WATER8848前言:程曉陶提出的防御超標(biāo)準(zhǔn)洪水需要全局思考的觀點(diǎn)非常重要。在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的新形勢(shì)下,我們需要更深入地了解超標(biāo)洪水及其風(fēng)險(xiǎn)的演變特征,以提高防御預(yù)案的針對(duì)性和可操作性。
首先,我們需要認(rèn)識(shí)到設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)變化特征。設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)通常以洪水的重現(xiàn)期來(lái)表示,但實(shí)際上,由于流域中防洪治澇工程體系的發(fā)展和變化,以及保護(hù)對(duì)象的不同和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)并不是一成不變的。因此,在制定防御預(yù)案時(shí),需要充分了解所在流域的整體情況和現(xiàn)實(shí)狀態(tài),并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。
其次,對(duì)于一些流域中隨著控制性水利樞紐工程和高速城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn),河湖水域的暴雨產(chǎn)匯流特征發(fā)生了顯著變化,這可能導(dǎo)致一些行洪河道在常遇暴雨情況下也達(dá)到超標(biāo)洪水位。這意味著我們需要更加關(guān)注這些變化,并采取相應(yīng)的措施來(lái)降低洪水風(fēng)險(xiǎn)。
最后,專家們應(yīng)該從專業(yè)的角度出發(fā),深入研究超標(biāo)洪水的形成機(jī)制和演變特征,提出切實(shí)可行的防御預(yù)案和應(yīng)對(duì)措施。同時(shí),政府和社會(huì)各界也應(yīng)該加強(qiáng)合作,共同應(yīng)對(duì)超標(biāo)洪水帶來(lái)的挑戰(zhàn)。
程曉陶:防御超標(biāo)準(zhǔn)洪水需有全局思考
在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新形勢(shì)下,如何認(rèn)清超標(biāo)洪水及洪水風(fēng)險(xiǎn)的演變特征,增強(qiáng)超標(biāo)洪水的預(yù)判、防范與應(yīng)急處置能力,對(duì)于提高超標(biāo)洪水防御預(yù)案的針對(duì)性與可操作性,是至關(guān)重要的基礎(chǔ)問(wèn)題。
設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)變化特征
超標(biāo)洪水,顧名思義,是指超出江河湖庫(kù)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的大洪水,設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)通常以洪水的重現(xiàn)期來(lái)表示,也有設(shè)定典型歷史大洪水為參照系的。然而,設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)涉及一些動(dòng)態(tài)變化的因素。
(1)流域中防洪治澇工程體系是由堤防、蓄滯洪區(qū)、分洪道、水庫(kù)、大型水閘與泵站等一系列工程設(shè)施逐步建設(shè)而發(fā)展起來(lái)的,防洪體系規(guī)劃中設(shè)定的防洪標(biāo)準(zhǔn)并不等于現(xiàn)狀實(shí)際達(dá)到的防洪標(biāo)準(zhǔn),預(yù)案編制應(yīng)以現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)為判據(jù),這就需要對(duì)所在流域的整體情況與現(xiàn)實(shí)狀態(tài)有基本的了解。
(2)同一流域中,上下游、干支流、左右岸、城鄉(xiāng)間因保護(hù)對(duì)象不同,各類防洪、排澇工程設(shè)計(jì)中采用的洪水標(biāo)準(zhǔn)是不同的,如城市的等級(jí)和防洪標(biāo)準(zhǔn)就取決于其非農(nóng)業(yè)人口數(shù);而隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,由于保護(hù)對(duì)象的升級(jí),防洪標(biāo)準(zhǔn)會(huì)作相應(yīng)的調(diào)整。目前一些有防洪任務(wù)的城市與一線堤防由達(dá)標(biāo)轉(zhuǎn)成不達(dá)標(biāo),其原因?qū)嶋H并非現(xiàn)狀防洪能力降低了,而是設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)提高了。
(3)具體河段、水域按選定設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算相應(yīng)重現(xiàn)期的洪水水位與洪峰流量,通常需要有較長(zhǎng)時(shí)段的水文氣象觀測(cè)資料。然而,近些年來(lái),一些流域中隨著控制性水利樞紐工程特別是水庫(kù)群的形成,以及高速城鎮(zhèn)化進(jìn)程中超級(jí)城市特別是城市群的出現(xiàn),顯著改變了河湖水域暴雨產(chǎn)匯流的特征,流域中天然雨洪蓄滯功能衰減,一些行洪河道因?yàn)┑乇粩D占及橋梁、閘壩阻水等原因,常遇暴雨情況下,也可能達(dá)到超標(biāo)洪水位。相對(duì)而言,即意味著設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)被降低了。
▲2020年7月13日上午11時(shí)長(zhǎng)江南京潮水位站最高潮水位達(dá)到歷史第三高位10.10m /車(chē)小磊
超標(biāo)洪水的不確定性
超標(biāo)洪水,因超出了現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn),就有可能造成一定范圍的淹沒(méi)。盡管在加強(qiáng)雨水情監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)、防洪控導(dǎo)工程精心調(diào)度的情況下,希望能最大程度發(fā)揮防洪工程體系的抗洪潛力,盡可能降低洪水的危害性,但是應(yīng)急處置中仍然面臨復(fù)雜的不確定因素。
(1)超標(biāo)洪水的發(fā)生,往往與極端天氣形勢(shì)相關(guān)聯(lián),對(duì)具體區(qū)域而言具有一定的稀遇性,但也不排除短期重現(xiàn)的可能。一個(gè)流域或區(qū)域會(huì)否形成超標(biāo)洪水,不僅與預(yù)報(bào)的降雨量有關(guān),而且與雨強(qiáng)、雨型分布、雨區(qū)走向、干支流洪峰是否遭遇等多重因素有關(guān)。2016年7月初武漢市遭受?chē)?yán)重的洪澇災(zāi)害,降雨雨型就極為不利:大雨連降7天,其中3天達(dá)到超100mm的大暴雨級(jí)別,而且是在最后1天達(dá)到了超200mm的特大暴雨級(jí)別。這種雨峰后置的雨型,在流域天然蓄滯滲能力耗盡的情況下,最后的暴雨幾乎全部轉(zhuǎn)為徑流,導(dǎo)致河湖水位高漲,釀成大災(zāi)。1915年珠江三角洲淹成一片汪洋,造成重大人員傷亡,損失慘重,則是西江、北江兩大洪峰相遭遇的結(jié)果。
(2)即使建有高標(biāo)準(zhǔn)的防洪工程,也不能放松對(duì)超標(biāo)洪水的警覺(jué)。流經(jīng)捷克首都布拉格的伏爾塔瓦河,在城市上游干流幾乎首尾相連地修建了8座大中型水庫(kù),形成了梯級(jí)開(kāi)發(fā)的狀態(tài)。2002年8月,在前期降雨量大,各水庫(kù)均已攔洪蓄水的情況下,緊接著又遭遇了強(qiáng)度更猛的第二輪暴雨,結(jié)果梯級(jí)水庫(kù)如倒多米諾骨牌一般,相繼為保壩而緊急泄洪。這年伏爾塔瓦河的洪峰流量比未建水庫(kù)之前的最大記錄還超出了許多,布拉格及下游的德國(guó)城市遭受了慘重?fù)p失。2003年4月筆者隨水利部考察組到布拉格,看到受淹期間被洪水灌滿的3條地鐵線路,癱瘓了7個(gè)多月才恢復(fù)通車(chē)。我國(guó)近年來(lái)水庫(kù)因遭遇超標(biāo)洪水而緊急泄洪的情況也時(shí)有發(fā)生,性質(zhì)上這仍屬于天災(zāi),且有效避免了惡性潰壩事故的發(fā)生,但也需要為減輕下游損失做好應(yīng)急預(yù)案,并提前將風(fēng)險(xiǎn)告知下游,以便有所防范。
(3)不同量級(jí)超標(biāo)洪水的組合,會(huì)形成不同的淹沒(méi)狀態(tài),不可能處處都確保安全。在我國(guó)人多地少的國(guó)情下,總有些土地是“小水歸人,大水歸水”的。1994年湘江大洪水,長(zhǎng)沙、株洲主城區(qū)的堤防最終得以艱難保住,相當(dāng)程度上得益于上游和對(duì)岸圩區(qū)堤防的潰決。因此,面對(duì)超標(biāo)洪水,必要時(shí)得有所放棄,才可能更好地保住重點(diǎn)。
▲重慶銀盤(pán)電站泄洪
洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的演變趨向
超標(biāo)洪水一旦發(fā)生,既然局部受淹難以避免,就要對(duì)可能受淹區(qū)域可能形成的洪水規(guī)模及其可能造成的后果有所研判,以便在防御預(yù)案中有針對(duì)性地提出減災(zāi)與應(yīng)急處置措施。21世紀(jì)以來(lái),我國(guó)經(jīng)歷了空前迅猛的城市化進(jìn)程,新增城市人口超出美國(guó)人口總數(shù)。在此大潮沖擊下,我國(guó)洪澇威脅對(duì)象、致災(zāi)機(jī)理、成災(zāi)模式與損失構(gòu)成均發(fā)生了顯著變化,認(rèn)清洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的演變特征與趨向,有助于推進(jìn)從減少災(zāi)害損失向減輕災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)變。
(1)1998年大水之后,國(guó)家持續(xù)成倍增大治水投入,防洪能力有了顯著增強(qiáng),為鞔罅饔蠐�20世紀(jì)曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的同等量級(jí)特大洪水,增添了底氣。然而,2010年以來(lái),我國(guó)洪災(zāi)總損失在大江大河洪水基本平穩(wěn)的情況下按同比價(jià)格算,再次達(dá)到了1990年代的量級(jí),而損失最重的幾年恰恰也是受淹城市最多的年份。由于城市發(fā)展極大依賴于土地財(cái)政,我國(guó)城市建成區(qū)面積增長(zhǎng)率顯著高于城市人口增長(zhǎng)率,新增城區(qū)急于向低洼易澇區(qū)擴(kuò)張,加之“先地上、后地下”的城建模式,使“城市看海”幾成常態(tài)。一些建成區(qū)擴(kuò)張到原有防洪圈之外,不得不擴(kuò)大防洪保護(hù)范圍,增大內(nèi)澇強(qiáng)排,又減少了雨洪滯蓄的空間。由于城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)極大依賴于基礎(chǔ)設(shè)施與交通、通信、供電、供水等生命線系統(tǒng),這些系統(tǒng)在洪澇中受損,會(huì)在系統(tǒng)內(nèi)以至系統(tǒng)之間形成連鎖反應(yīng),使災(zāi)害影響范圍遠(yuǎn)超受淹范圍,間接損失甚至超出直接損失。一旦洪水規(guī)模超出了設(shè)防能力,更會(huì)出現(xiàn)災(zāi)情急劇擴(kuò)展,損失及其災(zāi)難性影響突變性上升的惡劣局面。
▲“城市看海”
(2)在城鎮(zhèn)化大潮中,隨著農(nóng)村勞動(dòng)力大量進(jìn)城務(wù)工,傳統(tǒng)上依靠農(nóng)民義務(wù)投工投勞冬修春修的堤防維護(hù)投入嚴(yán)重不足,中小河流與圩區(qū)的防洪能力反而有所降低,汛期查險(xiǎn)、排險(xiǎn)、搶險(xiǎn)力量嚴(yán)重不足。加之農(nóng)村實(shí)施土地流轉(zhuǎn)政策以來(lái),為了實(shí)現(xiàn)集約化經(jīng)營(yíng),連片承包土地種植、大戶養(yǎng)殖等前期都需要大量借貸來(lái)進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),一旦遭受?chē)?yán)重水災(zāi),資產(chǎn)不是歸零,而是歸負(fù),成為巨額債民,面對(duì)的是完全無(wú)力承受的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)今社會(huì)中,超標(biāo)洪水一旦發(fā)生,會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大區(qū)域發(fā)展不均衡的差距,如何化解風(fēng)險(xiǎn)成為新的難題。
(3)我國(guó)分布廣泛的中小河流設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較低,發(fā)生超標(biāo)洪水的概率相對(duì)較高,是我國(guó)洪災(zāi)多發(fā)重發(fā)的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域,一些過(guò)去在城市外圍的河流,因城市擴(kuò)張而變?yōu)槌鞘袃?nèi)河,成為超標(biāo)洪水防范的重點(diǎn)對(duì)象。2009年以來(lái)我國(guó)大力推進(jìn)中小河流重點(diǎn)河段的防洪治理,取得了積極進(jìn)展,但是大多還構(gòu)成不了體系。即使是中小河流,往往也涉及若干行政區(qū),在防洪治澇體系建設(shè)上缺少統(tǒng)籌規(guī)劃與協(xié)調(diào)的機(jī)制。近年來(lái)推行的河長(zhǎng)制,是按行政單元?jiǎng)澐趾佣,主要解決河岸環(huán)境與水質(zhì)污染的問(wèn)題。目前,我國(guó)大江大河干流編制超標(biāo)洪水防御預(yù)案,由七大流域機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé),基本情況熟、技術(shù)力量強(qiáng),可以全面掌握雨情、水情、工情、險(xiǎn)情信息,也有可以依托的重大工程調(diào)控手段,而面廣量大、類型多樣、情況復(fù)雜的中小河流,亟待加大超標(biāo)洪水防御預(yù)案編制研究與指導(dǎo)的力度。
▲佛子嶺水庫(kù)泄洪 攝/王恒超
超標(biāo)洪水防御預(yù)案編制需牢固樹(shù)立全局觀
綜上,超標(biāo)洪水防御預(yù)案的編制,面對(duì)眾多復(fù)雜而相互關(guān)聯(lián)撓跋煲蛩亍Tぐ敢嘀頻糜姓攵孕雜肟剎僮饜,对防汛工作有切蕶n鬧傅甲饔,就需要既立足本职,勇氈I�“就水利論水利”的局限性,按照防災(zāi)減災(zāi)要“從減少損失向減輕風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)變”的要求,從風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)、工程安全與潛力評(píng)價(jià)、洪水監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)與預(yù)警發(fā)布、優(yōu)化調(diào)度、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)等各個(gè)環(huán)節(jié)做好調(diào)研,為預(yù)案編制打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
(1)認(rèn)清變化環(huán)境下洪水風(fēng)險(xiǎn)的演變特征。在高速城鎮(zhèn)化、涉水工程建設(shè)及氣候變暖的背景下,超標(biāo)洪水很可能是稀遇且難以預(yù)估其后果的“黑天鵝”,超標(biāo)洪水防御預(yù)案編制中要盡可能基于當(dāng)代社會(huì)對(duì)洪水風(fēng)險(xiǎn)演變特征的認(rèn)識(shí)和風(fēng)險(xiǎn)演變趨勢(shì)的把握,考慮最大可能與最不利的情景。
(2)以流域?yàn)閱卧私夥篮榕艥丑w系的現(xiàn)狀標(biāo)準(zhǔn)與能力。超標(biāo)洪水的形成,往往并不單純?nèi)Q于局地降雨的強(qiáng)弱和局地工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),預(yù)案編制需對(duì)流域防洪排澇整體能力有所評(píng)估。
(3)完善暴雨洪水監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)體系與洪水預(yù)警發(fā)布機(jī)制。暴雨洪水監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)信息是超標(biāo)洪水防御預(yù)案編制的重要基礎(chǔ)和預(yù)案啟動(dòng)的基本依據(jù)。針對(duì)超標(biāo)洪水預(yù)報(bào)信息的不確定屬性,在預(yù)警等級(jí)、發(fā)布范圍與發(fā)布時(shí)機(jī)的判定上,需要引入風(fēng)險(xiǎn)化解機(jī)制,既確保預(yù)警的時(shí)效,又降低盲目響應(yīng)的成本。
(4)理解防洪工程體系應(yīng)急調(diào)度的風(fēng)險(xiǎn)。面對(duì)超標(biāo)洪水,防洪工程調(diào)度中需作出蓄與泄、守與棄等一系列兩難的抉擇,兩害相權(quán)取其輕,防洪決策本身就是風(fēng)險(xiǎn)決策。對(duì)此類風(fēng)險(xiǎn)也需要有充分的預(yù)判,及時(shí)向決策者闡明,并向相關(guān)部門(mén)與社會(huì)做必要的說(shuō)明,以利于采取風(fēng)險(xiǎn)防范的相應(yīng)措施。
(5)強(qiáng)化健全應(yīng)急聯(lián)動(dòng)的體制。超標(biāo)洪水一旦發(fā)生,局部區(qū)域受淹難以避免,其危害也很可能超出區(qū)域自身的承受能力。這種情況下,不僅需要各相關(guān)部門(mén)的應(yīng)急聯(lián)動(dòng)與社會(huì)力量的組織動(dòng)員,而且需要上級(jí)政府啟動(dòng)高級(jí)別的應(yīng)急響應(yīng),做到一方有難八方支援。
總之,超標(biāo)洪水防御預(yù)案的編制,涉及眾多復(fù)雜、變化和不確定的因素,是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、需要不斷修編完善的任務(wù)。水利部門(mén)既要立足本職,也要總攬全局,為減輕洪水風(fēng)險(xiǎn)而精誠(chéng)協(xié)作,勇于擔(dān)當(dāng)。
刊于《中國(guó)水利》2020年第13期,略有刪改
作者/程曉陶(中國(guó)水利水電科學(xué)研究院原副總工程師,教授級(jí)高級(jí)工程師)
編排/安天杭