建國以來洪水泛濫
20世紀(jì)以來中國發(fā)生的洪水災(zāi)害
洪水災(zāi)害是指超出水道的天然或人工限制水流危及人民生命財(cái)產(chǎn)安全的現(xiàn)象。
我國是世界上洪水最多的國家。洪水災(zāi)害主要集中在我國東部。目前,我國1/10的國土面積、5億人口、5億畝耕地、100多座大中城市、全國70%的工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值受到洪水災(zāi)害的威脅。時(shí)間上,除了黃河凌汛外,我國的洪水大都發(fā)生在7、8、9月三個(gè)月;地區(qū)上,洪水主要發(fā)生在我國七大江河及其支流的中下游地區(qū)。
(一)七大江河洪水災(zāi)害
(1)珠江。珠江流域洪水頻繁。1915年7月珠江發(fā)生流域性大洪水,西江、北江洪峰流量皆達(dá)200年一遇的最高峰。西江與北江洪水相遇,東江也發(fā)洪水,北江大堤潰塊,梧州三樓上水,廣州被洪水淹沒7天,珠江三角洲受災(zāi)農(nóng)田648萬畝,災(zāi)民378萬人,死傷十余萬人,經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)100億元。 1915年至1949年的35年間,流域內(nèi)發(fā)生較大洪水災(zāi)害22次,給珠江三角洲地區(qū)帶來十分慘重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。新中國成立后,發(fā)生過1959年東江大水、1968年和1994年西、北江大水、1982年北江大水、1996年柳江大水和1998年西江大水,經(jīng)過全力防汛搶險(xiǎn)戰(zhàn)勝了歷次洪水災(zāi)害,但也帶來了較大影響。其中,1994年西、北江大水,廣東、廣西受災(zāi)人口近1800萬,直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)280多億元。
(2)長江。建國以來1949,1954年洪水最大。1954年洪水淹沒農(nóng)田4755萬畝,受災(zāi)人口1888萬人,死亡3.3萬人,直接經(jīng)濟(jì)損失100億元。 1998年長江又一次發(fā)生全流域大洪水,中游多數(shù)河段水位高出歷史最高水位,干堤較大險(xiǎn)情近1700處,經(jīng)奮力搶險(xiǎn),才使災(zāi)害降低到最低程度,比以往大洪水的受災(zāi)程度小得多。其中淹沒耕地23.3萬hm2,受災(zāi)人口200余萬人,災(zāi)害仍然主要在中游。歷史資料表明,長江中游是洪水災(zāi)害的重災(zāi)區(qū)。
(3)淮河。自1194年淮河下游被黃河截奪后,淮河成為我國洪水災(zāi)害最嚴(yán)重的河流之一。1957年8月由于臺(tái)風(fēng)影響,該流域范圍內(nèi)連降暴雨,發(fā)生特大洪水,淹沒面積達(dá)1.2萬平方公里,1700萬畝農(nóng)田被淹,1100萬人受災(zāi),經(jīng)濟(jì)損失達(dá)100億元。 從2003年6月20日入汛,淮河流域的降雨時(shí)間長達(dá)22天,水系降水總量約798億立方米,比1991年最大30天降水總量還高出59億立方米,致使從河南經(jīng)安徽到江蘇省洪澤湖以及入江水道沿淮約750公里的范圍內(nèi),淮河干流的各主要站點(diǎn)息縣、淮濱、王家壩、潤河集、正陽關(guān)、魯臺(tái)子、淮南、蚌埠、洪澤湖蔣壩等以及入江水道均超警戒水位。
(4)黃河。解放前的1000年中黃河決口達(dá)1500次,大改道26次。1117年黃河決口,淹死100萬人。1642年水淹開封,全城37萬人中,死亡34萬人。但解放后,由于加修了黃河防洪大堤,50年來安然無恙。20世紀(jì)90年代以來,國人眼中的黃河以斷流而聞名。許多人甚至斷言,黃河已變成一條內(nèi)陸河、季節(jié)河。黃河防汛似乎也已成為遙遠(yuǎn)的歷史教科書中的一頁。但是,在經(jīng)歷了多年持續(xù)干旱的困苦之后,2003年8月26日至9月8日,短短14天內(nèi),黃河中游主要支流涇河、渭河、洛河、伊河、沁河相繼發(fā)生9場洪水,如果全部進(jìn)入黃河下游,鄭州花園口水文站將至少出現(xiàn)四次流量4000立方米每秒以上的洪水,黃河灘區(qū)將大面積受災(zāi)。
(5)海河。海河是易發(fā)生洪水的河流。解放后水淹面積達(dá)到或超過5000萬畝的年份有1949,1954,1956,1963年。其中1963年洪水最大,三大水系決口2400處,有104 個(gè)縣市遭災(zāi),淹沒農(nóng)田6600萬畝。保定、邢臺(tái)、邯鄲市水深2-3米,倒房450萬間,受災(zāi)人口2200萬,死5640人,2254個(gè)工礦企業(yè)停產(chǎn),京廣鐵路27天不能通車,直接經(jīng)濟(jì)損失60億元。
(6)遼河。遼河歷史上洪水頻繁,近800年發(fā)生洪水81次。解放后1951年、1953年都曾發(fā)生特大洪水,1985年因受臺(tái)風(fēng)影響連降暴雨,遼河、渾河、太子河同時(shí)出現(xiàn)洪水,決口4000多處,受災(zāi)人口1200多萬人,倒房17.4萬間,受災(zāi)農(nóng)田6000多萬畝,直接經(jīng)濟(jì)損失47億元。
(7)松花江。1932年松花江大水,哈爾濱被淹,水深平均3米,38萬人口中24萬人受災(zāi)。1985年8月松花江大水,受災(zāi)農(nóng)田3500萬畝,倒房91萬間。概括而言,1954年、1963年、1975年、1985年為我國洪水高峰年。 1998年入汛之后,松花江上游嫩江流域降水量明顯偏多,先后發(fā)生三次大洪水。第一次洪水發(fā)生在6月底至7月初,洪水主要來自嫩江上游及支流甘河、諾敏河。第二次洪水發(fā)生在7月底至8月初,洪水以嫩江中下游來水為主,支流諾敏河、阿倫河、雅魯河、綽爾河、洮兒河發(fā)生了大洪水。第三次洪水發(fā)生在8月上中旬,為嫩江全流域型大洪水。
一、洪水的形成
洪水大都是由于連續(xù)降雨,河流排水不暢造成的。由于水文氣象的不利組合(如氣旋、臺(tái)風(fēng)、地形等),在一定的范圍內(nèi),出現(xiàn)歷時(shí)長、強(qiáng)度大的大暴雨,從而形成地面徑流。如果流域內(nèi)的地面坡降大,又缺少植被,土層又薄,支流匯入時(shí)間集中,則將使地面徑流的絕大部分以較快的速度向主河流匯集,在河道中形成很大的洪水。
我國大部分地區(qū)河流是由于連降暴雨或久雨不晴而形成洪水的。在這些地區(qū),一般是春、夏降雨較多。當(dāng)河流匯集了大量的水流時(shí),往往形成洪水進(jìn)入洪水季節(jié);而秋、冬降雨較少,河流的來水也較少,就進(jìn)入枯水季節(jié)。我國東北和西北地區(qū)的河流也有因融雪而形成洪水的。
二、洪水災(zāi)害
出現(xiàn)洪水是否會(huì)成災(zāi),這與地形、植被、河道的泄流能力有關(guān)。如果洪水流量超過了河道的泄流能力,就會(huì)泛濫成災(zāi),反之就不會(huì)成災(zāi)或?yàn)?zāi)情不重。洪水流量超過河道泄流能力的原因很多,一般有如下幾個(gè)方面:
1、洪水過大。一條河流各年的最高洪水位和最大流量(簡稱洪峰)都不一樣,洪水出現(xiàn)的時(shí)間和漲落過程以及一個(gè)時(shí)段內(nèi)(如一天、三天、七天和三十天)的洪水總量(簡稱洪量)也不一樣。如在這個(gè)流域內(nèi)發(fā)生了大面積的、長歷時(shí)的、高強(qiáng)度的暴雨,河流匯集了特別多的水流,就會(huì)形成大洪水或特大洪水。
2、河流挾帶大量的泥沙使河床逐年淤高。當(dāng)河流在其流域內(nèi)水土流失嚴(yán)重時(shí),河流挾帶大量泥沙會(huì)使河床逐年淤高,過水?dāng)嗝嬷饾u減小,從而減少了河流排泄洪水的能力;使湖泊逐年淤積,就減少了湖泊滯蓄洪水的能力;水流與泥沙的相互作用,使河道逐漸曲折,并使沙洲、汊道、淺灘變化不定,也減少了河流排泄洪水的能力。這些現(xiàn)象都使河流的洪水威脅有逐漸增加的趨勢。象黃河流域上游黃土高原水土流失嚴(yán)重,水流挾帶了大量泥沙,進(jìn)入中下游后,地勢平坦,河面加寬,流速下降,水的挾沙能力降低,大量泥沙下沉,使河床逐年淤高,致使下游華北平原有許多地方的河床高出地面,幾千年來,使洪水威脅逐漸增加。
3、流線由于離心力和環(huán)流的作用而日益曲折。
4、冰塊堵塞。
5、風(fēng)浪、降雨、動(dòng)物破壞。
6、入海河流由于海潮頂托,使洪水排泄不暢。
在歷史上,洪水災(zāi)害給人們的教訓(xùn)是慘痛的。黃河、淮河、海河、遼河、松花江、珠江等河流亦發(fā)生過很多次洪水災(zāi)害。
解放后五十多年來,我國人民在黨的領(lǐng)導(dǎo)下和洪水作斗爭,興建了許多防洪工程,大力組織了每年的防汛工作,并對一些流域進(jìn)行了全面的規(guī)劃和治理,取得了很大的成就。
三、防洪措施
為了防治洪水災(zāi)害,必須采取一些防洪措施,興建一些防洪工程。通常的做法是在河流的上中游山區(qū)、丘陵區(qū)開展水土保持工作,興建山谷水庫,滯蓄洪水,防治山洪在中、下游的平源地區(qū)修筑防洪提,整治河道,以利泄洪,并利用湖泊洼地滯蓄洪水或興建必要的分洪工程。歸納起來不外乎是調(diào)蓄和排泄兩種。調(diào)蓄就是把有害的洪水暫時(shí)存蓄起來,以便在洪水過后有控制地慢慢下放,或等到使用時(shí)再按需要量下放,因此,蓄水不僅可以防洪,而且可以興利(如灌溉發(fā)電、航運(yùn)等)。排泄就是把控制下放的洪水或自由下泄的洪水安全地送到海里去。
現(xiàn)就防洪的主要措施:筑堤防洪、泄洪、分洪、蓄洪、滯洪、蓄洪墾植和水土保持等分述如下:
(一)、筑堤防洪
筑堤防洪是平原地區(qū)歷史最悠久的防洪措施,也是目前防洪的重要措施之一。
黃河大堤,長1416公里,保護(hù)著沿河兩岸平原地區(qū)27490萬畝的耕地和許多重要城市以及鐵路干線。
長江干堤長3826公里,保護(hù)著3180萬畝耕地。
其他如珠江、淮河、海河、遼河、松花江等兩岸都有漫長的防洪堤,它們在防洪方面起著很大的作用。
下面對防洪堤的作用和設(shè)計(jì)作些簡要的敘述:
1、防洪堤的作用:主要是保護(hù)河流兩岸平原洼地的農(nóng)村和城市,使它們不受洪水淹沒。
防洪堤一方面擴(kuò)大了河道的過水?dāng)嗝?,增加了泄洪能力,另一方面也增加了河道本身的蓄水容積。此外還有約束水流,穩(wěn)定河床的作用。筑堤防洪對洪峰持續(xù)時(shí)間長、洪量大的河流泄洪效果最佳。
2、防洪堤的設(shè)計(jì):防洪提的設(shè)計(jì)可以歸納為布置堤線、擬定堤頂高程和選擇斷面型式三個(gè)問題。
①堤線布置:堤線要求平順,使河道兩岸有足夠的堤距,不縮窄河床,能使河道泄水通暢;同時(shí)應(yīng)選擇較高的灘地作為堤基,以求基礎(chǔ)扎實(shí)和工程量小。
②堤頂高程;它取決于防洪設(shè)計(jì)水位。防洪設(shè)計(jì)水位又取決于防洪標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)防洪水位確定后就如同土壩設(shè)計(jì)一樣,加上風(fēng)浪爬高和安全超高,便可確定堤頂高程。
③堤的斷面:防洪堤的斷面型式與土壩相似。由于堤線較長,一般采用均質(zhì)斷面,堤頂應(yīng)有足夠的寬度,以適應(yīng)防汛搶險(xiǎn)和交通的需要;堤的邊坡大小根據(jù)設(shè)計(jì)洪水位作用下防止浸潤線逸出堤坡腳和保證堤身穩(wěn)定的要求而定。堤的斷面型式如下圖所示。
為了防止風(fēng)浪與水流沖刷堤坡及坡腳,部分堤段需做塊石護(hù)坡或防浪林臺(tái),在堤上綠化造林以防風(fēng)浪襲擊和水土流失。我國除建有許多江堤、河堤、湖堤防御洪水外,在沿海地帶還建有漫長的海堤(或叫海塘)防御海潮和臺(tái)風(fēng)的襲擊。
(二)、泄洪
擴(kuò)大河道過水能力,使洪水能暢通下泄所采取的措施,叫做泄洪。這些措施包括加高培厚防洪堤(增加河道泄洪能力)、整治河道、擴(kuò)大行洪區(qū)等。下面對河道整治的幾種常見措施作簡略介紹。
1、疏浚拓寬河道 即將過于窄淺的阻水河段疏通、浚深、拓寬增加泄洪能力。有些地方如因河道兩岸的防洪堤間距狹窄,壅阻水流,則需退建堤防展寬河道。以增加泄洪能力,降低上游壅高的水痊,減輕洪水威脅和防洪負(fù)擔(dān)。
2、截彎取直 由于河彎過多或曲率過大,往往泄洪不暢,需要進(jìn)行人工截彎取直,使洪水泄通暢。對于大型河流的截彎取直,由于影響較大,必須采取極為謹(jǐn)慎的態(tài)度。
3、護(hù)岸工程 為了防止洪水沖刷河道凹岸引起河岸坍塌及堤防崩潰,需做護(hù)岸工程。特別是在重要城鎮(zhèn)附近,對工廠企業(yè)、橋梁、碼頭等建筑物,更應(yīng)加以保護(hù)。例如南京市浦口長江邊興建的塊石沉排護(hù)岸工程就是一項(xiàng)重要的工程。此外,護(hù)岸工程還有防止河彎發(fā)展,穩(wěn)定河床的作用,對泄洪有利。
4、消除障礙 在河床范圍內(nèi)灘地上種植的蘆葦、柳樹和圍筑小圩以及存在的個(gè)別高地、暗堤、暗壩等,都會(huì)給泄流造成障礙,需要消除。如果橋梁、碼頭等建筑物阻礙泄洪,則需改建。
(三)、分洪
如前所述,堤防防御洪水的能力是有一定限度的,如果超過了這個(gè)限度,就要采取其他防洪措施來確保堤防的安全,分洪就是其中之一。
分洪工程是在河流的一處或數(shù)處分泄一部分洪水直接入海、或其他河流、或附近湖泊、或予筑的分洪區(qū),以削減通過河流的流量,減輕洪水對堤防的威脅?,F(xiàn)分述如下:
1、直接分流入海。在河流的下游,入??谛购椴粫?,地形條件又允許新開河道,就可直接分流入海。如海河流域防洪規(guī)劃新開二十多條分洪道直接分流入海,獨(dú)流減河是最早的一條入海分洪道。
2、分流入其他河道。一條河流如果與相鄰河流發(fā)生洪水的時(shí)間經(jīng)常不同,這時(shí)可將這一條河流容納不下的部分洪水分入相鄰的河流。例如蘇北的淮沭新河,就是準(zhǔn)備在淮河遭遇特大洪水時(shí),分淮河洪水3000m3/s通過新沂河入海。
3、分入泛洪區(qū)并繞泄至下游。當(dāng)河段狹窄不能容納下泄洪水,而由防洪堤所保護(hù)的范圍又十分重要時(shí),如有合適地形,可分洪入泛洪區(qū)并繞泄至下游。例如長江上的荊江分洪工程和漢水的杜家臺(tái)分洪工程就是這樣規(guī)劃的。
(四)、蓄洪
利用山谷水庫和湖泊塵地來調(diào)蓄汛期防水,防止洪水災(zāi)害的措施,叫做蓄洪。
攔蓄洪水,除害興利,不僅在防洪方在可大調(diào)大蓄,削減洪峰,同時(shí)在水力發(fā)電方面,由于攔蓄了大量的洪水,從而形成了可以發(fā)電的很大落差;此外,在灌溉、航運(yùn)、養(yǎng)魚等方面也有很大的效益。
在河流的上、中游,每當(dāng)山洪爆發(fā),洪水來勢兇猛,往往使中下游兩岸平原地區(qū)遭受洪水災(zāi)害。經(jīng)過山谷水庫調(diào)蓄以后,削減了洪峰,減少了中下游的洪水威脅。但由于仍有大量洪水需要下泄,加上中、下游大片平原地區(qū)匯集的洪水仍會(huì)發(fā)生洪水災(zāi)害。因此在一條河流上,除了在上中游利用山谷興建水庫蓄洪外,還需要在中下游利用河流穿過的湖泊洼地興建平原水庫調(diào)蓄洪水。
利用山谷水庫蓄洪和利用湖泊洼地蓄洪既有共同之處,也有不同之處。其共同之處是:大調(diào)大蓄,有效地削減洪峰,同時(shí)能徹底攔截泥沙,使除害與興利相結(jié)合。不同之處是:大、中型山谷水庫具有綜合效益大的優(yōu)點(diǎn),但也有工程量大、投資高、淹沒廣、移民多、技術(shù)復(fù)雜和工期長等缺點(diǎn);中、小型平原水庫具有工程簡易,收效快等優(yōu)點(diǎn),但也具有湖泊四周堤線長、防汛負(fù)擔(dān)重等缺點(diǎn)。(五)、滯洪
利用河道附近的湖泊和洼地,引進(jìn)一部分洪水臨時(shí)蓄積起來,待洪峰過后再排入原河道,叫做滯洪。顯然,與江河相通的湖泊、洼地的天然滯洪與天然蓄洪一樣,效果是不大的。為了充分發(fā)揮江河旁側(cè)湖泊、洼地的滯洪作用,需建閘控制。在河道低水期開閘預(yù)降湖泊、洼地的水位,然后關(guān)閘拒絕倒灌,直至洪峰來到時(shí),開閘引水,削減洪峰,待洪峰過后再徐徐放出。
利用湖泊、洼地滯洪和前述利用湖泊、洼地蓄洪及分洪頗有異同之處。相同點(diǎn)是三者都能削減洪峰,減輕下游洪水威脅;不同點(diǎn)是:蓄洪是河道穿過湖泊、洼地,在出口處建閘,在汛期可同時(shí)兼施蓄泄;滯洪是利用河道旁側(cè)湖泊、洼地,進(jìn)出口合建一個(gè)閘,在汛期不能同時(shí)兼施蓄泄,只能先泄蓄后排匯;分洪是利用河道旁側(cè)湖泊、洼地,在進(jìn)口處建一個(gè)閘,在出口處另建一個(gè)閘,可以同時(shí)滯蓄和排泄。
(六)、蓄洪墾殖
在分洪、滯洪、蓄洪湖泊的灘地上,圍筑上圩進(jìn)行墾殖,小水年份的汛期,利用圍墾后所剩余的湖泊容積分洪或滯洪;大水年份的汛期,破開小圩放棄墾殖的秋熟,利用湖泊全部的容積(包括圍墾的小圩區(qū))分洪或滯洪,汛后再播種冬麥。這種小水年份墾殖,大水年份廢田還湖(洼),水利與農(nóng)業(yè)相結(jié)合的措施叫做蓄洪墾殖。這種措施在長江、淮河等河流的中、下游得到極其廣泛的采用,對于增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和防治血吸蟲病起著很大的作用。
(七)、水土保持
河道演變逐漸向惡化方向發(fā)展,其主要原因是受流域內(nèi)上游地區(qū)水土流失的影響。如黃河流域水土流失極為嚴(yán)重,平均每年泄入黃河的泥沙12~15億噸,其中下游河道淤積3~4億噸,可以說是舉世無雙。因此治河必須治山,要大搞水土保持,解決水土流失問題。
水土保持在防洪上的作用在于:
①就地蓄水減少地面徑流,改變徑流年內(nèi)分配;
②增加地面糙率,增加流程;
③減少河流挾帶的泥沙,減少泥沙在河道、湖泊、水庫里的淤積;
④保護(hù)地面表層的肥活土壤不被雨水沖走,有利于農(nóng)林的種殖。
四、防洪規(guī)劃
在一個(gè)流域或一個(gè)地區(qū),為了防止洪水災(zāi)害,需要合理運(yùn)用上述防洪措施,興建一些防洪工程。究竟采取何種措施,興建多大的工程,必須首先搞好防洪規(guī)劃,下面從四點(diǎn)來說明有關(guān)防洪規(guī)劃的問題。
(一)、防洪規(guī)劃所需的基本資料
防洪規(guī)劃象其他規(guī)劃一樣,必須從實(shí)際出發(fā),進(jìn)行調(diào)查研究,掌握第一手資料,它包括如下幾個(gè)方面:
(1)歷史上曾發(fā)生過的大洪水、特大洪水及洪水災(zāi)害情況(如發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)、大小和發(fā)展趨勢等);
(2)自然地理、水文地質(zhì)條件(如地形、地勢、地面復(fù)蓋、水土流失等情況);
(3)水文、氣象條件及河流特征(如降雨、徑流、水位、流量等,特別是河道干支流的洪水特性和含沙情況,河道各段泄水能力和防洪堤情況。湖泊、洼地的分布及其容積,以及河流的入海條件等);
(4)社會(huì)的政治、經(jīng)濟(jì)狀況、各部門和當(dāng)?shù)厝罕姷囊螅?/p>
(5)已有的水利工程措施等等。
上述基本資料大部分是通過水文勘測工作獲得的。
(二)、防洪規(guī)劃的原則
防洪工程的總體規(guī)劃,應(yīng)遵循下列原則:
(1)全面規(guī)劃、合理布局是防止洪水成災(zāi),保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)的重要措施。在規(guī)劃上、中、下游河流的防洪工程時(shí),要統(tǒng)籌兼顧,全面考慮防洪、排澇、灌溉、發(fā)電、航運(yùn)等綜合利用的效益。
(2)有重點(diǎn)、分階段地進(jìn)行規(guī)劃,分清輕重緩急,做到盡全力防止毀滅性災(zāi)害,消除普通災(zāi)害,逐步提高防洪標(biāo)準(zhǔn)。以小型為主并不排斥大中型工程,相反地需要輔以必要的大中型骨干工程,才能做到大、中、小結(jié)合,形成完整的防洪體系。
(3)防洪工程的總體規(guī)劃應(yīng)按近期和遠(yuǎn)期相結(jié)合的原則來考慮。由于防洪工程的建設(shè)費(fèi)用比較大,所以要對所期工程作出分期建設(shè)的安排并為遠(yuǎn)期發(fā)展留有余地,這樣,既能節(jié)省初期投資,又能及早地發(fā)揮工程設(shè)施的作用。
(4)對原有防洪工程的改建和擴(kuò)建,應(yīng)從實(shí)際出發(fā),充分利用和發(fā)揮原有工程效能,有計(jì)劃、有步驟地加以改造,使其逐步達(dá)到完善和合理化。
(5)為了減少下泄洪峰流量,減少工程造價(jià),在可能條件下,盡量采取分洪、截洪和排洪