长江流域山洪灾害防御对策新探
2016-09-26任洪玉蔡道明
杜 俊,任洪玉,蔡道明
(1.长江科学院水土保持研究所,430010,武汉;2.水利部山洪地质灾害防治工程技术研究中心,430010,武汉)
长江流域山洪灾害防御对策新探
杜 俊1,2,任洪玉1,2,蔡道明1,2
(1.长江科学院水土保持研究所,430010,武汉;2.水利部山洪地质灾害防治工程技术研究中心,430010,武汉)
基于历史灾害、暴雨、地形、地质、社会经济等方面考虑,将长江流域分为长江源及金沙江中上游山洪灾害低发区、滇北川西泥石流灾害高发区、川中山洪灾害低发区、陕南陇南山洪灾害高发区、长江上游中深切割山地山洪灾害高发区、洞庭湖水系溪洪灾害高发区、两湖平原山洪灾害低发区、长江中下游干流—鄱阳湖水系溪洪灾害高发区和长江下游干流—河口无山洪灾害区9个山洪灾害类型区,并总结它们的分区特征;同时,基于不同山洪预警难易程度,将山洪分为可预警山洪和难以预警山洪两类,认为前者的防治理念应侧重“灾前防治,保障民生”,而后者的防治工作应着力于“灾中应急,灾后恢复”。最后结合以上两方面工作将9个山洪灾害类型区依灾情程度和预警难度分为四类区域并分别给出分区防御对策。
长江流域;山洪灾害;预警难度;防御对策;区域分异
一、研究背景
山洪(这里指溪河洪水及其引发的滑坡、泥石流等)是山区常见的自然(人为)过程,具有暴发突然、分布广泛、破坏力强等特点。长江流域因其固有的地质地貌、水文气象特征以及复杂的人类活动状况,历来是我国山洪灾害防御工作的重点和难点。对此王威等(2003)曾专门系统阐述了长江流域山洪灾害 (主要是崩塌、滑坡和泥石流)的总体成因和发灾特点
并提出了开展小流域综合治理、加强水土保持工作、完善预警预报体系等一系列针对性较强的防御对策,对后继防治工作产生了积极影响。2006年《全国山洪灾害防治规划》获得批复,明确了今后一段时期在全国建立以监测、通信、预报、预警等非工程措施为主并与工程措施相结合的综合防灾减灾体系总体架构,长江流域山洪防治工作也随之进入新阶段。
近年,在全国山洪灾害防治项目组及各级行政、支撑部门的共同努力下,县级非工程措施项目和山洪灾害调查评价项目逐步落实,全国性的山洪灾害监测预警体系已初步建成。在这一新形势下,如何将现有预警体系建设成果与当地山洪灾情实际相结合,重新梳理地区山洪防御对策,从而正确认知和发挥现有预警体系在不同地区、不同类型山洪防治中的作用是值得深入探讨的问题。据此,本文拟从山洪预警难易程度和灾情区域分异视角出发,初步阐述对当下长江流域山洪灾害防御对策的一些新思考,以期在宏观尺度上因地、因预警难易制宜地为长江流域山洪防治决策提供参考。
二、长江流域山洪灾情的区域分异
长江流域幅员辽阔,自然和人文地理环境复杂多样,山洪灾情区域分异显著。基于文后参考文献[3]对不同类型山洪灾害与主要影响因素定性、定量关系的认知,综合历史灾害、暴雨、地形、地质、社会经济等方面的考虑,将长江流域大体划分为9个山洪灾情类型区(图1),以表征各区的优势山洪灾害类型,各类型区特征指标见表1。
依据文献的观点,区域尺度山洪灾害的分布主要与暴雨条件、地形起伏度以及人口资产易损性有关,长江流域的山洪灾害分布状况也基本符合这一认知(图1,表1):江源及金沙江中上游(1区)由于人口稀少、易损性低,加上降水条件一般,山洪过程少、发灾频率低;到我国第一阶梯与第二阶梯、第二阶梯与第三阶梯两个过渡地带(2区、4区和5区),地形起伏大、地质运动活跃,地表趋于破碎,松散物质、不良堆积体广泛发育,为溪洪—滑坡、溪洪—滑坡—泥石流等灾害链过程提供了极佳的下垫面条件,加上暴雨的激发作用和分散的居住环境,使这些地区成为我国各型山洪灾害发育的“天堂”;再往下游的洞庭湖和鄱阳湖水系以及长江中下游的山区丘陵部分(6区和8区),受到东南季风的影响,雨量显著增大,人口资产暴露量水较高,山洪灾害特别是其中的溪洪灾害发育极多;相对的川中丘陵、两湖平原、鄱阳湖平原和长江下游至河口的广大低丘平原区(3区、7区、8区部分地区和9区),虽然暴雨水平也很高,但受限于总体低平的地势条件,自然形成的山洪灾害较少发生。
图1 长江流域山洪灾情类型区划分
表1 基于地区统计方法的长江流域各山洪灾情类型区特征值
三、不同山洪的可预警性
现实防治工作中需要考虑的山洪不仅是溪河洪水,还有由其引发的一系列滑坡、泥石流等灾害链过程,这些过程的运动特点和发育条件差异很大,在现有以水雨情监测为主的山洪预警技术条件下,想要对它们做到准确预报和及时预警并非易事。相对的,溪河洪水由于过程单一,直接受暴雨、水文要素影响,发灾流程易于捕捉,方便对未来情势进行预判和处理,预报预警难度较低;而由溪洪引发的各类
滑坡和泥石流,一般作用范围更小、过程历时更短、启动机理复杂得多,难以通过现有技术手段高效预警。
从现场调查的情况来看,年年发生的一般溪洪对当地居民的生命及重大财产影响并不大,多是集水坡面或河道凹岸顶冲形成的急流,冲击淹没道路、农田或是由于河(沟)道的常年冲刷,一些离河(沟)岸较近的民房可能会因为边坡失稳发生地基和墙壁的开裂(图2)。这部分山洪目前主要依赖当事群众目估和布设在农民家中的雨量计监测,通过经验或无资料地区水文计算方法得到临界雨量值,将实时监测的雨量信息及时上报中枢系统,再由系统统一组织调度,理论上预警难度较低。
而对于溪洪引发的滑坡和泥石流灾害,破坏力往往十分惊人,而且很多几乎不可预警,如坡角被洪水冲毁、滑坡发生以前,很难弄清确切的滑坡面;溪洪启动石块形成水石流后,很难判断洪水改道的可能性,以及由此带来的行洪路径不确定性;当运动速度极快的位移相泥石流被发现时,留给行洪路径上人员的逃生时间极其有限;如若仅依靠暴雨信息发布预警,又很有可能出现“狼来了”的情况等。
四、新时期长江流域山洪灾害防御对策
1.防治理念
《全国山洪灾害防治规划》中已将“以防为主、防治结合,以非工程措施为主,非工程措施与工作措施相结合”作为我国将来一段时期山洪灾害防治实践的基本理念(原则),这里从山洪预警难易的角度作进一步补充。
对于可预警(或易于预警,下同)的一般溪洪及其引发的慢性崩岸、滑坡,依靠现有非工程措施和驻民经验,基本可以保证当地居民生命安全的,可在这一现状基础上提高防治标准,结合国家其他民生、扶贫项目,多方筹措资金,适时加大工程措施建设力度,在新居民点建设、河岸护堤、水土保持、农村危房和农田水利设施改造等方面,做好灾前防护工作,最大限度地减少山洪给当地百姓生产生活带来的不便,消除潜在威胁,努力做到“灾前防治,保障民生”。
对于难以预警的急性滑坡、泥石流,在现有技术手段和资金支持条件下很难做到灾前的全面、高效防控,因此在防治工作中除了加大新技术推广应用、强化监测预警体系建设以外,还应重点加强“灾中应急、灾后恢复”方面的非工程措施工作,如建立评审制度,对临时安置场地和逃生路径的位置选取、建设标准、常备物资等方面进行审查和评估;定期进行防灾逃生演练;开展区域、小流域、单沟尺度山洪灾害风险评估,为相关保险产品开发及政策法规制定提供依据;制定政策法规,通过税收调整和行政许可,规范风险区内道路、企业厂房及一般民房的选址和建设标准以及企业生产建设行为,明确政府、个人和企业在灾害风险中承担的义务和责任等。
2.分区对策
结合前述的长江流域山洪灾情类型区划分、不同类型山洪预警难度,以及文献[5]中对长江流域山洪灾害预警难易程度区域分异的分析结果,可给出当前技术条件下,针对不同分区的指向性对策,即在防治工作中适合优先考虑、推广的基本防御措施组合。依《全国山洪灾害防治规划》中提及的防治措施,基本防御措施主要有两类——工程措施和非工程措施。工程措施主要包括狭义山洪沟、泥石流沟和滑坡的治理,病险水库除险加固,居民点堤防加固以及水土保持等;非工程措施主要包括监测通信及预警系统建设、群测群防体系建设、政策法规及防灾管理以及搬迁避让等方面的内容。
工程措施投资巨大,寿限内应对不超过设计标准的洪水过程效果佳,但受限于物质成本,以及面对极端山洪事件的效果不确定性,不太适合大面积、高强度推广;非工程措施体系(不包括搬迁避让)构建物质成本较低,且目前全国主要防治县已具备一定的软硬件基础,在山洪灾害分布广、防御重点不突出且不可能普遍建立高标准防御工程体系的地区,往往能取得上佳效果;非工程措施中的搬迁避让,指将灾害危险区内分散的小规模居民点永久性迁出危险区的措施,涉及征地补偿、移民安置、居民点建设以及再就业等一系列问题,单纯依靠山洪防治经费很难应对,主要结合国家其他项目开展工作。
具体分区对策如下(表2):
(1)灾情严重、预警难度大的地区
涉及的类型区有滇北川西泥石流灾害高发区、陕南陇南山洪灾害高发区、长江上游中深切割山地山洪灾害高发区。此类地区一般山势陡峻、断裂发育、地表破碎,地震频度较高,有丰富的松散物质分布,遇汛期强降雨极易诱发溪洪、滑坡和泥石流等各型山洪。当地百姓虽然洪水斗争经验丰富,但面对多变的气候和突发极端事件仍然防不胜防。
图2 云南昭通调查中发现的溪洪灾害隐患
此类地区各型山洪均有发育,且滑坡、泥石流等难预警山洪偏多,大规模的沟坡治理和搬迁避让财政负担太大,未必能收到良效,只能根据实时情势特别安排;现有监测预警体系虽然对滑坡、泥石流等次生过程的预警效果不确定性大,但对普遍发育的溪洪仍有较好效果;非工程措施中的群测群防体系,主要包括责任制构建、防御预案、实时监测、宣传、培训和演练等内容,针对本区特点,应重点加强防御预案、培训和演练等适于灾中应急方面的工作;政策法规的制定和落实对本区山洪防御尤其重要,对山洪重点防治区中的村镇房屋、厂房、城市社区的选址、建设标准等方面应有明确的要求和规范;对开发建设项目,除了严格执行常规行政审批外,应追加山洪威胁评价等方面的工作,明确开发单位防治责任。
(2)灾情严重、预警难度较低地区
涉及的类型区有洞庭湖水系溪洪灾害高发区、长江中下游干流—鄱阳湖水系溪洪灾害高发区。此类地区发生山洪的频率和强度均低于中高山区,但由于人口稠密、易受局部冷空气影响形成非汛期强降雨,山洪发灾成灾的频率反而很高。
本区山洪以溪洪为主,综合预警难度较低,应充分发挥监测预警体系优势,加强、完善监测通信设施的建设与布置,以及一系列人员培训、宣传教育等群测群防体系配套工作;工程措施方面,对于有发灾隐患山洪沟(坡)附近的较大村落,除了开展常规沟坡治理以外,还应加强堤防、农田水利设施建设,特别是沿河村落的河道凹岸,应筑有防冲堤并下填防冲石块。本区气候有利于植被生长,可在重点防治区大力开展水土保持建设,从长远角度改善生态环境,预防坡面山洪隐患。
(3)灾情较轻、预警难度大的地区
涉及的类型区有长江源及金沙江中上游山洪灾害低发区。此类地区降雨条件有限,加上地广人稀,灾情较轻,但由于新构造运动活跃、不良地质路段多,坡面尺度的泥石流、滑坡隐患不在少数,一旦发灾虽未必会直接影响居落,但极有可能对交通线造成临时性阻断。
本区农牧人口比例高,居住分散、局部流动性强,每一个聚落都布置监测设施不太现实,非工程措施应以群测群防体系为重点,落实责任制、加强宣传教育,发动群众自觉规避山洪风险;对于重要路段、集镇附近的坡面泥石流和不稳定坡体应及早发现并采取沟坡治理和水保措施处理。
(4)灾情较轻、预警难度较低地区
涉及类型区有两湖平原山洪灾害低发区、长江下游干流—河口无山洪灾害区、川中山洪灾害低发区。此类地区地势多平坦,难以形成地表强径流,山洪发灾频率很低。然而本区人口稠密、经济密度大、防灾意识淡薄,人为因素下塘坝溃决、不稳定人工堆积体崩滑等仍有可能引发快速洪水,从而造成人员财产损失。
此类地区的山洪 (及快速洪水)防御,应以监测预警为主,同时加强宣传教育,杜绝人为隐患;必要时开展河道整治工作,将常年淤积或挤占的行洪沟道及时清理;对生产建设项目做好水土保持工作。
表2 长江流域山洪灾害分区基本防御对策表
五、结 论
随着全国山洪灾害防治工作的不断推进,以监测预警等非工程措施为主的山洪防御体系日趋完善。然而山洪灾害涉及的内容全面而复杂,长江流域的区域差异也比较大,针对具体情况,明确现有监测预警体系的作用和局限,对已有防御对策进行优化仍很必要。基于目前全国山洪灾害监测预警体系初步建成的新形势,结合长江流域历史山洪灾情,本文从不同山洪预警难易程度和区域灾情差异角度,将长江流域分为9个山洪灾害类型区,同时针对可预警山洪和难以预警山洪分别提出防治理念,最后结合两方面工作,给出分区防御对策。研究结果可为管理部门提供决策参考。 ■
[1]张平仓,等.中国山洪灾害区域特征及防治对策 [J].长江科学院院报,2007(2).
[2]王威,何志芸.长江流域防御山洪灾害对策浅探[J].人民长江,2003(10).
[3]杜俊,等.四川省不同类型山洪灾害与主要影响因子的关系[J].长江流域资源与环境,2015(11).
[4]蔡道明,等.区域山洪灾害预警难易程度评价——以长江流域为例[J].长江科学院院报,2015(3).
[5]王兆印.泥石流龙头运动的实验研究及能量理论[J].水利学报,2001(3).
责任编辑 李建章
New discussion of the defensive countermeasures of mountain torrent disasters in the Yangtze River Basin//
Du Jun,Ren Hongyu,Cai Daoming
The Yangtze River Basin was divided into 9 zones,i.e.low incidence zone of mountain torrent disasters of the upper Jinsha River and the source area,high incidence zone of debris flow disasters of northern Yunnan and western Sichuan,low incidence zone of mountain torrent disasters of central Sichuan,high incidence zone of mountain torrent and debris flow disasters of southern Shaanxi and Gansu,high incidence zone of mountain torrent disasters of middle and deep cut mountain area in the middle and upper Yangtze River,high incidence zone of mountain torrent disasters of the mountain area around Dongting Lake,low incidence zone of mountain torrent disasters of the plain of Hubei and Hunan,high incidence zone of mountain torrent disasters of the mountain area around Poyang Lake and middle and lower Yangtze River,no records zone of mountain torrent disasters in the lower Yangtze River and estuary,and the characteristics of these zones were summarized based on the regional historical disasters,storm,topography,geology and social and economic status.Besides,the regional mountain torrents were divided into two types,i.e.easy-warning-flooding and hard-warning-flooding,according to the analyzed results of the difficulty level of early warning among different mountain torrents.It was believed that the prevented idea of the former type of mountain torrents should be focused on “pre-disaster prevention and livelihood protection”,and the latter type should be focused on “Disaster emergencyand postdisaster recovery”.Combining with the above two works,the defensive countermeasures of mountain torrents in different zones were proposed in the end.
the Yangtze River Basin;mountain torrent disasters;difficulty level of early warning;defensive countermeasures;spatial variation
TV877+P426.616
A
1000-1123(2016)10-0004-04
2016-05-04
杜俊,高级工程师,研究方向为水沙灾害防治。
国家自然科学基金青年基金(41501109);水利部公益性行业科研专项经费项目(201301059);中央级公益性科研院所基本科研业务费项目(CKSF2015010/TB)。