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        淺析水文水資源防洪減災(zāi)與環(huán)境管理措施

        2022-12-03 05:05:39廖治棋范北林
        農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究 2022年5期

        廖治棋,范北林,黃 莉,3

        1.贛州市水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,江西贛州 341000;2.長(zhǎng)江科學(xué)院 河流研究所,湖北武漢 430010;3.武漢大學(xué) 水資源與水電工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北武漢430072

        我國(guó)的洪澇災(zāi)害主要體現(xiàn)在洪水災(zāi)害和雨澇災(zāi)害兩方面。洪水災(zāi)害是因高強(qiáng)度降雨、冰川冰雪融化、堤壩潰決、風(fēng)暴潮等自然現(xiàn)象和海平面上升、海水量增加、泥石流和山洪等一系列自然界異常所引發(fā)的災(zāi)害現(xiàn)象;雨澇災(zāi)害是因暴雨、大暴雨或長(zhǎng)時(shí)間降水量過(guò)度集中導(dǎo)致地表徑流與積水,同時(shí)排水問(wèn)題沒(méi)有受到妥善處理,進(jìn)一步加劇城市、農(nóng)田及居民住宅等受淹所形成的自然災(zāi)害現(xiàn)象[1]。受我國(guó)的流域分布和氣候地形特征的影響,許多地區(qū)會(huì)在某一時(shí)段內(nèi)同時(shí)遭受洪水和雨澇災(zāi)害,雨澇伴隨洪水產(chǎn)生,二者之間沒(méi)有明確的劃分界限,因此,一般以洪澇災(zāi)害統(tǒng)稱[2]。

        洪澇災(zāi)害在引發(fā)一系列嚴(yán)重自然災(zāi)害的同時(shí),對(duì)我國(guó)水文水資源環(huán)境也帶來(lái)了不可估量的問(wèn)題和影響。對(duì)農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)及居民生活工作造成了嚴(yán)重的損失。加之近年來(lái)氣候變化活躍,極端天氣出現(xiàn)頻率直線上升,解決洪澇災(zāi)害及其附屬水文水資源和生態(tài)環(huán)境問(wèn)題刻不容緩[3-5]。

        1 洪澇災(zāi)害的成因

        1.1 降水時(shí)空分布不均

        季風(fēng)活動(dòng)的強(qiáng)弱是造成我國(guó)洪澇災(zāi)害多發(fā)的主要原因,這一現(xiàn)象也導(dǎo)致降水在我國(guó)時(shí)空分布上嚴(yán)重不均,從而進(jìn)一步致使洪澇和干旱頻繁交替產(chǎn)生[6]。

        在時(shí)間尺度上,年內(nèi)降水量主要集中在夏季(7—9月),而年際內(nèi)交替變化,造成了較為復(fù)雜的周期性變化特征;在空間尺度上,西北地區(qū)干旱少雨,東部沿海地區(qū)(尤其是華南和東南地區(qū))降水豐沛,各區(qū)域間的差異較大。相較于同緯度其他國(guó)家,我國(guó)西北地區(qū)降水顯著偏少,東南地區(qū)降水顯著偏多。

        第四紀(jì)冰川期附帶的全球范圍內(nèi)區(qū)域性地殼運(yùn)動(dòng)和氣候變化,使得全球性降溫現(xiàn)象加劇,海陸熱力差異顯著,東亞季風(fēng)環(huán)流范圍加大,同時(shí)在青藏高原隆起時(shí)得以增強(qiáng),我國(guó)相較其他同緯度地區(qū)雨熱更甚,洪澇災(zāi)害出現(xiàn)頻率顯著提高[7]。

        1.2 地勢(shì)條件與人類活動(dòng)

        由于我國(guó)地形受到區(qū)域性構(gòu)造控制,形成西高東低、三級(jí)階梯狀逐級(jí)下降的地勢(shì)特征,這一特點(diǎn)也使得我國(guó)大多數(shù)河流流向?yàn)樽晕飨驏|。受此限制,我國(guó)主要江河上游地勢(shì)陡峻,水流一瀉千里,而到中游、下游地區(qū),地勢(shì)陡降,河道曲折迂回、河水流速驟減,大量泥沙淤積,行洪不暢,極易泛濫成災(zāi)[8]。

        隨著地球進(jìn)入人類世界的新紀(jì)元,水系統(tǒng)已不能再被看作是單一自然系統(tǒng), 而是一個(gè)兼容自然與人類的耦合系統(tǒng),并具有越來(lái)越強(qiáng)的不確定性和不可預(yù)測(cè)性。加強(qiáng)地球(自然)—人類系統(tǒng)耦合研究,提出有效的科學(xué)策略和手段變得十分必要。人類通過(guò)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、森林砍伐和破壞濕地等行為對(duì)陸地造成了干擾,這些干擾改變了大陸尺度的蒸散發(fā)、地下水補(bǔ)給、河流徑流和降水[9]。再者,人類活動(dòng)所引發(fā)的氣候變化正對(duì)局地至全球尺度內(nèi)水的運(yùn)移和儲(chǔ)存造成破壞[10]。

        1.3 水土流失嚴(yán)重

        水土流失及其所伴隨的滑坡、泥石流等自然災(zāi)害也密切影響洪水災(zāi)害的發(fā)生。首先,由于極端暴雨導(dǎo)致水土流失;其次,水土流失的過(guò)程同時(shí)又進(jìn)一步促進(jìn)了洪澇災(zāi)害的形成和發(fā)展。

        這是由于水土流失災(zāi)害嚴(yán)重破壞了森林植被和土地資源,使得生態(tài)環(huán)境惡化,削弱土壤調(diào)蓄水分的功能和作用,致使洪水發(fā)生的概率和強(qiáng)度大大提升;同時(shí)水土流失帶來(lái)的泥沙等物質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間淤積在河湖和水庫(kù)中,使得對(duì)應(yīng)的河床升高,更有地區(qū)高于兩岸土地,形成地上“懸河”,也在很大程度上加劇了洪澇災(zāi)害的形成與發(fā)生[11-14]。

        1.4 水利工程質(zhì)量不達(dá)標(biāo)

        部分防洪工程修建年代較早,工程老化嚴(yán)重,年久失修,防洪和排澇標(biāo)準(zhǔn)較現(xiàn)代低,導(dǎo)致河湖水泛濫,不能及時(shí)排澇,下游農(nóng)作物常常受到洪澇影響,產(chǎn)量大幅度降低。另有工程與當(dāng)?shù)貙?shí)際情況不匹配,大量建筑物超期使用,破損現(xiàn)象普遍存在,同時(shí)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱,加之部分田間工程在建過(guò)程受到投資力度和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)條件的限制,許多項(xiàng)目和工程不能充分發(fā)揮其作用[15-18]。

        2 洪澇災(zāi)害的影響

        2.1 飲用水供應(yīng)系統(tǒng)被破壞

        當(dāng)洪澇災(zāi)害發(fā)生時(shí),原有安全水源被淹沒(méi)、破壞或淤塞,居民只能引用地表水源代替原有水源。然而這類水源常常受到上游人(畜)排泄物和工農(nóng)建筑等的污染,尤其是在地勢(shì)較低的地區(qū),洪水一旦持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),災(zāi)民集中受困,更容易暴發(fā)水源性流行疾病,引發(fā)更嚴(yán)重的損失[19-23]。

        對(duì)于一些水源條件原本就不好的地區(qū),洪澇災(zāi)害會(huì)造成地下水位的變化,進(jìn)而使得飲用水中的鹽堿度和pH值發(fā)生變化,可能會(huì)造成霍亂等疫情蔓延。

        2.2 食物短缺

        洪澇災(zāi)害往往規(guī)模較大,涉及范圍也較廣,因此,難免會(huì)發(fā)生局部災(zāi)區(qū)食物送到不及時(shí)的現(xiàn)象。同時(shí),隨著災(zāi)情惡化,惡劣環(huán)境下的食品又極容易出現(xiàn)霉變,尤其是在陰雨天氣下的洪澇水災(zāi)環(huán)境中,食物極易變質(zhì),從而引發(fā)災(zāi)民食物中毒和流行性傳染病的發(fā)生。

        更為重要的是,糧食短缺也使得災(zāi)區(qū)人民身體素質(zhì)下降明顯,由此更加易于各類疾病疫情散播和蔓延。

        2.3 燃料短缺

        在大規(guī)模、大范圍的洪澇災(zāi)害中,受困災(zāi)民燃料短缺的現(xiàn)象常有發(fā)生。這一現(xiàn)象迫使災(zāi)民食用生冷食品和水,引發(fā)腸道傳染病的散播,同時(shí)嚴(yán)重降低災(zāi)民個(gè)人衛(wèi)生水平,尤其是在冬季,更容易滋生寄生蟲(chóng)和細(xì)菌,使得一系列傳染病難以控制。

        2.4 水體污染

        洪澇災(zāi)害對(duì)水體(水源)的污染主要體現(xiàn)在傳染病細(xì)菌的傳播上。在大規(guī)模洪澇災(zāi)害峰值期間,由于洪水量大,對(duì)細(xì)菌和寄生蟲(chóng)的稀釋作用增強(qiáng),因此,此類疾病的發(fā)病率并無(wú)激增趨勢(shì);然而當(dāng)洪峰開(kāi)始回落后,災(zāi)區(qū)內(nèi)澇區(qū)域遺留水體受到污染,則極易引發(fā)流行性傳染病的暴發(fā)和蔓延[25]。

        2.5 居住條件被破壞

        居民居住環(huán)境在洪澇災(zāi)害發(fā)生過(guò)程中也會(huì)遭到大規(guī)模破壞。災(zāi)害初期,災(zāi)民被迫露營(yíng)居住或者在十分簡(jiǎn)陋的棚戶區(qū)暫住,這就導(dǎo)致大量人口聚集。然而即使災(zāi)害退去,由于大量居所遭到破壞,仍然有大量災(zāi)民持續(xù)居住在此類擁擠的環(huán)境中。

        露宿條件惡劣導(dǎo)致災(zāi)民極易受到蟲(chóng)害襲擊,引發(fā)蟲(chóng)媒傳染病,同時(shí)居住環(huán)境擁擠,更加有利于疾病的傳播與蔓延,一旦這種情況持續(xù)數(shù)月甚至更長(zhǎng)時(shí)間,又會(huì)引發(fā)呼吸道傳染病等更嚴(yán)重的問(wèn)題。

        2.6 人口遷徙

        當(dāng)面臨大規(guī)模自然災(zāi)害時(shí),勢(shì)必需要采取大范圍的人口遷徙政策。但如此規(guī)模的人口流動(dòng),肯定會(huì)造成一系列的問(wèn)題。

        首先,當(dāng)災(zāi)區(qū)人員外流時(shí),會(huì)攜帶地方性傳染疾病,會(huì)對(duì)未受災(zāi)地區(qū)居民帶來(lái)不必要的損失和傷害。災(zāi)民在災(zāi)區(qū)重建后返鄉(xiāng)時(shí),由于自身免疫力和衛(wèi)生條件不佳,又會(huì)將其他地方的傳染病帶回已經(jīng)受過(guò)重創(chuàng)的災(zāi)區(qū),很有可能產(chǎn)生二次傷害。其次,無(wú)免疫人群(兒童、老人等群體)完全暴露在流行病面前,同時(shí)破壞了正常人群的免疫系統(tǒng),使得疾病傳播率和發(fā)生率大幅上升[26]。

        3 洪澇災(zāi)害的治理措施

        3.1 水利工程措施

        作為防洪除澇的根本措施之一,水利工程措施主要包括一系列水利工程建筑物的修建:水庫(kù)、塘壩、截留溝等,同時(shí)需要魚(yú)田間、生物等技術(shù)措施相結(jié)合,攔截地表徑流,以期完成涵養(yǎng)水源、防止洪水、保護(hù)水土環(huán)境的目的[27]。

        3.2 水土保持措施

        水土保持措施主要包括植樹(shù)造林、農(nóng)業(yè)生產(chǎn),根據(jù)不同地區(qū)不同地勢(shì)與氣候條件,采取不同的種植模式,因地制宜,合理布局,在保護(hù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的前提下,結(jié)合經(jīng)濟(jì)適用林種,改善流域生態(tài)環(huán)境,保證農(nóng)田高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn),防止自然災(zāi)害的發(fā)生。

        3.3 水利工程管理

        水利工程管理主要體現(xiàn)在管理設(shè)施的同步配套和管理人員的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)2個(gè)方面。不僅要在資金落實(shí)、設(shè)施驗(yàn)收方面做好保障工作,同時(shí)還需要保證專業(yè)管理人員綜合素質(zhì),協(xié)調(diào)各級(jí)管理事宜,號(hào)召群眾和各級(jí)部門做好監(jiān)督工作,保證工程管理的可行可靠[28]。

        4 科技應(yīng)用——衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)

        作為氣象災(zāi)害中影響程度重大、發(fā)生頻率較高的自然災(zāi)害之一,暴雨洪澇災(zāi)害嚴(yán)重影響了人民生命和財(cái)產(chǎn)安全,因此,勢(shì)必要掌握洪澇災(zāi)害災(zāi)情空間分布信息[29-30]。

        針對(duì)暴雨洪澇災(zāi)害突發(fā)性和涉及范圍大的特征,利用衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)能夠覆蓋大面積和大邊界的洪水范圍,同時(shí)能夠保障災(zāi)情監(jiān)測(cè)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性,最終實(shí)現(xiàn)災(zāi)情提前預(yù)測(cè),并提前采取防治措施。

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