防洪与防汛

防洪

2003-07-25

   防御洪水危害人类的对策、措施和方法。它是水利科学的一个分支，主要研究对象包括洪水自然规律，河道、洪泛区状况及其演变。防洪工作的基本内容可分为建设、管理、防汛和科学研究。

   洪水是一种自然现象，常造成江河沿岸河谷、冲积平原和河口三角洲、海岸地带的淹没。但由于洪水现象的周期性和随机性特点以及自然环境的变化和人类活动的影响，这些地带被淹没的范围和时间既有一定的规律性，又是不固定的和有机率性的。这些受洪水泛滥威胁的地带，大多仍可被人类开发利用，从而出现了洪水灾害和防洪问题。洪泛区又常具有适宜发展农业与其他经济事业的优越条件。随着人类社会的发展，洪泛区的开发利用日益扩大，有些地区还逐渐成为人口稠密、经济发达的地区。世界上很多国家，已开发的洪泛区常成为其主要经济区。如日本国洪泛区占其国土面积的10％，居住人口一半以上,聚集财富占72％,且有愈益集中的趋势。荷兰国绝大部分为平原，约有24％的土地低于海平面,80％的土地靠海堤保护。苏联有5％的土地受融雪、雨、冰凌洪水为害，平均每年有5400～8100万亩受灾。中国国土有10％左右的面积位于河湖沿岸及滨海三角洲地区,居住着约50％的人口,工、农业产值已分别占全国的70％与60％，历来是中国政治、经济、文化中心所在。世界上还有许多国家也有类似情况。因此，防洪在很多国家的江河治理中被列为首要或主要任务。
　　
基本内容　分为下列四个方面。
　　建设　防洪建设直接关系到人们的生命财产安全，必须慎重对待。

　　①防洪规划：属河流流域规划的一部分，一般需先独立进行，再与其他专业水利规划结合。进行防洪规划时，首先要对所在河流或地区的自然条件、社会经济情况、洪水与历史洪灾等进行勘察、调研，获取必要的资料，据以拟定比较方案，包括主要防洪工程措施的规模，再结合综合规划，通过比较或优选，编制河流防洪、城市防洪、海岸防洪等规划，并选定主体防洪工程（如堤、河道整治、分洪工程、水库等）和防洪非工程措施（如洪水预报警报系统、洪泛区管理、行洪道清障、洪水保险、防洪调度、超标准洪水紧急措施等）的规模。

　　②工程设计：根据规划选定的工程措施选择工程位置（如坝址、堤线、分洪区等）；再根据工程等级标准和防护对象的要求，做好勘测、试验、计算，提出工程总体布置和主体建筑物设计的各项工程特征值、工程量和投资估算等。大型工程还应编制施工规划或施工组织设计。

　　③施工：与一般水利工程施工相同，而防洪工程中的堤防修筑和河道开挖，一般工程总量虽大，但比较分散，在中国和有些国家，仍采用人力为主进行。

　　管理　包括防洪工程的养护维修和防汛中的调度运用。要求工程完好,汛期能灵活运用；调度运用合理,既能够满足预定的防洪要求，又要保证工程安全。主要工作如下。

    ①检查观测:及时掌握工程设施的工作状态,如发现问题，即迅速处理。

    ②养护维修：对主体建筑物进行经常性的维修和定期大修，以保持工程设施的完好安全，保证能在正常和非常情况时灵活运用。

    ③防守抢险：汛期对防洪设施组织防守，出现险情时，及时抢护，充分发挥已有防洪工程的作用，保障保护区的安全。

    ④防洪调度：根据防洪调度规程，针对可能出现的洪水和防护区的实际情况，按照渡汛计划和紧急措施方案，对防洪系统中的各项设施进行调度。做到在洪水不超过设计标准时，可满足保护区安全渡汛的要求；遇超标准洪水则要兼顾主体建筑物安全和重要地区、城市的安全，使洪灾损失减少到最小限度。

    ⑤制定防洪法规：用作防洪工作的行为规范，有利于加强工程管理；保护防洪设施安全;发挥防洪系统的效益;调整人们在生产、生活、经济建设中所产生的相互间的利益矛盾。此外，在管理中还要不断地进行技术改造和设备更新。

　　防汛　受洪水威胁比较严重的国家，对防汛都很重视，一般从中央到地方都设有防汛机构。如美国由陆军工程兵团负责全国防汛调度和指挥,下设12个大工区,密西西比河的管理还设有委员会；日本国由建设省负责河川治理、防汛等,省下设8个地方局，还成立有河流委员会，各县有相应机构；印度设中央防洪委员会，各邦有防洪委员会，还有四个流域委员会。中国于1950年成立中央防汛总指挥部,1988年易名为国家防汛总指挥部,负责全国防汛工作的全面领导；省（市）、地（市）、县（市）分别设立防汛指挥部，长江和黄河还设流域防汛指挥部，分别负责辖区防汛有关任务。防汛本着“以防为主，防重于抢”的原则，做好各项工作，如行洪道清障，制订渡汛措施，洪水预报、警报，防汛抢险，防洪调度，善后工作等（见防汛、堤防抢险）。

　　科学研究　现代防洪科学技术的迅速发展，水资源综合利用的迫切要求，相邻学科的渗透、促进，以及洪水给人类社会经常造成重大灾害损失等，迫使人们重视防洪科学的研究。

　　①洪水研究：对复杂的洪水现象已由20世纪30年代的经验描述，逐步进入定量的理论推导来解释其因果关系。当前已开展地面水文观测和遥感技术，从单站测报系统发展为流域的全国的网化自动系统；研究数学物理成因理论，通过实验探索洪水规律。如洪水模型对复杂的洪水现象给出近似的表达，这在洪水理论研究和实用方面都受到重视；随机水文学研究用概率论方法描述和分析水文过程，研究资料的收集，水文随机模拟及预报；新技术的应用，如电子计算机求解河渠非恒定流方程组、洪水预报调度，用遥感技术准确测定降水分布、雨移动速度；绘制积雪覆盖图；分析洪水含沙量变化；估算洪水等。这些揭示洪水变化规律与运动特性的研究，对确定设计洪水位和洪水重现期，发展防洪科学有重要意义。

　　②河床演变研究:水流、泥沙与河床的相互作用,导致河床的冲淤变化，人类活动改变河床的水流和泥沙的状况，也改变河床的自然演变规律。河床演变直接影响到河流的防洪。如中国的黄河年输沙量16亿t,在下游形成游荡性的地上河，洪灾严重，2000多年溃口1000多次，并多次改道。长江宜昌站年输沙量5亿t以上，长期演变的结果，使河道安全泄量在缺少湖泊调蓄的河段远低于上游来量，荆江河段尤为突出。因此需要运用河流动力学的理论，研究河床自然演变的规律以及防洪设施对演变的影响。

　　③洪灾损失研究：进行洪水灾害调查，对了解淹没区受灾程度、估计洪水损失、划分洪泛区范围、制定防洪法规很有意义。调查研究的内容有各种洪灾成因造成的洪灾总损失、特大洪水造成的损失及一些特殊地区的洪灾损失及其对社会的影响等。通过一定程序和方法所获得的客观调查资料，将为统一估算洪水损失提供可靠依据。

　　④防洪技术研究：在防洪措施方面，工程和非工程措施，都已得到很大发展。但在工程措施方面，对应用新材料、新结构、新工艺，缩短工期，提高质量等仍极需继续研究。如在堤防、大坝等水工建筑物设计中，应用土力学、岩石力学、水文学、地质学、河流动力学的新成就；应用在土石、混凝土、合成高分子材料、建筑材料试验等方面的新成果；在施工技术中，应用系统工
程、自动化技术，安排施工进度、选择设备、提高施工效率和质量。在非工程措施研究方面，如应用洪水预报警报、优化防洪调度、环境评价、制定科学的防洪法规等都是防洪研究的重要课题。

　　发展趋势　20世纪以来，人类虽然兴建了大量的防洪设施，防洪标准有所提高，但是洪水灾害仍然是对人类的主要威胁。今后防洪的发展趋势如下。

　　①防洪将更为重要:随着社会经济的不断发展,今后如再发生同样的淹没范围，其洪灾损失将越来越大。例如日本在1960年洪泛区的财富密度每平方公里 200万美元，1965年为360万美元，1970年为660万美元，在1945年以前，年均损失为0.92亿美元，1945年以后，则增到3.39亿美元,为1945年前的9倍多。美国水资源理事会估计,近10多年来年平均洪灾损失为10亿美元,预计到2020年洪灾年平均损失将增加到50亿美元。因此，为了减少洪灾损失，今后对防洪必将更为重视。

　　②防洪与水资源综合利用相结合：水资源的开发工作，已由单目标发展到多目标(见多目标水利规划 )，由单纯的经济考虑发展到经济、社会、环境等多方面研究，而防洪在世界上很多国家都是作为流域综合治理的一个重要组成部分，它与发电、灌溉、排水、供水、环境和生态改善等相结合，是今后的发展方向。

　　③非工程防洪措施将更多为人重视：如洪水预报的预见期增长,预报精度提高,信息传递加速，防洪问题将能更有效地得到经济合理的突破。研究利用新技术、新设备提高洪水预报警报的水平，已成为一个重要而紧迫的课题。又如洪泛区管理，也是研究防洪非工程措施的重要途径。

　　④城市防洪日益重要：世界上大多数城市都是沿江河、海岸修建的，人口和财富的不断集中，将导致在城市周围及上游地区采取大规模昂贵的防洪措施。