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变化环境下山洪灾害防治范式研究初探

张平仓 董林垚
责任编辑:范江涛 来源:

  当前我国山洪灾害防御体系发挥了明显的防灾减灾效益,但在应对气候变化和人类活动造成山洪灾害频发的形势下仍显不足。笔者在总结现行山洪灾害防御技术体系的基础上,提出“自然-社会”二元山洪灾害防治范式,并从“灾害驱动力”“灾害防治措施”“灾害链生过程”和“服务功能”的二元化对防治范式理论进行了内涵和外延的阐释。

我国山洪灾害防治概况

  我国受大陆性季风气候影响明显,水旱灾害频发。山洪灾害点多面广,具有突发性、频发性、破坏性等特点,且预测预防难度极大。据统计,2000年以来,我国山洪灾害死亡人数占洪涝灾害死亡人数的比例呈上升趋势。当前全球性气候变化造成的极端降水事件频发,以及人类活动对流域下垫面特性的改变,导致山洪灾害造成的人员伤亡和财产损失居高不下。针对山洪灾害区域特征,综合考虑山洪灾害监测、预警、预报和群测群防,开发系统的区域山洪灾害防治范式,是我国当前防灾减灾的迫切需求。

  2006年10月,国务院批复了《全国山洪灾害防治规划》,并以此为依据,部署了全国县级非工程措施建设试点工作。在县级非工程措施建设工作基础上,国家发展改革委会同有关部门于2010年年底编制完成了《全国中小河流治理和病险水库除险加固、山洪地质灾害防御和综合治理总体规划》,据此内容,水利部会同财政部等部门在试点基础上开展了全国山洪灾害防治县级非工程措施项目建设,并进一步补充完善非工程措施,开展了山洪灾害调查评价和重点山洪沟防洪治理。通过近年的项目建设,构建了适合中国国情的专群结合的山洪灾害防治体系,提高了基层防汛信息化水平和指挥决策能力,发挥了显著的防灾减灾效益。

  但由于山洪灾害致灾因子复杂,区域差异明显,治理难度大,经费不足等,当前山洪灾害监测预警设计水平有限,预警效果具有局限性,且设备易损坏,难以持续运行。开展变化环境下的山洪灾害防治范式研究,形成系统的、基于气候变化和人类活动影响下的山洪灾害防治措施和小流域山洪灾害风险综合管理模式,是当前亟待开展的研究工作。

目前山洪灾害防御技术及体系

  1.山洪灾害防御技术

  山洪灾害防御技术主要包括监测技术、预警技术和监测预警平台3类。山洪灾害监测主要通过建设自动雨量监测站和水文站,实现雨水情信息监测。目前,全国已建设雨水情自动监测站点50000多个,实现了山洪灾害监测网络的全面覆盖,是构成山洪灾害防御体系的基础。当前雨水情监测仪器通常通过雨量和水位传感器获取实时雨水情数据,再通过GSM/GPRS传输数据。我国对卫星和雷达监测降雨技术的开发和应用尚处于探索阶段。

  现阶段山洪灾害预警发布以县级平台为中枢核心,包括电话、传真、短信、无线预警广播、移动预警终端、电视、互联网、手摇报警器、锣、高频口哨等多种方式。山洪灾害预警发布的数据基础是实时监测的雨水情信息,当实时降雨量或水位值超过当地预设的预警指标后,即向区域内受威胁群众发布预警信息。

  通过非工程措施建设,目前我国形成了2058个县级监测预警平台。监测预警平台硬件设备配置包括计算机局域网、机房及会商环境等,应用模块包括基础信息查询、雨水情监视查询、气象国土信息查询、水情预报服务和预警发布服务等功能。各级平台的远程诊断和运行维护是当前技术研发的重点。

  2.山洪灾害防御体系

  根据《全国山洪灾害防治规划》《全国中小河流治理和病险水库除险加固、山洪地质灾害防御和综合治理总体规划》,我国目前形成了以非工程措施为主、非工程措施与工程措施相结合的山洪灾害防御体系建设原则。其中,非工程措施以山洪灾害调查评价为基础,结合监测预警系统和群测群防体系建设;工程措施是在开展非工程措施建设的基础上,选择危害严重且难以实施搬迁避让的重点山区河道进行治理。非工程措施与工程措施相结合,形成了涵盖监测、预报、预警和治理等功能的全方位防灾减灾体系。

  3.存在的问题

  通过开展山洪灾害防治非工程措施和工程措施建设,我国已经初步建成山洪灾害综合防治体系,并发挥了显著的防灾减灾效益。但由于我国山洪灾害点多面广,区域暴雨特征差异明显,地形地貌多样化,气候变化和人类活动对流域外部及内在物质循环过程产生影响,开展变化环境下的山洪灾害防御范式研究,是应对气候变化和人类活动影响下山洪灾害频发这一严峻挑战的有效措施。

变化环境下山洪灾害防御范式

  1.山洪灾害过程演变

  山洪是发生在山区溪流中快速、强大的地表径流过程,山洪灾害形成的影响因素可以归结为水源条件和地形条件。降雨是通过前期降雨和次连续降雨共同作用,激发山洪灾害;山洪灾害形成的地形特征是中高山区,相对落差大,河谷坡度陡峭。

  暴雨降水是山洪灾害发生的直接原因,降水的时空变化特征决定了山洪灾害的时空分布情况。最近100年来,全球气温呈明显上升趋势,气温升高导致温带地区蒸发量加大、降水量减少而变干旱;而水汽的对流会导致高纬度地区降雨丰富。因此,气候变化引起我国水旱极端事件增加。一般短历时暴雨,单位时间雨强增大,降水得不到有效渗透,极易形成地表径流,汇聚成溪河洪水,造成山洪灾害暴发。气候变化打破原有的降水格局和分布常态,降低了降水天气过程的稳定性,造成区域山洪灾害威胁增大。

  流域下垫面是山区洪水形成的载体,流域的地形、地貌、土壤、植被和水文条件决定了山洪灾害的易发性。近年区域人类活动加剧,造成森林面积锐减,草地退化沙化面积扩大,水土流失严重,植被覆盖率降低,土壤和腐殖质蓄洪能力减小,面雨量汇集能力加大等,使山洪灾害突发性增强。

  气候变化和人类活动通过对暴雨和下垫面特征的影响,增加了区域山洪灾害暴发的可能性,在山洪灾害防御过程中,应充分考虑其影响,提高灾害防御能力。

  2.“自然-社会”二元山洪灾害防御范式

  在没有人类活动或人类活动干扰可忽略的情景下,山洪只是一种自然过程,并不能形成灾害;当小流域出现人类活动时,人类成为潜在受灾对象的同时,也大大影响了小流域水流和物质迁移过程,山洪灾害防治过程呈现越来越强的“自然-社会”二元特性。针对人工动力对流域水流和物质循环过程超过自然作用力影响的特点,在考虑气候变化和人类活动双重影响下,提出以“自然-社会”演变为基础的二元山洪灾害防治概念。

  变化环境下,区域山洪灾害形成过程同时受自然和社会二元作用力的影响,具有高度的复杂性。“自然-社会”二元山洪灾害防治范式的驱动力体现为自然驱动力和人工驱动力的耦合,即山洪灾害形成机制不仅受自然降水过程的影响,还受制于防灾对象。防治范式的表征基于自然和社会两方面,既从灾害本身角度出发,采取措施减缓其发生过程,也从防灾对象本身利益出发,采取金融和保险手段,驱动防灾对象避险。防治范式的核心从传统的自然状态下流域水文物质循环过程变化为人类活动影响下流域水文物质循环。服务功能的二元化则体现为防治范式的本质,必须辩证分析山洪灾害防御过程中人类社会和生态环境的关系,实现社会经济和生态系统协调发展。

  3.变化环境下山洪灾害防御措施与建议

  基于“自然-社会”二元山洪灾害防治范式理论,变化环境下山洪灾害防御应从以下几方面出发:一是加强流域风险管理及法律保障作用,风险管理需要国土、气象、水利、环境等部门,特别是建设部门以及当地居民等的一同参与、一致认可,否则无效。而当风险区一旦划定,则应具备绝对的法律效力。二是灾害监测预警和治理措施需实用化、多样化,不是简单地追求先进,山洪灾害防御措施布设应考虑简单、实用、长久、投资低廉,同时有助于增强公众的防灾减灾意识。三是灾害防御可引入洪水保险,用金融工具降低灾害损失。四是灾害防治要做到“治一处,成一处”,不能“防灾致灾”,灾害防治规划、措施布设需要科学布局,合理建设,不能“边治灾,边致灾”。五是提高公共安全设施的防灾标准,实现地灾环境工程与主体工程同寿命。

  因此,变化环境下山洪灾害防御应该充分调动金融、保险和法律等工具,从流域风险管理、灾害预警、治理措施规划与布设等方面出发,实现山洪灾害防治的服务功能,全面提高山洪灾害防御能力。


发布时间:2017年08月29日
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