中國(guó)科學(xué)院院士夏軍: |
應(yīng)對(duì)洪災(zāi)須探索治水新思路 |
■本報(bào)記者 張雙虎
6月以來(lái),我國(guó)南方地區(qū)暴雨集中,部分地區(qū)洪澇災(zāi)害嚴(yán)重。目前,長(zhǎng)江干流監(jiān)利以下河段及洞庭湖、鄱陽(yáng)湖和太湖水位仍處于超警狀態(tài)。
在大壩等水利設(shè)施大量投入建設(shè),遙感、AI等預(yù)報(bào)預(yù)防技術(shù)飛速發(fā)展的今天,洪澇災(zāi)難為何還是經(jīng)常出現(xiàn)?今年的水情跟往年相比有何不同?面對(duì)環(huán)境變化,城市治水需要什么樣的新思路?為此,本報(bào)采訪了中國(guó)科學(xué)院院士、武漢大學(xué)水安全研究院院長(zhǎng)夏軍。
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》:我們一直在做防洪減災(zāi)的工作,但為什么好像洪災(zāi)還是非常頻繁地出現(xiàn)?
夏軍:防洪減災(zāi)一直是流域管理和水安全的一個(gè)重要方面。由于洪水發(fā)生的機(jī)理復(fù)雜且具有很大不確定性,迄今為止,人類只能抵御一定數(shù)量級(jí)的洪水。當(dāng)前地球系統(tǒng)演變面臨高強(qiáng)度人類活動(dòng)和全球氣候變化的劇烈影響,極端氣候事件和水文事件頻發(fā)、大洪水發(fā)生的概率越來(lái)越大。而隨著人口和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,一旦發(fā)生大洪水,面臨的洪災(zāi)損失也越來(lái)越大。
多年來(lái),我國(guó)的治水方略一直是工程措施與非工程措施并舉。1998年長(zhǎng)江全流域特大洪水之后,我國(guó)開始了大江大河治理、病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固、重點(diǎn)城市防洪工程建設(shè)等工作,修建了一批控制性水利工程,使大江大河的防洪能力得到很大提高。同時(shí),應(yīng)用先進(jìn)的水文信息技術(shù)和水文模型,我們建設(shè)了一批洪水預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng),在防洪調(diào)度等方面發(fā)揮了重要作用。
總體來(lái)看,我國(guó)每年中小河流還是洪水頻繁、災(zāi)害不斷。因此,要提高警惕、進(jìn)行系統(tǒng)性防御,同時(shí)面對(duì)不斷變化的環(huán)境,要及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),采取適應(yīng)性應(yīng)對(duì)措施與策略,盡可能減少損失。
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》:今年長(zhǎng)江流域水情和往年相比有何不同?
夏軍:最近我和長(zhǎng)江科學(xué)研究院教授陳進(jìn)研討時(shí),提出一個(gè)問(wèn)題:今年長(zhǎng)江中下游出現(xiàn)高水位,可能是長(zhǎng)江岸線兩側(cè)的洲灘不行洪造成的,過(guò)去荊江安全泄洪量可以達(dá)到56700立方米每秒,現(xiàn)在漢口流量才55000立方米每秒,水位就達(dá)到28.66米, 圩堤、子堤不行洪,就會(huì)造成長(zhǎng)江槽蓄能力下降。當(dāng)然,這只是問(wèn)題的一個(gè)方面,如何處理好發(fā)展和保護(hù)的關(guān)系,做到人水和諧,的確是長(zhǎng)期以來(lái)擺在我們面前的一個(gè)難題,需要站在流域綜合治理、系統(tǒng)治理角度來(lái)認(rèn)識(shí)。
今年長(zhǎng)江中下游梅雨期較往年早,雨量偏大、影響范圍廣,清江、烏江、洞庭湖水系和鄱陽(yáng)湖水系全面漲水,長(zhǎng)江干流多站超警戒水位。6月1日至7月7日,長(zhǎng)江中下游地區(qū)出現(xiàn)了6次強(qiáng)降雨過(guò)程,長(zhǎng)江流域平均降水量346.9毫米,為1961年以來(lái)同期第二位,超過(guò)1998年同期數(shù)據(jù)。目前梅雨期仍未結(jié)束,7月下旬到8月上旬將是長(zhǎng)江中下游抗洪最關(guān)鍵的時(shí)期。
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》:我們應(yīng)從什么地方著手解決“城市看海”、農(nóng)村受澇的問(wèn)題?
夏軍:當(dāng)前我國(guó)頻發(fā)的城市洪澇、“城市看海”問(wèn)題是由氣候變化、下墊面改變、雨洪管理等多因素共同作用所造成。全球變暖導(dǎo)致極端降水事件明顯增多,局部地區(qū)暴雨強(qiáng)度和頻率明顯增加;雨洪管理存在排水除澇標(biāo)準(zhǔn)總體偏低、管理能力薄弱、排水管網(wǎng)堵塞嚴(yán)重等問(wèn)題;城市道路和建筑物密度增加,使不透水面積比例增加,導(dǎo)致匯流較快,這些也是導(dǎo)致洪澇災(zāi)害頻發(fā)的原因。此外,城市建設(shè)過(guò)程中侵占自然河湖及灘地,導(dǎo)致蓄滯洪等能力降低,也是引起“城市看海”的原因之一。
人口高度聚集、經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)的城市面臨的洪水災(zāi)害和影響更嚴(yán)重。因此,迫切需要改進(jìn)治水思路,尋求基于自然的解決方法,探索將傳統(tǒng)工程措施與“蓄—滯—滲”的綠色基礎(chǔ)設(shè)施和科學(xué)的江湖調(diào)控結(jié)合起來(lái)的“灰—綠—藍(lán)”(灰,地上地下各類排水設(shè)施;綠,城中綠地元素,草、樹等;藍(lán),城中水體元素,河、湖等)統(tǒng)籌系統(tǒng)治水的新思路。
從水文學(xué)角度來(lái)看,解決城市內(nèi)澇問(wèn)題,要盡可能消除城市化建設(shè)帶來(lái)的不利水文效應(yīng),將城市雨水土壤入滲量、塘堰雨水滯蓄量、河湖和濕地調(diào)蓄量盡可能恢復(fù)到自然狀態(tài)。此外,還需要客觀評(píng)估城市基礎(chǔ)設(shè)施的抗洪能力;做到雨污分流、河湖聯(lián)通、修復(fù)濕地、恢復(fù)洼地、建設(shè)源頭LID(低影響開發(fā)理念),建設(shè)分散性大型蓄水深隧、多用洼地等工程措施;建立暴雨內(nèi)澇預(yù)警預(yù)報(bào),科學(xué)調(diào)度與管理,建設(shè)后評(píng)估與跟蹤系統(tǒng)等非工程措施;創(chuàng)新綠色城市的發(fā)展體制建設(shè)等。
在我國(guó)廣大農(nóng)村地區(qū),仍面臨水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)薄弱的問(wèn)題。水利病險(xiǎn)工程多、排澇設(shè)施不達(dá)標(biāo)等短板使洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)加大。此外,多數(shù)農(nóng)村地區(qū)是水利信息化建設(shè)的盲區(qū),迫切需要提高洪水監(jiān)測(cè)預(yù)警能力、水利工程河湖監(jiān)控能力,通過(guò)智慧水利建設(shè),全面提升農(nóng)村地區(qū)的洪水監(jiān)測(cè)預(yù)警、防洪調(diào)度管理的信息化水平。
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》:您曾提出“城市水系統(tǒng)5.0版本”,我們應(yīng)怎樣理解這一水治理理念?
夏軍:傳統(tǒng)的城市水循環(huán)系統(tǒng),更多關(guān)注以自來(lái)水廠—污水處理廠為核心的“供—用—耗—排”系統(tǒng)。目前擔(dān)任住建部海綿城市建設(shè)技術(shù)指導(dǎo)專家委員會(huì)主任的任南琪,稱其為“城市水循環(huán)系統(tǒng)2.0版本”。隨后,他提出“自來(lái)水廠—污水處理廠—城市水體與濕地”為核心的“綠色+灰色”海綿城市理念的“城市水循環(huán)系統(tǒng)3.0”,并發(fā)展提出了“城市水循環(huán)系統(tǒng)4.0版本”,極大發(fā)展了海綿城市建設(shè)的“LID+水循環(huán)”認(rèn)識(shí)。
近年來(lái),越來(lái)越多的人從水系統(tǒng)角度出發(fā),研究社會(huì)—水文—生態(tài)之間的聯(lián)系,將自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)相融合以研究當(dāng)前水問(wèn)題是國(guó)際地球系統(tǒng)水科學(xué)發(fā)展的前沿。以前針對(duì)海綿城市的水循環(huán)調(diào)控研究,多為單一尺度的城市水循環(huán)管理研究,較少對(duì)多尺度水循環(huán)過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)控研究。在此基礎(chǔ)上,我和團(tuán)隊(duì)提出“城市水循環(huán)系統(tǒng)再認(rèn)識(shí)與改進(jìn)的5.0版本”(簡(jiǎn)稱城市水系統(tǒng)5.0)框架,認(rèn)為城市水循環(huán)應(yīng)包括“降雨—蒸散發(fā)—調(diào)蓄—徑流”城市自然水循環(huán)和“供—用—耗—排”聯(lián)系城市人工側(cè)支水循環(huán)。海綿體從傳統(tǒng)的LID小海綿,城市管網(wǎng)給排水的中海綿,一直到城市江河湖庫(kù)的大海綿形成相互聯(lián)系的城市水系統(tǒng)。
城市水系統(tǒng)5.0強(qiáng)調(diào)城市低環(huán)境影響開發(fā)策略,要與城市給排水、治污和生態(tài)修復(fù)的城市綠色發(fā)展結(jié)合,要與城市聯(lián)系的江河湖庫(kù)的中等級(jí)別“海綿”以及城市互動(dòng)的大江大河的“大海綿”功能相結(jié)合,把系統(tǒng)思維、系統(tǒng)治理與城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展相結(jié)合,增加城市應(yīng)對(duì)全球變化和災(zāi)害影響的彈性,促進(jìn)城市高質(zhì)量的經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色發(fā)展。