来的人员死亡占洪灾的50%以上。为贯彻落实防洪精神,需要在全国范围开展小流域山洪灾害防治工作。
1.小流域山洪灾害的原因
导致小流域山洪的因素很多,大概分为自然和社会的两种属性。它的形成发展以及危害程度由包括降雨和地形地质在内的自然因素和人类活动等在内的社会因素共同造成的。
(1)地形条件影响。地形地质条件的好坏是影响山洪灾害的重要因素。我国地势整体西高东低,山丘面积大,占总面积的高于2/3,而且呈阶梯状形态分布。在阶梯过渡地带以及山系边缘地带,山地坡度可以达到30°~50°,河床陡瀑布多,非常容易形成山洪灾害。此外,如此多的山丘区导致地质构造变得复杂,纵向构造以及歹字形构造非常多,对泥石流的产生有很大的影响作用。小流域越多为源短坡陡或者水断面窄的地形,这就为洪水快速汇集提供了非常有利的地形条件,所以使得山洪更容易发生。
(2)水源条件影响。诱发山洪灾害的直接因素就是降雨,山洪和降雨诱发的泥石流灾害与降雨量以及降雨强度有很大的关系。多数情况下降雨量大就是意味着降雨的激发能力强,容易产生泥石流、洪水灾害以及滑坡灾害等。雨水强度大的时候会迅速汇聚在地表形成径流从而引洪水,降雨时间多时径流量相对就大,因此雨水对岩体土壤的侵蚀就相对加强,山洪、滑坡以及泥石流产生就更加频繁。小流域洪水的要在大量、快速的水源下才能发生,一般在降雨充沛、暴雨或特大暴雨出现频繁的地区容易产生灾害。
(3)植被条件。小流域山洪灾区一般处在社会经济相对落后的山区,当地村民主要经济来源就是山坡,为了追求经济效益,有的地方将植被废除从而改种收入好的经济果林,这样就造成了地表的蓄水能力下降,山洪更容易产生。
(4)经济社会因素。为了发展经济,很多山丘区资源开发活动非常频繁,受人多地少的制约,人类活动已经剧烈扰动了地表环境,加剧山洪灾害。而山丘地区居民房屋一般在河滩边,遇到山洪滑坡或者泥石流暴发就极易给人员以及财产带来损失伤亡。而在山丘区的城镇同样也由于经济因素经常受淹损失严重。山丘区的水库虽然数量多,但是分布广标准低、质量低而且管理落后,很容易失事造成下游毁灭性的灾害。
2.小流域山洪灾害的主要特点
山洪灾害随着不同区域的降雨以及经济活动和地形的不同会表现出时间分布以及危害程度等方面很大的不同。我国小流域的山洪灾害特点有下面几点:
(1)可预见性小,突发性强。山洪,泥石流以及滑坡等灾害突发性强而且预测预报的难度大,我国山丘区一般坡高谷深而且汇流较快,导致洪水暴涨暴落,降雨的高强度使得从降雨到山洪灾害形成一般只要几小时, 甚至小于一小时,再者短时暴雨没有分布地域性规律、科学设施的落后,给山洪预测预防预警工作带来很大困难。
(2)破坏性大。山丘区大多溪河密集,山高坡陡,人口和财产分布在一些较低平地上,这导致短时间的洪水过境就能造成很大的灾害产生。洪水汇流快使得产生的泥石流冲毁能力很强,当大中型的泥石流暴发时,所过的地方遭受的就是毁灭性打击。滑坡体的下滑尽管需要一定时间,有的一昼夜只有几厘米,有的几个月几厘米。但如果有外界条件的诱发,滑坡速度可能会突然增大,坡面径流快速汇集流速大,造成无法预料的巨大损失。
(3)山洪灾害具有鲜明的季节性。山洪灾害在暴雨的激发下产生,因此与暴雨的发生时间有关系。我国各不同区域的降雨有不同的特点,这就使得山洪灾害有很强的区域性。西南、秦巴以及江南丘陵和东南沿海地区的山洪灾害较多,而干旱的西北地区以及青藏高原地区山洪暴发频率相对较低,发生暴雨及大暴雨从而导致山洪灾害的时间主要是6-7月梅雨期。
(4)分布广泛,发生频繁。我国降雨集中在夏秋季,加之我国人口众多地形地质复杂,人们居住相对分散,洪水、泥石流以及滑坡灾害分布范围广,发生也比较频繁。
3.小流域山洪防御的对策
(1)推进小流域山洪防御工程设施建设,有效防御山洪灾害、减少灾害损失。不断加大水利基础设施建设,提升小流域山洪灾害的防御能力,增强工程措施力度。此外,要抓住大规模水利建设的机遇,加大山丘区水利建设的资本投入,突出山洪防治工程。提高小河流的防洪标准。由于山区经济较为落后,河道的护岸存在标准低以及质量差等很多问题,要根据防洪避洪的要求,进行加固,提高防洪避灾能力。
(2)加强日常管理,建立小单元、小流域的山洪灾害的预警体系。把小流域山洪灾害的防御重点转移到“自防自救”的建设上,建立村级预警系统。确定适当的预警员在降雨期负责观测雨情和水情,认真巡查可能出现山体滑坡等灾害的地段,遇有大暴雨或者台等预警要及时发预警信号。定期检查周边山体,发现情况要做好观察记录,及时上报。村单元还要明确本村的危险地段,方便有灾害时的人员撤离。
(3)加强山丘区管理,建立科学防灾体系。除了针对灾害本身,提高山区群众的躲灾避灾意识、宣传山洪防御知识,指导山区居民摒除侥幸心理、提高自我保护能力能力也是非常重要的。此外还要对重点防护地段做好汛前检查工作 ,对防洪设施以及机构设置的落实要全面检查,各部门的责任落实要到位,明确工作的目标任务。山丘区的各种社会活动一定要规范化,让山区居民适应自然的规律,避免因为不合理的活动而导致的山洪灾害。加强河道管理,加大执山洪相关的法力度,加强监控山洪灾害地区的土地开发管理,充分考虑山洪灾害可能带来的风险,控制人员财产继续向山洪灾害潜在区继续发展,已经开发的地区也要加强相关活动的监控管理,防止一切可能导致山洪灾害的活动。
此外还要完善已有的基层防汛防台体系建设,在完成的体系基础上不断的细化完善。努力实现组织健全、预案实用、响应迅速、全民参与、保障有力等的基层防汛防台体系,完善小流域山洪灾害的防御方案并检查保证方案的合理性和可实施性。
(4)保持水土的综合治理。主要是减少地表径流,增加降水入渗程度,改变小地形,将坡地改成平地,改善地面糙度增加树冠的截留,改变土壤的物理性质。当降水抵达到地表后首先被地表的植被截留,然后再可能在产生径流,对流域的降雨起到缓冲作用,延长洪水的汇流时间。在一些流域可以实施了梯田林草措施,改变了土地利用方式,增加了流域植被覆盖度,减轻了雨滴对地面的击溅,提高了蓄水保土能力,减轻了地表径流的冲刷作用,减轻和消除崩塌,滑坡等重力侵蚀现象,减少灾害发生。
建立水生态保护基金,保证水库在供水发电以及旅游渔业等方面的收入稳定,落实生态补偿政策,从这些资金中提取环境保护所需要的基金来进一步加强水生态的保护与修复。对水库水生态问题要提高科学管理水平,广泛听取意见做好水库管理规划工作,将不同水生态环境问题划为不同的课题来研究,为水库发展做好基础理论以及技术支撑。
(5)健全法律法规体系,加强科普宣传。在《中华人民共和国水土保持法》等系列法律法规的保证下,制定相应的小流域山洪灾害的防御发展规划。在政府的配合下,贯彻执行各种防御措施并严格监督检查,使山洪灾害的防御工作落到实处。加强山洪灾害防御的科普教育工作,强化群众在这方面的环境意识,利用电视广播以及报纸网络等媒体开展各种山洪灾害防御以及环境保护科学知识的宣传,普及防御措施。
4.结语
小流域山洪灾害防治是一项复杂的系统工程,涉及的范围广,包括自然科学气象、水利、地质林业以及人文意识、等多个部门,所以小流域山洪防御工作要有一定的灾害防御管理体系,由各级政府发挥主导作用,保障人民生命财产安全。
参考文献:
关键词:山洪灾害;山洪成因;山洪防治
中图分类号:X43
文献标识码:A
文章编号:1009-2374(2012)23-0159-02
沙井子灌区是一个大型的平原型灌区,位于阿克苏河流域中下游,拥有近100万亩的灌溉面积。该地区在欧亚大陆腹地之中,受到山脉和沙漠的影响,形成了典型大陆性气候。该气候下农业灌区为纯灌溉型。本地区汛期常发生暴雨灾害性天气,山洪、山前洪水较多,由此引发洪水灾害,使当地的经济增长和社会可持续发展受到严重阻碍。近几年,沙井子灌区的山洪地质灾害概率呈现逐步加大的迹象,由此,必须对本地区山洪灾害的成因进行深入分析,并积极采取相应的防治措施。
1 山洪灾害的成因分析
山洪灾害同气象条件、地形地貌、人为因素都有很大的关系。对于沙井子灌区而言,突发性局地暴雨是山洪灾害形成的主要因素,形成暴雨的原因也是形成洪水灾害的主要原因,加上地形地貌、人为因素的影响,对山洪灾害的形成更起到了促成的作用。
1.1 山洪灾害发生的直接原因——降水
沙井子灌区所处位置属于高原大陆性气候区,降水比较集中,并且分布不均匀,而且降水集中在7~9月,这一时期的降水量可占到全年平均降水的80%。形成这种情况的主要原因首先是高原槽和西北气流的影响,加上沙井子灌区的地形条件比较复杂,在沙井子灌区的北部山区易形成暴雨。暴雨持续时间短、雨量大、降水不容易下渗,因而汇聚到一起,形成洪流。其次,夏秋之交容易出现连阴雨天气,连阴雨天历时长,没有地表径流,但却有十分充足的时间形成达到一定厚度的饱和土层,若此时发生较大强度的降雨,就非常容易发生山洪灾害。
1.2 山洪灾害发生的基础因素——地势
沙井子灌区地势北高南低,由北向南缓慢倾斜,北部依傍的天山支脉哈拉铁克山最高海拔2278米,南部灌区地势较平坦且低,相对高差悬殊。由于地形的高差较大,气候的垂直变化比较显著,有很大的水平差异,气象灾害多种多样。地形地貌使洪水势能强大,促使降雨所产生的径流直接顺坡而下,汇集到沟谷,快速形成洪峰,诱发山洪灾害。
1.3 山洪灾害发生的加剧因素——地层岩性
地质构造决定了灌区的地层岩性与地形地貌,而地层岩性对山洪的形成与发展产生了直接的影响。沙井子灌区的地质构造主要为石炭系灰岩、泥灰岩、二迭系灰岩、砂岩、页岩,还有第四系的松散沉积层、冲洪积砂卵石、黄土状亚砂土。这些岩层受河流的下切作用,形成峡谷,遇到强降水的冲刷以及长期的水土流失的影响,导致地层的褶皱发育比较普遍,地层平均倾斜30°左右,更容易加剧山洪灾害。
1.4 山洪的特点和危害
山洪的发生具有明显的特征,首先是季节性,一般在汛期发生较为频繁;其次是具有突发性,其水流速度快且水量集中,水流中时常夹杂着碎石泥沙;再次是具有群发性,一般来说,一个地方山洪发生之后会导致其连带地方山洪的爆发,因为水流的冲击力大,地质结构复杂,最后,其带来的冲击力极大、破坏性极强,它不仅会对其周围房屋建筑和桥梁公路等造成破坏,也会对人们的生命带来很大的威胁,同时,山洪灾害对植被和农田造成严重破坏,对国家经济社会所带来的损失是无比巨大的。
2 山洪灾害的防治措施
根据沙井子灌区地形地质条件、暴雨特点、经济状况、交通和通信条件、人员分布等实际情况,防治山洪灾害可以采取工程措施和非工程措施相结合的方法进行。由于防洪工程措施在全国各地都有比较成熟的做法,在沙井子灌区可以结合实际引入先进的工程经验,本文不再赘述,着重分析一下非工程的山洪防治措施。
2.1 强化灾害防治意识
要加大对山洪灾害防灾、避灾常识的宣传力度,强化全民的防灾、避灾意识。由于沙井子灌区人口比较密集、居民文化程度不高,对于山洪灾害的防范意识也比较淡薄,要降低山洪灾害造成的损失,必须提高居民山洪灾害防御意识,树立牢固的山洪灾害防御思想,对电视、广播媒体加以充分利用,并结合采用宣传册、广告牌等宣传措施,真正实现山洪灾害防御思想深入人心。
2.2 评估灾害区段级别
在沙井子灌区由防汛指挥部牵头,组织气象、水利、国土等部门对沙井子灌区内遭灾严重的地段和区域进行全面的、深入的调查研究,依据不同的遭灾区域地理、水文、地势、局域气象以及居住人口等因素,对其成灾的几率和遭灾可能性进行分析,实行山洪灾害的风险评估,根据评估结果划分分级的警戒区段,在特级、Ⅰ、Ⅱ级警戒区划界立标,并对其建设、生产和居住进行严格控制。
2.3 健全政策法规体系
由于当地居民很难明白山洪灾害的发生与人为因素有着密切的关系,没有因为山洪灾害频发而放弃对环境的破坏,所以要在根本上扼制居民破坏环境的行为,必要时可通过政策和法律手段加以强制。因此,必须对相关法律法规加以健全和完善,尤其要保证山洪灾害的重点防治区段内的移民搬迁、退耕还林、环境保护等政策、法规能够严格执行。
2.4 完善灾情防治机制
气象部门应当加强区段内的强降水监测工作,保证气象灾害的预警信息能够及时传递。加强气象部门同国土、水利部门的会商联动,利用电视、广播、电话、短信及电子显示屏等媒介,使气象灾害的预警信息以及可能出现的山洪灾害信息传递到乡镇与气象信息员的手中。险情来临或者山洪初发的时候,监测责任人或者先发现的村民要立即通过预先设定的鸣锣、电话通知、村村通喇叭、拉响警报器等信号,迅速报警,并同时报告给当地的政府与防汛部门,方便政府与防汛部门向下游更大的范围立即施放警报、通讯报警、广播通知等,迅速组织抢险救援工作。
3 结语
通过上述分析表明,沙井子灌区特殊的地形地貌、气候原因等是形成山洪灾害的重要原因,山洪发生具有突发性和群发性,且跟随季节而变化,破坏力极强。而局部强降水是山洪暴发的关键性因素。其中,地形地貌与地层岩性是客观条件,不以人的意志为转移,是不可控因素。而局部强降水受人为因素影响较小,主要也取决于客观的气象条件与地势特征,通过人为活动短期内难以施加干预。
因此,在沙井子灌区的山洪灾害防治的问题上,应当加大对人为因素的管控力度,通过对“人”的因素的管理,促进对环境因素的优化,以期改善自然环境,减少山洪灾害发生的几率。在施行长期防护措施的同时,注重短期措施的有效性、反应灵敏性,实现对山洪灾害的有效防治。
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