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1.研究區概況
開封市地處黃淮平原,地理坐標113°52′15″~115°15′42″E、34°11′45″~35°01′20″N。屬典型的溫帶大陸性季風氣候,年均氣溫14.52℃,年均降水量627mm。北依黃河,處于黃河沖積扇平原的尖端,地勢低平,海拔介于69~78m,成土母質是不同時期的黃河沖積物。境內河流眾多,分屬黃河、淮河兩大水系,流域面積263.8km2。現轄市區、杞縣、通許縣、尉氏縣、開封縣和蘭考縣,全市總面積6266km2,人口543萬。
2.數據來源與研究方法
本文數據源于對歷史文獻資料的整理、分析,主要依據《中國三千年氣象記錄總集》[11],還包括《中國氣象災害大典》(河南卷)[12]、《中國災害通史》(宋代)[13]、《中國災害通史》(元代)[14]。另外,以《宋史》、《元史》、《金史》等歷史文獻及地方史志對所提取信息進行補正。由于不同時期自然災害記載的詳略差異較大,北宋開封地區記載較詳細,但南宋由于政權南遷,相關記載嚴重缺失。因此,為使資料更科學、準確,本文取北宋和元代①兩個時期。數據統計主要包括災害發生的地點(按現行政區劃)、時間、頻次等,其中季節劃分以公歷3~5月為春季,6~8月為夏季,9~11月為秋季,12~2月為冬季。運用環境變遷理論和數理統計方法進行定量和定性研究。
二、結果與分析
1.洪澇災害等級
主要依據持續時間、強度、受災范圍大小以及受災影響程度,并將政府賑災及與洪澇有關的祭祀活動與祭祀文辭作為參考(表1),將洪澇災害分為4個等級。由表1可知,以年度為統計單元,北宋開封地區發生洪災61次,而且以Ⅱ級為主,占全部災害的55.7%,平均每4.9年一遇,其他級別災害頻次相近,所占比例介于13.1%~16.4%之間。元生洪澇災害36次,受災頻次最多的為Ⅱ級和Ⅳ級,分別占30.6%,33.3%,Ⅲ級發生頻次也較高,占25.0%,平均每3.3a就會發生1次中度以上洪災,每8.7a發生1次特大洪災。對比來看,北宋平均2.75a發生1次洪災,元代2.89a發生1次,兩個時期基本接近。但元生Ⅲ級以上大災的機率顯著增多,高達58.3%,遠比北宋(31.1%)要高。
2.洪澇災害類型劃分與變化
按表現形式洪澇災害可劃分為雨澇型、河溢型和河決型3種類型(圖1)。北宋以雨澇型為主,多達53次,占全部受災頻次的86.9%,河溢、河決型頻次較少。中度洪災在各類型中頻次最高,其中中度雨澇型多達31次,占該類型的58.5%;全部9次特大洪災中由雨澇型直接引發的就多達8次,僅有的1次河決型也是由開封及周邊地區強降水引起,表明北宋時期洪災源于本地區降水。元代3種類型洪災所占比例分別為33.3%,27.8%,38.9%,可見河決型已超過雨澇型而成為最主要的洪災類型,而且根據統計,河流決溢全部源于黃河,反映了這一時期黃河頻繁泛濫成災對流域降水等因素的強烈響應。雨澇型與河溢型均以Ⅱ級為主,但河溢型受災程度明顯加重,Ⅲ~Ⅳ級大災已占該類型的50%,河決型Ⅲ~Ⅳ級頻次也顯著增加,可見元代大洪災主要由黃河決溢造成,與北宋雨澇型為主的狀況有顯著區別,這主要受黃河改道影響。唐末至北宋黃河進入第二個泛濫期,北宋發生于河南省境內的黃河決口達41次、河溢21次[11]。但由于北宋開封距黃河較遠(近100km)、政府重點加以保護,開封地區沒有受到黃河泛濫的直接影響,這一點前人也有考證[15]。12世紀以后,隨著黃河逼近,至1234年開封北距黃河僅10km,黃河在開封地區的泛濫異常嚴重,直到1351年賈魯治河成功,黃河在開封境內直到明初再沒有大的改道和決溢(圖2)。但從洪災產流來看,元代雖然雨澇型洪災只占1/3,但部分黃河決溢也是由當地降水引起的,其中黃河14次決口中有8次伴隨有當地災害性降水,說明當地降水增加仍是元代洪災的一個主要驅動因素。
3.洪澇災害時間變化特征
1)年際變化特征。以10a為單位統計各年代洪災發生頻次(圖2),可以看出,北宋開封地區前70a內洪災頻發,其中2個時段為5次,而在1020年代則高達7次,之后便進入了以20a為間隔的波動狀態。元代與北宋差異顯著,具有兩頭少中間多的特點。元代前期20a僅發生2次,后期1344年直至元朝滅亡,僅發生3次。相反,1284~1334年代為穩定高頻發期,平均每2a一遇,且多為河流決溢,但據文獻分析,元中期31次洪災中多達68%與本地區降水有關,說明元中期相比前后期降水顯著較多。
2)季節變化特征。將1a內發生數次洪災的情況按月份分類統計。北宋有季節或具體月份記錄的洪災共98次,其中籠統記載到季節的有18次,精確到月份的有80次(表2)。表2顯示,北宋洪災主要集中于6~10月,多達63次,12~2月最少,顯然是夏季風降水增多或集中造成的。據統計,北宋出現“大雨平地水數尺”、“連雨彌月”、“頻雨及冬方止”等類似記載多達45次,反映了北宋多數洪災年份全年降水量有顯著增加。研究表明,極端降水或持續性降水是引致華北降水增減的一個內在特征,而且東亞夏季風強的年份降水偏多、易澇,夏季風弱的年份易旱[16]。對全部98次洪災按季節統計,夏秋季多達81次。可見,北宋夏季風活躍,極端降水或持續性降水頻繁,以致洪災頻發。
因此,夏季風降水增多或集中是北宋開封地區洪災頻發的重要驅動力。元代有明確季節或月份記載的洪災共56次,其中7月最多,達20次;按季節統計,夏季36次,占全年64.3%,春、秋、冬季分別為4、9、7次。由前述分析,當地降水增加仍是該時期洪災的一個主要驅動因素,但由黃河決溢所產生的洪水,還需對產洪區進一步分析。黃河開封段現代洪水主要由三花、龍三和河龍區間的降水產生[17],據統計,元代黃河中游末端沁河、伊洛河流域及鄭州、濮陽等沿黃地區雨澇型洪災多達58個年份,且主要集中于夏秋季節,1286~1343年黃土高原區、渭河流域所發生的雨澇型洪災也達19次,但與開封地區黃河決溢存在因果聯系的僅有6個年份,如1337年的“蘭陽、尉氏二縣河水泛溢①”,據文獻考證②③,就與黃河中游豫北、山西等地大范圍降水存在必然聯系。由此說明,黃河中游地區降水只是在一定程度上對開封地區黃河決溢起助推作用。相反,由于開封地區地勢平坦,黃河堤防薄弱,本地區降水就容易導致黃河決溢災害,從而使河流決溢成為這一時期洪災的主要表現。因此,本地區夏季風降水增多或集中仍然可歸結為元代開封地區洪災的主要驅動力。
4.洪澇災害空間變化特征
北宋洪災屬雨澇型,文獻記載多為大霖雨、雨連旬不止、霖霪作沴、恒雨等,由此反映出降水持續時間往往較長且強度較大;反映降水空間分布的記載多為京師、開封府、京畿等,類似記載達30余次,而直接記載諸屬縣如祥符、陳留、浚儀的則不多,這是因為作為國家政治中心的開封記載詳細,其他地方簡略。由于災害性降水(尤其持續性降水)往往不可能只在一個城市發生,不僅覆蓋諸屬縣,而且可能包括周邊地區。因此,如果僅僅將京師等類似表述理解為開封市而不包括諸屬縣的話,則統計結果很可能失去科學意義。據1957~2011年開封、鄭州、許昌、商丘年降水量的相關分析,開封與其他3地區年降水的相關系數分別為0.790、0.609、0.658,且均達到了99%的顯著性水平,說明開封與周邊地區降水具有很大的相似性。由此認為,以降水為主導的北宋開封地區洪澇災害不存在較大空間差異。元代洪災空間分布如圖3。開封市洪災最多,占37%,其他屬縣較接近。從受災程度來看,空間差異主要體現在Ⅱ級以上較大洪災,如Ⅲ級以上頻次依次為開封>杞縣>通許>蘭考=尉氏,這顯然與黃河改道是分不開的。如圖4,除尉氏縣距離改道的黃河稍遠外,其他縣市均有黃河改道分支,這使元代開封地區直接面臨黃河泛濫決溢的威脅。黃河干流自1171年南移進入開封境④,至1187年已形成多股并流[18]。河道初入豫東、魯西南地區,平地漫流,形成的河道都很寬淺,主流變易無定,雖事后筑有堤防,也就是臨時就近挖沙土而筑,未作長久計,洪水來時極易潰決,以致形成數股并流的局面[19]。1232和1234年兩次人工決黃河入汴,開封境內所形成的3股河道(由杞縣分支)在元代多次決溢,其中在1297~1397年的100a內,以滎澤(今鄭州西北)為頂點向東呈扇形泛濫,給開封地區造成了嚴重災害。由于開封、杞縣、蘭考距離黃河3股河道最近(圖4),因此,這3個縣市歷次受黃河決溢的威脅也最為嚴重。
三、討論
1.洪澇災害與氣候干濕變化
濕潤指數法可反映干濕狀況,且能較好地消除旱澇資料本身的時空不均勻性,通過文獻整理、統計,濕潤指數變化如圖5,其中非本地區降水引起的河流決溢災害已過濾掉。圖5顯示,北宋呈現強烈的階段性干濕變化。998年之前I<1,說明北宋前期約40a氣候較干旱,之后以約20a尺度交替進入干濕演替狀態。北宋前40a發生洪災16次(圖2),而旱災則多達30次,圖5a所示北宋中期I<1的2個階段水旱災次比更是達到1∶3,由此反映了北宋旱澇交替的頻繁及氣候的異常波動。許多資料依據沉積物研究了洪水與氣候變化的關系,認為大洪水主要是氣候變濕潤和降水量增加引起的[22,23],北宋開封地區的降水特性也可間接反映這一特點。北宋前期960~1000年處于中國氣候變化的第三溫暖期,年均氣溫比現今高約1~2℃,而1000~1279年轉向第三寒冷期,但與現代氣候條件更相似[24]。現代洪水發生的降水條件表明,北方地區大澇災和特大澇災的發生一般是由于夏秋季降雨持續較長,甚至春季也出現霖雨而導致全年降水量明顯增加造成的[25]。開封市1951~2000年均降水量599mm,降水主要集中于夏秋季,其中13個年份超過719mm,這些年份夏秋季日均降水>15mm的天數均介于18~30d之間,且存在2~5d日降水>50mm的暴雨事件,而北宋Ⅱ級以上較大洪災年份持續降水一般在10~30d之間,甚至持續60~90d或伴隨暴雨等極端降水,說明夏季風異常活躍所產生的持續性降水往往帶來年降水量的增加。因此,中等以上較大洪災是能夠指示一定地區降水增加的。但一個年份降水的增加不代表一個濕潤的氣候階段,如果能夠確定連續多年有大洪水發生,則能夠代表濕潤氣候階段的存在[26]。北宋3個相對濕潤階段洪災頻發(圖2),其中有多個年份連續發生,說明較大洪災對氣候干濕變化具有一定指示意義。由圖5,元代濕潤指數變化較平穩,在1345年之前I>1,說明元代氣候相對濕潤并持續至元代后期,這同時也反映了宋元時期季風氣候的變化特點,即北宋前60a季風強勁,1020年之后,季風強烈波動但總體上非常強盛,但到14世紀中期季風突然減弱(晚元弱季風期)[27]。
2.洪澇災害發生的周期性
從Morlet小波方差可以看出(圖6),宋元時期開封地區存在明顯的年際和代際周期變化。北宋存在3.5、7.2a的年際周期和32a的代際周期,其中32a周期小波信號最強,為第1主周期,7.2a為第2主周期。元代存在2.95、6.8、17、26和43a的年際與代際周期,其中第1主周期6.8a,第2主周期17a。兩個時期存在共同的準3、準7a周期,其中準7a周期振蕩較強,而準3a周期則較弱,這與ENSO事件2~8a的周期[28]一致,可以推測宋元時期洪澇災害的發生受ENSO信號的調節,另外也與副高脊線位置的準3a周期及地球地極移動振幅變化的7a周期一致,其變化將會引起地球離心力系統的變化,從而造成大氣環流及空氣質量、水分輸送的變化,進而可能會影響到降水及旱澇變化[29]。
四、結論
梧桐河中下游流域面積2038平方公里,其中山區、丘陵面積為1158平方公里,平原面積880平方公里。流域內土地開發利用程度較高,現有耕地132.0萬畝,其中坡崗耕地面積37.5萬畝,低平原耕地面積94.5萬畝。根據新華、寶泉嶺、梧桐河三個農場多年統計資料,洪澇災害是本地區各種自然災害中發生最為頻繁、受災面積最大、造成經濟損失最為嚴重的自然災害,嚴重制約當地經濟發展,威脅人民生命財產安全。
據寶泉嶺農場53~98年統計資料,梧桐河洪水曾24次出槽漫灘,平均不到兩年一次,遇豐水年甚至一年兩次。位于梧桐河下游出口地帶沿江澇區的梧桐河農場,受松花江洪水和梧桐河洪水兩方面影響,29年統計資料發生洪澇災害的有26年,發生機率高達90%.位于梧桐河、石頭河交匯口西北三角灘地的團結澇區,西部靠鄰坡崗區易受坡水侵入,東臨梧桐河、南臨石頭河,有低洼耕地8067公頃,81年大洪澇年受災面積7067公頃,絕產面積2733公頃,83年受災面積7467公頃,絕產面積3600公頃,損失達3500萬元。1998年洪水梧桐河堤防一處決口,淹沒圍困村屯6個,受災人口2027人,淹沒農田2730公頃,絕產面積1730公頃,損失糧食3700噸,經濟損失總額1540萬元。梧桐河流域中下游防洪除澇已經成為振興當地經濟、促進社會發展的當務之急,重中之重。
1、洪澇災害的成因
洪澇災害頻繁發生是流域的地理位置、地形地勢、水文氣象、土壤地質等自然因素和水利工程現狀、運行管理狀況等社會經濟技術因素綜合作用的結果。
1.1 坡水、洪水成澇
梧桐河中下流域地處小興安嶺東緣,松花江、梧桐河下游。西北部低山丘陵區地表起伏,高差大,溝谷縱橫,徑流峰高流急。上坡林地坡水不僅對坡耕地造成水土流失、沖蝕溝,而且對低平原村屯及農田危害嚴重,溝道經常漫溢出槽,淹沒農田;梧桐河下游洪水峰高、松花江洪水長時間持續,對低平原區村屯及農田構成洪澇威脅。另外,地形低洼,微地形復雜,排水遲緩,并受外江洪水頂托倒灌影響,使內水無法排除,造成洪澇。
1.2 水文氣象
梧桐河流域中下游位于中溫帶大陸性季風氣候區。冬季受西伯利亞冷氣團控制,漫長干燥、嚴寒少降水;夏季常受太平洋北上暖濕氣流影響,炎熱多降水;春季多風干燥;秋季降溫快,溫差大。多年平均降水量為580毫米左右,降水年際變化和年內分配不均,年內降水多集中在7~9月。年降水量雖然不多,但時空分配變差大,7、8、9三個月降水占全年降水量的70%,此期間常有短歷時高強度暴雨或受北上臺風影響而形成的長歷時連續降水過程,造成洪澇災害。由于秋冬季氣溫低,蒸發量小,秋季滯流耕地中的雨水及受凍結溫度梯度作用上升到地表的地下水凍結成為固態,與冬季降雪一起,春暖融化滯存于耕地表層形成春澇。故當地有“一年秋雨,兩年成災”之說。
1.3 土壤與地質
流域中低平原地表為厚1.5米左右的亞粘土沉積層,該土層質地粘重,通透性差,垂直下滲弱,土壤有機質含量高,含蓄水量多,易造成澇漬災害。向下為深厚的砂礫石沉積層,地下水位距地表僅1.5米左右,補充地表土層水量并阻滯地表水下滲。雨季江河水位上漲高于地面,在下層砂礫石連通管作用下,使耕地地下水層上升至地表,低洼地的地下水甚至出逸形成地表水。
1.4 水利工程標準低,年久失修,工程不配套
梧桐河流域中下游1976年以后修建了一部分防洪除澇工程,但由于防洪及排水標準低,工程年久失修,嚴重老化,河水泛濫,內水受河水頂托,不能及時排除內水,致使農作物經常遭受洪澇災害,造成大面積減產。流域內堤防工程標準偏低,不足十年一遇,堤高1.0~3.0米,頂寬僅1.0~3.0米,邊坡1:2~1:2.5,堤身瘦小,斷面不能滿足防洪要求,且堤頂堤身受風雨侵蝕,損壞較嚴重,很多堤段前后存在坑塘等險工,甚至個別堤防堤段不封閉,河水倒灌形成洪澇災害。溝道設計標準低,不足三年一遇,斷面小,排水不暢,溝道局部段有沖刷或淤積;工程不配套,建筑物超期使用,工程管理維修不善,破損嚴重,數量不足,現有的建筑物防洪及過流能力不足,致使排水不暢。另外水利工程基礎薄弱,待建工程較多,特別是田間工程,受到經濟條件和投資力度限制,很多項目還沒建,不能充分發揮骨干工程應有的作用。
2、治理措施
2.1 水利工程措施
水利工程措施是梧桐河流域中下游防洪除澇的根本措施。對于丘陵漫崗區要通過大量的修建水庫、谷坊、塘壩、截流溝等水利工程,并結合田間工程措施、生物措施、技術措施,攔蓄地表徑流,達到涵養水源、控制水土流失、防止坡地洪水爆發,在保護了坡耕地的同時也保護了下游的農田,同時充分合理利用水資源,改善生態環境,變水害為水利。將來將要建設的關門咀子水庫就是一座以發電、防洪為主,兼顧除澇、灌溉、水產的大型水庫,它的建成將使下游的梧桐河堤防標準提高到20~50年一遇,再通過擴建加固鶴立河、石頭河堤防,將使中下游地區的洪澇災害得到有效的控制。田間工程措施主要在坡耕地里興修水平梯田、坡式梯田、地埂等,以及調整壟向,等高作業,從而減緩坡度,截斷地表徑流,控制水土流失。
桐河流域中下游平原區的防洪治澇骨干工程布局基本定型,以防洪及排除地表水為主。堤防工程、排水工程及道路系統大格局已經形成,布局合理,溝道、道路線路順暢。按設計標準完善加固梧桐河、鶴立河、石頭河沿河兩岸堤防及穿堤建筑物,防御河流洪水,實施后堤防將達到150多公里。澇區工程建設以工程續建配套為主,按設計標準擴建新建澇區內的排水溝道系統,修復和新建橋、涵、閘、站等建筑物,完善田間配套工程,及時排除內澇,同時整治容泄條件,保證澇區內外排水順暢。
2.2 采取水土保持措施,從源頭上治理
種植水土保持林,控制水土流失,發展當地農業生產。水土保持林的主要作用是涵養水源,保持水土,防風固沙,保護農田,調節氣候,減少或防止空氣或水質污染,美化、保護和改善流域的生態環境,從而改變農業生產的基本條件,保證和促進農業高產穩產。據有關資料,林帶可削減地表徑流80%,減少沖刷量90%,增加土壤含水量18%,提高抗御各種自然災害的能力。營造和更新農田防護林,結合溝、路、渠布置新林帶,同時對殘破林帶更新改造,使農田防護林林網化。
例如在梁頂、梁坡、梯田埂、溝頭、溝坡、溝底、灘邊、溝道兩側、環庫四周、道路兩側以及有必要進行防風固沙的地方等等,根據不同的地形部位、侵蝕情況、防護目的,因地制宜,合理布局,正確選擇水土保持林林種,并與經濟林結合起來,以達到最大限度地減少徑流沖刷和土壤侵蝕,防止洪澇、風沙、干旱等自然災害,促進農業高產穩產。種植水土保持草是一項見效迅速、成效顯著的水土保持措施,增加地面植被覆蓋的同時還有一定的經濟價值,可以提供飼料、肥料、燃料,綜合利用。比較適合的草種有苜蓿、草木犀、毛葉苕子、野豌豆等,這些植物具有耐寒、耐旱、耐瘠薄,抗逆性強等特性,比較適合北方地區種植,并且可以與大田作物進行輪作。按規定坡度在25度以上(含25度)的耕地必須退耕還林還草,個別地區甚至要封禁治理。
2.3 加強水利工程管理
在水利工程管理上無論是墾區還是鶴崗均已成體系,初步改變了重建輕管現象。但在管理體制、資金方面仍存在一些問題,
一是管理設施不配套。
二是管理人員、生產人員均未按規范要求進行配備,多數由地方或農場水務局的工作人員兼管,并且人員偏少,難以保證管理質量,應根據規范要求及當地的實際情況對相關人員及設施重新進行配備,完善澇區工程管理。在管理體制上實行統一領導,分級負責,專業管理與群眾管理相結合,實行工程管理委員會、管理總站、管理站三級管理。因本流域由農墾和地方兩部門管理,為協調好工程管理事宜,應成立工程管理委員會。工程管理委員會由管理站和各受益單位的有關領導組成,對管理站起領導和監督作用,可定期開會檢查工作。工程管理總站、管理站為專職管理機構,在管理委員會和上級管理機構的領導下,具體完成各項工程管理任務。工程管理段為亦工亦農的管理組織,分管具體的工程項目。同時配齊各管理單位必須的管理站房及辦公、交通、通訊等設施,保證工程管理工作的順利開展。
3、結束語
三江平原地區水土資源協調,自然資源豐富,農業發展潛力很大,是我國糧食戰略生產和儲備的重要基地。梧桐河流域中下游作為三江平原的重要組成部分,主要的糧食產區,通過防洪除澇的治理,解除洪澇災對農業生產的制約作用,再配合大力加強農田基本建設,改造中低產田,將使坡崗地37.5萬畝耕地和低平原94.5萬畝耕地成為高產穩產農田,大幅提高全區的糧食單產和總產,保證我國的糧食安全,同時促進當地經濟發展。流域內的鶴北鎮、寶泉嶺鎮、梧桐河鎮和38處村屯及3.5萬人的生命財產安全得到有效的保障,流域防御其它各種自然災害的能力也會顯著提高,水資源開發利用也會有很大的發展,為當地城鎮和農村社會經濟的發展將發揮巨大作用。梧桐河流域中下游防洪除澇在發揮很好的經濟效益的同時,也有很好的社會效益和環境效益,利國利民,功效長遠。
【關鍵詞】上海;水災;風險識別;致災因子;孕災環境;承災體
上海北瀕長江,東臨東海,南依杭州灣,是長江流域出海的門戶,位于太湖流域的尾閭。上海在盡享水資源帶來的水土膏腴和舟楫之利的同時,臨江瀕海的特殊地理位置和低洼的平原地形使得水災成為該市的心腹之患。
一、上海市水災概況
上海水災根據形成原因不同,分為洪災、澇災與潮災三類。洪災是指主要由于黃浦江上游地區受太湖流域洪水下泄引起的水災,澇災主要是因為本地暴雨徑流不能及時排除而積水形成的災害,潮災主要發生在沿海沿江地區,是受風暴潮影響而造成的水災[1]。歷史上,洪、澇經常同時出現,如果正趕上臺風引起的風暴潮,陸地大面積強降水,上游來水、本地暴雨積水與風暴潮襲擊同時出現、發生“三碰頭”現象,就會出現嚴重的水災。汛期臺風、暴雨、風暴潮和上游下泄洪水如發生“四碰頭”情況,災情后果將會呈現倍增效應,給這座城市造成重大經濟損失。自60年代后,因防汛墻的建設逐步提高了防潮能力,潮災和洪災發生頻率明顯減少,造成損失日趨減輕。但是,近年來,由于中心城區地面下沉、河道填塞以及排水設施老化等,暴雨積水成為市區的主要水患。
二、上海市水災致災因子辨析
1、臺風
臺風是造成上海暴雨的主要原因,同時也會引起內河水位驟漲,加大洪澇發生的可能性,還往往導致風暴潮。上海地區受臺風影響較多,平均每年有2~3次,最多的一年可出現6次,臺風是每年都要嚴加防范的重大災害,上海抗臺防風(災)任務艱巨。上海地區在歷史上曾發生多起非常嚴重的特大風暴潮,目前還幾乎每年都會遭遇風暴潮,強烈的風暴潮能量雖不及海嘯,但影響和破壞力巨大。歷史上,潮災因危害最大、突發性強,是諸害之首,也是上海地區防御水災的重點。
2、暴雨
上海位于亞熱帶季風氣候區、海陸交匯的沿海地帶,受冷暖空氣交替影響,汛期降水集中,四月到九月,集中了全年70%的降水,時空分布不均勻。由于臺風、梅雨和強對流的影響,上海地區的暴雨發生頻繁。近年來,隨著海平面上升、全球氣候變暖的加劇,市區暴雨強度加大、極端暴雨出現的幾率越來越大,近幾年局部地區小時降雨量100mm左右的雨屢見不鮮,僅2008年上海市就遭受兩次百年一遇暴雨襲擊,由此而導致內澇災害加劇。
暴雨是造成城區內澇的主要原因,上海地區形成暴雨的地理條件包括以下三個方面:①海陸溫差效應;②海陸摩擦差異;③城市的“熱島效應”。根據上海市水文總站暴雨普查資料,上海市暴雨類型有靜止鋒、靜止切變、熱帶氣旋、冷鋒、暖鋒、冷區、暖區、低壓、東風波擾動、輻合線等等。各種天氣型出現的季節不同,不同季節出現暴雨原因有很大差異[1]。
3、過境洪水
歷史上,風暴潮和源自太湖的洪水過境往往是引起上海市水災的主因。上海是一個洪積型的沖積平原,地勢低平易積水,感潮河網密集,屬典型的平原感潮河網地區。該市又位于太湖尾閭,黃浦江、蘇州河貫穿市區,加之上游太湖流域洪水下泄過境,若上游洪水發生時趕上位,則排水歷時加長,災情加劇。由于海平面上升、地面沉降和中、上游工情、水情的變化,水位呈逐年上升趨勢[2]。
三、上海市水災孕災環境分析
1、地形因素
上海地區處于太湖為中心碟形洼地的東緣,地勢低洼,大部分地區處在位以下,河流泄洪能力有限,受水澇威脅甚大。上海雖處沖積平原,但地勢高低不平,最高處與最低處相差3m左右,總趨勢逆流而由東向西微傾,地理特征也決定其易受洪澇災害的侵襲。
2、全球變暖
全球變暖對許多地區的災害發生有很重要的影響,其突出的表現就是:由于海平面上升,沿海城市被淹的可能性越來越大;全球變暖導致天氣和氣候極端事件增多,城市遭受暴雨襲擊的頻率也大大增加。
3、海平面上升與地面沉降
海平面上升和地面下沉是上海水災頻繁發生的背景,地面沉降,加之外河或出海口水位抬高,增加排澇困難,兩者共同作用,不僅會引發洪澇災害,而且會因海水入侵導致地層鹽漬化,惡化城市生存環境。
地面下沉對洪澇災害發生造成的影響主要包括:嚴重降低市區地面標高,區域地貌形態發生顯著變化;直接降低防汛(洪)設施的防御能力,防汛工程建設投入增加;內河水位相對抬高,增加排水的難度,造成內河漫溢、倒灌;內河水位相對抬高,增加引發管涌隱患;地面沉降對防汛(澇)的影響在相當長時期內不會改變,市區內大范圍地面沉降,形成更多排水困難的洼地,也增大了內澇發生的可能性[3]。
4、不透水面積增加、“熱島效應”和“雨島效應”越加明顯
高速的城市化進程改變了地表形態、引起了城市水文特性的顯著變化,市區面積逐年擴大,混凝土覆蓋面積大增,市區不透水面積比例迅速提高,從而減少雨水滲透和滯留,降低了土壤的調蓄功能,使得下滲量減小,產流大、匯流快,而城市的排水能力有限,暴雨易引起城市積水,造成浸水災害最為突出。
上海高速城市化的發展,使得“熱島效應”日益明顯,白天市區溫度比郊縣升高得快,城市周圍氣流匯向市區輻合上升,在大氣不穩定的條件下,常易形成暴雨。在特定的天氣背景條件下,多種因素的綜合結果可能使市中心或下風方向雨量增加,即形成所謂的“雨島”現象[4]。“熱島效應”和“雨島效應”造成市區降水頻率增大、雨時延長,容易導致內澇。
【關鍵詞】城市發展 防洪減災 對策
一、 基本概況
(一)自然地理
主城區位于長江三峽水庫庫區尾部,座落在__盆地東南部中梁山和真武山之間的丘陵地帶。城區包括________x共九區,幅員面積5473 km2。海拔高程為168~900m,市政布局依山就勢,具有獨特的山城和水城的風貌。城區屬中亞季風區,多年平均降雨量在1100mm左右,降雨時空分布不均,主要集中在5~10月,最大日降雨量達380.9mm(20__年“7.17”特大暴雨,沙坪壩氣象站)。特殊的地理環境和氣候條件決定了__主城區洪澇災害頻繁發生。
(二)__分布及水文特性
主城區內__縱橫密布。長江、嘉陵江流經主城并在渝中區朝天門交匯,還有流域面積100 km2以上的河流20條,主要有御臨河、五布河、花溪河、一品河、梁灘河等。主城區洪澇災害大致可分為三類:一類是過境洪水。長江、嘉陵江上游大面積暴雨形成的過境洪水,峰高量大、持續時間長。兩江四岸的臨河建筑就經常受到過境洪水的威脅,如上世紀的“81.7”特大洪災。二類是本地暴雨洪澇。境內區域暴雨形成洪水,主要發生在境內中小河流,主要特點是:洪水發生頻繁、強度大、來勢猛、破壞力強,形成陡漲陡落的尖瘦型洪峰。如20__年“7.17”特大暴雨致使梁灘河流域發生百年不遇的洪災,沙坪壩區的歌樂山、陳家橋等鎮相繼受災。三類是綜合遭遇型洪水。主要由上游過境洪水與本地洪水同步而造成洪水災害,其特點是境內河流洪水陡漲,長江、嘉陵江又形成阻塞性洪水,洪水過程歷時較長,洪災損失很大。據資料記載,1870年7月(清同治九年)的洪水,城區長江水位達197.50m,北碚水文站達213.99 m,為歷史最高記錄。
(三)防洪工程概況
主城區內長江、嘉陵__道長為113.4km,其中長江53.4km,嘉陵江60km。目前已成防洪護岸工程僅42.36km,僅占河道長度的18.7%,中小河流河道整治尚處于起步階段。在已成的兩江防洪護岸工程中,由于歷史的原因,較多的注重交通功能,對城市防洪保安問題考慮不夠,導致部分堤段防洪標準較低、堤型結構不適宜。如南岸區南濱路部分地段(石板坡~彈子石河段)的防洪標準不足20年一遇,渝中區長濱路部分地段(菜園壩~朝天門河段)的防洪標準不足5年一遇,而且珊瑚壩段已經出現嚴重險情。與國家規定的50~100年一遇的大城市防洪標準要求相差甚遠。在主城區至今沒有一座大型水庫,已成的中型水庫僅6座,小(一)型水庫39座,小(2)型水庫239座,在建中型水庫3座,在主城區流域面積100 km2以上的20條河流中大多數沒有具有攔洪削峰功能的控制性水庫工程。
(四)城市發展及社會經濟現狀
__是我國西部唯一的直轄市,是全國唯一的省級統籌城鄉綜合配套改革試驗區。主城區是國家重要的老工業基地,長江上游的經濟中心,西南地區重要的水陸交通、通訊樞紐。而且是著名的歷史文化名城,名勝古跡甚多。新設有經國務院批準、內陸地區唯一的兩路寸灘保稅港區。主城區總人口618萬,其中城鎮人口521萬,經濟較為發達,以工業為主,且門類齊全。20__年__市gdp達5098億元,其中主城區達2249.27億元,占全市gdp的44.12%。但每年因洪澇致災損失極其嚴重。據初步統計,“十五”期間全市洪澇災害年均損失約占當年gdp的2%,高出全國平均水平近70%。以20__年為例,主城區因洪澇受災265.66萬人,死亡32人,經濟損失高達15.96億元。這充分說明城市防洪減災工作在__城市發展進程中具有舉足輕重的作用。
二、城市防洪存在的問題及成因分析
(一)防洪排澇工程標準偏低,城區防汛管理相對滯后
目前,主城區尚未形成完整的防洪排澇工程體系。存在洪澇災害頻發與防洪標準偏低的矛盾,防洪能力仍然不足的現狀與城市化客觀要求和經濟社會發展極不相適應。一是城市防洪工程普遍存在防洪標準低、險工險段多、老化失修等問題。主城區已建防洪護岸工程中防洪標準不達標段長度為12km。在10年一遇的洪水位以下仍有居民住房和生產用房近100萬m2,20年一遇洪水位以下有房屋面積170萬m2左右。二是城市排澇存在系統不完善、管網不合理、設計標準低等問題。由于建設年代不同,相互之間不配套,舊城區排澇基礎設施先天不足。如部分管網設施建于二十世紀六、七十年代,大多采取“雨污混流”模式。當遇暴雨洪水時,往往排泄不暢,極易形成局部內澇。特別是部分低洼地區基本上是連年發生澇災。三是市政排澇設施的日常維護管理落后。舊城區部分管網淤積嚴重或帶病運行,致使管網排水能力減弱,有的甚至失去排水功能。四是主城各區的防汛工作存在 “基層薄弱”和“基礎脆弱”的問題。如20__年城區發生局部內澇時,反應出基層街道和社區應急能力較差等。
(二)城市建設與防洪規劃不協調,人水爭地矛盾突出
近年來,__城市化建設對土地開發需求不斷增加,每年新增加的城區面積是20到25 km2。城市化和經濟社會發展越快致使城市防洪的問題越突出:一是在開發區建設中,普遍對洪澇風險存在僥幸心理,甚至有的建筑建在洪澇災害高風險區。填埋、堵塞河道的現象時有發生,不但防洪排澇基礎設施沒有與城市發展同步建設,原有水系也遭到嚴重破壞,甚至個別開發商為增加有效開發土地面積,將天然河道改成涵管,人為減少行洪斷面導致行洪不暢,一遇洪水,水位壅高,造成內澇無法排除,形成“關門淹”。如20__年“5.28”洪災
中,渝北區龍塔街道十一社因某開發商將河道改成涵管,造成居民區大面積嚴重內澇達2m。二是由于開發商與城市規劃部門的價值取向不同,造成城市水利“興利除害”的功能要求與開發商追求利益最大化的矛盾十分突出。特別是在容積率、建筑密度的控制上缺乏強制性手段,造成了少數開發商的超強度無序開發,從而大大增加了受洪澇襲擊的風險。三是“向空中發展”式的危舊房改造過程中,由于缺乏科學合理的統一規劃,部份排澇排污設施系統改造建設還存在“建設—改造—再改造”的問題。如20__年6月2日南岸區原塑料四廠、6月14日沙坪壩區陽光水城均因類似原因相繼發生較大的城市局部內澇。四是城市開發建設使呈現自然流態的原有水系遭受破壞,不透水面積迅速增加,造成暴雨產流匯流速度加快,加大了相同量級暴雨條件下的洪水強度,城市洪澇發生可能性大大增加。(三)“雨島效應”日趨明顯,城市局部地區暴雨頻發
__自古以來就被譽為世界著名的“火爐”城市。直轄以來,隨著工業化和主城擴張的明顯加快,城市“雨島效應”也趨明顯。根據氣象部門提供的雨量測站資料初步分析,發現在近10年汛期降水分布圖上,主城區的降水量明顯高于近郊區縣,呈現出比較清晰的城市“雨島”。據氣象專家解釋:主城區大氣環流較弱,由于日益加劇的城市“熱島”所產生的局地熱氣流的上升有利于對流性降水的產生,城區空氣中凝結核多,大核(如硝酸鹽)存在時有促進暖云降水作用,同時城市的下墊面粗糙度大使其降水雨系減慢,延長城區降水時間。以上因素共同作用,會“誘導”暴雨最大強度的落點位于市區及其下風方向,形成城市“雨島”。美國有關機構研究也證實,大城市及其下風向“雨島效應”明顯。由于“雨島效應”集中出現在汛期,造成城市局部暴雨頻繁發生。如20__年的“7.17”特大暴雨洪災,沙坪壩區大面積內澇水深達4米;20__年主城區又相繼發生“5.28”、“6.2”、“7.12”、“8.9”等8次暴雨洪災,其發生頻次明顯高于遠郊區縣(詳見下表)。
20__年主城區與區縣汛期暴雨發生次數對比表
區縣名稱
主城區
巫山縣
奉節縣
萬州區
豐都縣
酉陽縣
潼南縣
暴雨發生次數
8
3
4
3
5
3
3
(四)中小河流防洪問題突出,中小水庫防洪效益欠佳
隨著城市建設的快速發展,土地的開發與雨量、水文監測站點的不足,促使主城區中小河流防洪問題日益突出。一是植被遭到人為的破壞(如媒體多次曝光的渝北區玉峰山采石場),涵養水源和保持水土功能削弱,河道泥沙淤積十分嚴重,極大的降低了河道的泄洪能力,如御臨河、梁灘河等,一遇暴雨,水位迅速上升,直接威脅沿岸企事業單位和居民的生命財產安全。二是主城地處淺丘地帶,開發建設時基本都采取高挖低填的場平方式,使洪水流程縮短,加之城市不透水面積增加,徑流系數加大,使河道洪峰流量大大增加,洪峰出現時間提前。三是規劃和管理不到位,臨河、跨河建筑物侵占行洪斷面現象嚴重。如沙坪壩區陳家橋鎮梁灘河上的交通橋嚴重影響行洪的問題,在20__年“7.17”洪災中充分暴露出來。四是水文監測預警預報能力較差。由于歷史欠賬的原因,部分河流的水文站點布設不足,有的流域尚無監測站點。主城區的水庫工程年久失修,病險十分嚴重。目前主城區空庫或限蓄運行的中型病險水庫達3座,小(一)型病險水庫34座,分別占已成水庫50﹪和87﹪,如渝北的兩岔、巴南的下澗口和北碚的勝天水庫等,目前仍在工程除險整治中。主城區的庫、塘、堰水利網絡系統的攔洪削峰功能大大削弱,無法發揮應有的防洪減災效益。
(五)涉水事務管理現狀與城市防洪排澇要求不協調
目前,我市市級與主城九區均沒設立水務局,城區涉水事務仍然未實現統一管理。涉水事務行政管理職能分散在水利、市政、建委、環保等部門,將城市水利與郊區農村水利、供水與排水、水量與水質、地表水與地下水等實行分割管理,各部門從本部門的立場和利益出發,不能從城市建設發展和雨洪資源的自然循環規律和整體性思考和處理城市水問題,未能形成治理城市水患的合力。現行水管理體制致使涉水管理部門多,管理職能交叉,造成了無法建立較為完善的防洪排澇減災體系的嚴重體制,從而也根本無法建立快捷、高效、有序的城市抗洪除澇應對工作機制。如城市排澇系統建設與管理權仍隸屬市政部門,排澇排污設施缺乏統一規劃,工程建設對水系的破壞又得不到恢復,更增加了主城區內澇發生的幾率,也加重了主城區洪澇致災的程度。
三、城市防洪減災工作的對策建議
城市洪澇災害具有損失重、影響面大、災害損失與城市發展同步增長的特點,其危害程度和經濟損失居各類自然災害之首,城市洪澇是制約城市科學發展的重要因素,因此,城市防洪是城區防汛工作的重中之重,必須以科學發展觀為統攬,按照控制洪水向洪水管理轉變的防汛工作新思路,著力構建城市防洪綜合保障體系,全面提升城市防汛應急管理能力,努力實現__主城區防洪減災效益最大化。
(一)以科學發展觀為指導,及時修編城市防洪規劃
城市防洪要規劃先行。城市防洪規劃是指導城市建設發展的重要依據。只有嚴格按照城市防洪規劃完善城市防洪排澇保障體系,才能保障主城區防洪安全和經濟社會的可持續發展。在修編城市防洪規劃時,一是要以科學發展觀為統領,體現以人為本的新理念,轉變單純治水的傳統觀念,變單一城市防洪工程為城市綜合利用工程。把城市防洪保安建設與水環境改善、舊城區改造、道路建設、旅游休閑、城市水務統一管理緊密結合,盡可能的營造人水和諧共處的親水環境創造條件。二是規劃必須具有前瞻性。要依據城市的水系條件、防洪排澇任務與經濟發展水平進行編制,同時兼顧城市經濟社會發展的短、中、長期需求,既要以城市防洪安全為基礎,又要為城市發展提供更大的空間。三是要統籌防洪與排澇規劃,才能使城市達到洪澇兼治。排澇規劃要著眼長遠,在充分分析城市內澇原因的基礎上,提出超標準暴雨的排澇應對措施。對現有城市排水除澇系統的改造規劃時,要充分考慮污水治理和排澇工程相結合,協調好防、排、滯的關系。四是要建立針對城市防洪規劃的監督管理制度和責任追究制。特別是在各區編制城市修建性詳細規劃、重點城區規劃時,同級防汛部門要切實履行事前審查和事后監督職能。進一步強化執法監督力度,確保城市建設與防洪規劃相協調。
(二)制定城市防洪應急預案,健全防汛應急管理體系
提高城市防汛應急管理、應急處置和搶險救災能力,是構建和諧__和平安__的重要內容,是檢驗政府執政能力的重要標志。一是逐級編制和及時修訂城市洪澇災害應急預案。特別是要高度重視街道、社區的預案編制工作,細化與人民群眾生命財產密切相關的預警方式、轉移路線、安置地點等,確保標準洪水不出災,超標準洪水有對策措施。二是逐級健全突發汛情、澇情預報預警機制和良性的應急響應機制,明確應急處置的組織機構和職責分工,劃定不同洪水量級和降雨強度下的響應級別和相應措施,并向社會公眾。三是要著力解決城市防洪減災工作“雙基”(基層薄弱、基礎脆弱)問題,推行以“預案到居委會”、“預警到社區”、“梯次轉移”為主要特點的防御方法,增強局部突發性洪澇災害的應急處置能力,使得防汛措施和應急處置更加科學、更加快捷、更有實效。四是提高基層政府的城市防汛應急管理效能,增強在第一時間的應急處置能力。特別是基層政府要按照預案立即啟動應急響應和開展先期處置工作,這是實
現城市防災減災效益最大化的關鍵環節。 (三)廣開投融資渠道,加快城市防洪工程體系建設
城市防洪工程是投資巨大的社會公益性項目。根據國家要求到2015年城市防洪工程必須達標的總目標,提高城市防洪排澇標準,建設人水協調的防洪排澇工程保障體系是__城市科學發展的現實需要。一是必須堅持“四高”標準(高起點規劃、高標準建設、高強度投入、高水平管理),加快對已成防洪工程的除險加固和城市防洪工程建設。建設中要處理好防洪工程建設與改善人居環境的關系,將防洪功能、城市功能和景觀功能結合起來。在投入方面首先要破解籌融資難題,積極探索建立城市防洪基金,并構建綜合運作的投融資大平臺,應將多元化的投融資手段結合起來運用。二是注重城市排澇能力建設。城市排澇宜采取排、截、抽、蓄等綜合措施。按照雨污分流的原則,加大舊城區管網的改造力度;新區開發的非機動車地面應采取透水結構設計,推廣使用透水材料;借鑒西方國家建設城市雨洪收集系統的經驗,推廣小型雨洪集蓄工程建設。三是在區域內中小河流上游規劃建設一批具有雨洪調蓄能力的大中型水庫,打牢洪水調度和控制洪水的工程基礎,切實提高城市綜合防洪減災能力。
(四)理順涉水事務管理體制,完善非工程體系建設
要實現城市防汛減災效益最大化目標,必須加強以水務一體化管理新體制為核心的非工程保障體系建設。一是整合涉水事權,實行城市水資源統一管理體制。加快推進水務一體化管理體制改革,市、區兩級均應成立水務局,依法履行城市供水、節水、排水與污水處理、地下水開發、利用和保護等職責,改變多龍管水的現狀。二是加大《水法》、《防洪法》、《__市防汛抗旱條例》等水法律法規的宣傳力度,編制面向社會大眾的淺顯易懂的主城區洪澇風險圖,增強市民的主動防洪減災意識,提高市民的搶險、避險和自救能力。三是加快城市防汛信息化建設,提高信息采集、傳輸、處理的時效性;建立完善的災害預測預警系統、決策會商系統和災害損失評估系統等,提高城市防洪排澇減災管理水平。四是要加強城市防汛管理和執法力度。城市建設發展必須牢固樹立“給洪水以出路”的新理念,加強涉河建筑的審批和監管,對市區現有河道溝渠要進行清淤疏浚。將“檢修市政排水設施、清理疏通排水管網”作為主城區一項重要的汛前準備工作,并正式納入區級防汛部門監督檢查考核體系。對非法侵占河道等行為,必須嚴格執法,限期整改。五是推行洪水保險制度。可以在沿江洪水易淹區(如磁溪口)、低洼易澇區作為先行試點,逐步推行洪水保險,實現“風險分攤”。
1 生態脆弱性的解釋
1. 1 生態脆弱性的內涵
我國目前對生態脆弱環境的認識有多種解釋,本文則認為生態脆弱環境應該屬于廣義的自然和人文理解的范疇,是生態環境固有的自然屬性。生態系統的正常功能被打亂,超過了彈性自我調節的“閥值”,并由此導致反饋機制的破壞,系統發生了不可逆的變化,從而失去恢復能力;超過現有社會經濟和技術水平下能長期維持目前人類的利用和發展水平時,稱為生態脆弱環境。也就是在保持和增強人類利用環境的程度、擴大利用規模的條件下,可以通過經濟、技術改革和調整,也可以靠輸入或輸出資源來緩解環境退化和資源耗竭,以此將區域和全球問題聯系起來。這種對生態脆弱環境的廣義理解具有普遍的意義。因此,當生態環境退化超過了現有社會經濟和技術水平時且不能長期維持目前人類利用和發展水平的區域,稱為“生態脆弱環境區”。
生態脆弱性作為一種在時空尺度上的特定生態系統相對于外界干擾的響應而存在,它是自然因素或人類短期經濟行為作用的結果。嚴格的生態脆弱性概念側重于突出生態系統偏離原生環境的程度,即生態環境受外界干擾后所表現出的不穩定性特征。生態環境脆弱性包括結構型脆弱性和脅迫型脆弱性。結構型脆弱性主要是由系統自身的結構決定的,主要體現在系統自身的不穩定性和敏感性;脅迫型脆弱性是指導致系統脆弱的驅動力主要是外部環境擾動對系統造成的不利影響。根據誘發系統脆弱性的各種力量來源,脅迫型脆弱性又可分為人類活動脅迫型和環境脅迫型兩類[3~5]。所以,并非所有生態交錯帶都是生態脆弱環境,它僅是敏感性環境的一個類型,只有具有退化趨勢的敏感性環境才稱之為生態脆弱環境。所謂生態脆弱性是指在生態環境脆弱帶或生態脆弱帶中,由自然與人類包括社會、經濟、技術等活動相結合造成的環境退化、景觀變壞、土地生產力下降、土地資源喪失等,所表現出來的不能長期維持目前人類利用和發展水平的一種特性。
1. 2 生態脆弱性的機理與特征
生態環境的脆弱性來自于環境的敏感性,指的是環境對外界干擾反應的靈敏程度,脆弱性是某些生態系統固有的特性,但同時又與外在干擾保持著直接或間接的聯系。脆弱性說明一個生態系統、景觀或某一區域環境對外界干擾所產生的應變及其能力,具體說是在同樣的非良性人類活動強度影響或外力作用下產生環境問題的概率大小,側重于突出生態系統偏離原生環境的程度。脆弱性越大,對非良性干擾越敏感,具有放大效應;對良性干擾(恢復重建)則表現出鈍化,轉化效率低。脆弱性生境的環境現狀取決于土地利用方式的影響程度,可以是優、中、劣,但其抗逆力是脆弱的,其易損性、敏感性、難恢復性決定了脆弱性生境絕大多數是退化的生境。生態脆弱性環境與自然、社會、經濟緊密聯系,是自然環境條件、生產活動及歷史發展過程相互聯系和相互作用的結果。它反映了不同景觀類型、地理系統和區域的自然人口承載力,反映了自然環境對人類干擾的敏感性及人類經濟的弱點[5,6]。對經濟發達地區,人為脆弱因子起主導作用,生態環境同樣表現出脆弱性。
生態環境脆弱帶具有以下基本特征:①可被代替的概率大,競爭的程度高,恢復原狀的機會小;②抗干擾的能力弱,對于改變界面狀態的外力,只具有相對低的阻抗;③界面變化速度快,空間移動能力強;④是非線性的集中表達區和非連續性的集中顯示區,是突變的產生區;⑤是生物多樣性的出現區。在自然生態環境里地質地貌、氣候、水文、土壤組合表現出不同的特殊性,所以宏觀上的生態環境脆弱帶有以下的空間表達:城鄉交接帶、干濕交替帶、農牧交錯帶、水陸交界帶、森林邊緣帶、沙漠邊緣帶、梯度連接帶及地貌板塊接觸帶[6,7]。濕地被譽為“自然之腎”,是水陸交互作用下形成的獨特水體資源和生態系統,是典型的水陸交界區域。近數十年來,由于受人類活動的頻繁干擾,濕地表現出各自的生態脆弱性特征,因此我們有理由相信,研究濕地的生態脆弱性有助于對濕地資源的合理開發和保護,對實現濕地的可持續發展有著重要的現實意義。
2 洪澤湖濕地概況
2. 1 地理特征
洪澤湖濕地是淮河流域最大的湖泊類型濕地,同時也是我國五大淡水湖之一,為第四大淡水湖,位于江蘇省的西北部,地理位置在北緯33°06′~33°40′、東經118°10′~118°52′之間。濕地分屬洪澤、淮陰、盱眙、泗陽和泗洪五縣所轄。南望低山丘陵,北枕廢黃河,東臨大運河,西接崗波狀平原。洪澤湖濕地西納淮河,南注入長江,東貫黃海,北連沂沭水系,承接淮河上、中游15.8萬km[2]流域面積的來水,是淮河中游、支流與下游河道的聯結點。自然區劃上屬暖溫帶黃淮海平原區域北亞熱帶長江中下游的過渡帶。作為平原地區的大型淺水湖泊型水庫,洪澤湖濕地水域面積1597km[2],容積135億m[3][8~10]。這里地處我國北亞熱帶與南暖溫帶的過渡地帶,四季分明,季風顯著,動植物資源豐富,其地理位置獨特,功能多樣,是江淮地區乃至長江中下游地區典型的濕地。
2. 2 生物多樣性特征
洪澤湖濕地物種多樣性包括植物多樣性和動物多樣性兩方面。濕地自然保護區生態系統地域寬廣,水陸交錯,氣候適中,生物種類豐富多樣,擁有浮游植物8門141屬165種,在濕地浮游植物中以藻類為主,有藻類7門36科98屬,其中以綠藻門種類最多,其次為藍藻和硅藻,金藻和隱藻種類最少。浮游植物在全湖幾乎皆有分布。濕地水生植物種多量大、面積廣,有水生高等植物36科61屬81種,以蘆葦、菖蒲等屬最多,不同科植物屬有各自的生長與分布規律。
洪澤湖濕地的鳥禽獸類豐富,有浮游動物35科63屬91種,底棲動物3綱6科7屬7種,軟體動物2綱11科25屬43種,節肢動物3綱22科25屬25種,候鳥種群數量5萬多只,其中包括國家Ⅰ類重點保護鳥類5種和國家Ⅱ類重點保護鳥類26種。生物種類多,數量大,保存較為完整。丹頂鶴、白鶴、小天鵝、白枕鶴等每年10月中旬后皆來此地越冬,此外濕地還有野鴨、野雁、巨蜥、獾和刺猬等動物。洪澤湖濕地珍稀瀕危保護物種較多(表1)。據1992年洪澤湖濕地調查記錄顯示,濕地有魚類16科84種,是我國重要的淡水魚區,素有“活魚庫”之稱。經濟魚類以鯉魚、鱖魚、鯽魚、銀魚屬居多,其中銀魚有較高的營養價值。濕地草多蝦多,有蝦5種,即青蝦、白蝦、鋸齒新米蝦、草蝦和喇咕,其中青蝦最多,占其總蝦量的38%。蟹類則以中華絨螯蟹最多。此外,濕地還有浮游動物4門32科69屬,底棲動物76種[8~13]。因此,保護好洪澤湖濕地將對保護蘇北地區重要的戰略水資源地——洪澤湖起著積極作用,同時還能改善南水北調東線工程的調水水質。1994年我國制定的《中國生物多樣性保護行動計劃》,將“江蘇洪澤湖濕地”列入了“在生物多樣性迫切需要保護的地區建立新的自然保護區”的優先重點名錄中,同時《中國自然保護區發展規劃》也把洪澤湖濕地列入了國家級自然保護區的建設規劃中。但是,由于洪澤湖屬淮河流域中下游湖泊,旱澇災害頻繁,濕地生態脆弱性特性主要表現為自然本性的脆弱性和人為干擾的脆弱性兩大類,具體特性及成因如下所述。
表1 洪澤湖濕地國家重點保護野生動物 中文名
保護級別 中文名 保護級別
白鶴
一級
小天鵝
二級
丹頂鶴
一級
大天鵝
二級
大鴇
一級
鴛鴦
二級
黑鶴
一級
灰鶴
二級
白頭鴇
一級
白枕鶴
二級
轉貼于
3 洪澤湖濕地生態脆弱性特點
洪澤湖濕地生態脆弱性按成因可分為基底性脆弱、界面性脆弱、波動性脆弱等方面。基底性脆弱主要強調濕地的特殊地質生態環境,界面性脆弱強調濕地空間方向上要素的梯度變化,波動性脆弱強調時間序列上要素的劇烈變化。
3. 1 地貌基底的脆弱性
基底性脆弱強調的是洪澤湖形成的特殊地理本底。洪澤湖是個比較年輕的湖泊,約在公元十二世紀時才初步形成。由于歷史上多次受到黃河奪淮入海的干擾,使洪澤湖在形成以后成為有名的“地上湖”。洪澤湖之所以成為“地上湖”,是古黃河侵占淮河入海通道所致。800多年前,淮河還是一條獨流入海的大河,南宋建炎二年(公元1128年),黃河奪淮河水道帶來大量泥沙沉積于淮河,使淮河逐漸水流不暢。公元1194年,黃河再次奪淮河下游河道入海,使淮河更加宣泄不暢。淮河上中游流下來的水最后在盱眙以東滯留,很快成為水面寬大的洪澤湖。黃河奪淮直到1850才改道北上,其間淮河的泥沙含量越來越高。洪澤湖形成后,淮河上中游水來到這里流速頓時慢下來,輸沙能力更弱,大量泥沙沉于湖底,使湖底日益升高,湖周圍的人們只得不斷加高加固大堤以防洪水。現今洪澤湖的大堤已經加高到了16m的高度,而湖底高度也在海拔10.5m以上,超過了湖周圍東部平均海拔小于9m的里下河平原,成為“懸湖”[11,12]。
現在的洪澤湖湖盆為淺碟形,湖底平坦,湖底海拔10.5m左右。而洪澤湖西部則是岡洼相間的波狀地形,并行排列著系列沿西北-東南向延伸的四道岡和三道淺洼。不僅如此,其總體趨勢是西低東高、北高南低,湖盆由西北向東南傾斜,與洪澤湖所處的黃淮平原地勢的總趨勢一致。此外,由于洪澤湖地處淮河中下游地區,其上游干流全長850km,但是坡降卻只有0.03%~0.5%,這種西高東低、坡降極小的地貌基底以及“懸湖”特征,使洪澤湖本身成為脆弱體,不利于洪水的宣泄,一旦上游來水過大或發生強降水過程,都會使湖區成為易受洪澇災害影響的區域,因此洪澤湖具有地貌基底成因的脆弱性特征[8~10]。
3. 2 過渡帶界面的脆弱性
界面一般被理解為相對均衡要素之間的突發轉換或異常空間的鄰接,有時也被稱之為“過渡地帶”或者“邊緣地區”。洪澤湖作為水體,是水-陸-氣三相交界的界面,影響因子廣泛。從地理位置上來說,洪澤湖位于我國亞熱帶的最北端和暖溫帶最南端的銜接帶,是亞熱帶和暖溫帶氣候帶之間的過渡帶。同時,洪澤湖又處于我國南北過渡帶自然地理重要分界線秦嶺-淮河一線上,屬于比較典型的邊緣過渡地帶。在此帶上,其自然地理的諸多要素包括氣候的、水文的、植被的甚至包括人文的要素在內都具有普遍的特殊性。
洪澤湖湖區平均日照率為52%;年平均氣溫為14.8℃,最低氣溫-16.1℃,最高氣溫39.8℃;多年平均水溫為15.6℃。湖區的水汽來源主要是來自西南印度洋孟加拉灣和西太平洋的水汽,隨西南季風和東南季風輸入,同時也有部分黃海、東海方向輸入的水汽。湖區降水的主要天氣系統是切變線、低渦、臺風、低槽冷風、北槽南渦等。洪澤湖流域季風顯著,屈東南季風北跳南退必經之地,干濕、冷暖年際差異較大。夏秋季節,受太平洋暖濕氣流和北方冷空氣的影響,常有集中暴雨和連綿陰雨,并經常遭受臺風影響;冬季北方冷空氣南侵,氣候干冷,降水稀少。而在降水上,洪澤湖區處于雨量豐沛的南方和干旱少雨的北方的過渡區,降水的時空分布不均,年際變化劇烈,最大年降水量為1240.9mm(1965年);最小年降水量為532.9mm(1978年)。每年一般有3個雨季,即春雨(5月)、梅雨(6-7月)和秋雨(9月)。尤其值得注意的是,6~7月份的梅雨,有些年份梅雨在江淮停滯,形成長時間、大范圍的降水,從而造成洪澇災害。然而有些年份因副熱帶高壓過強或西伯利亞冷氣團勢力過強,形成干旱氣候。洪澤湖水域這些氣象因子都體現了過渡帶的界面性脆弱性的特點[8,12,13]。
3. 3 旱澇災害交替波動的脆弱性
波動性脆弱的特點是在客觀實體數量上作為不同狀態的重復組合,而性質上沒有實質的改變。波動是脆弱的表現,又是脆弱的原因。歷史上,洪澤湖地區旱災和洪澇災害多發[12~15],這也是導致洪澤湖地區脆弱性表現明顯的主要原因。
據楊慶萍等研究洪澤湖近50年水位變化發現,洪澤湖水位≤11.3m的年份有1957年、1959年、1961年、1962年、1965~1968年、1977~1982年、1988年、1992年、1994年、1995年、1997年、1999年、2001年共20年,其中洪澤湖水位≤11.0m的年份有1955年、1959年、1962年、1965~1968年、1978年、1979年、1992年、1994年、1997年、1999年、2001年共14年。而對1736以來的洪澤湖水情資料進行分析可以看出,1736年以來洪澇的發生大致可分為以下幾個階段:①1736~1804年。年最高水位大于15.0尺(清朝營造尺,每尺折合0.32m,下同)的洪水年份為1742年、1753年、1755年、1771年、1773年、1778年、1779年、1782年、1786年、1796年、1799年、1803年和1804年,其中以1786年(清乾隆五十一年)為最高,高堰水志樁長至16.3尺。②1805~1851年。年最高水位大于20.0尺的洪水年份為1831~1833年、1839年、1840年、1841年、1843年、1848年、1850和1851年,其中以1851年(清咸豐一年)為最高,高堰水志樁長至23.4尺,洪澤湖石工及大堤悉行入水,甚是危險。③1852~1911年。以1906年(清光緒三十二年)的洪水水位最高,該年夏秋季節,大雨時行。洪澤湖上游來水甚旺,高堰水志樁積至16.1尺。④自1912年至今。近100年以來,其中出現1916年、1921年、1931年、1950年、1954年、1956年、1975年、1982年、1991年、2003年多次高洪水位和嚴重災害事件[12~15]。結合洪澤湖歷史旱澇災害來看,100年來的洪澇災害在時間上具有顯著的歷史繼承與延續性特點,這種旱澇災害交替發生的局面,使洪澤湖濕地呈現出顯著的波動性特征。洪澤湖水域旱澇災害發生的原因是多種多樣的,再此不贅述。
3. 4 水質污染的介入性脆弱
洪澤湖地處淮河中下游,了解洪澤湖水質污染的狀況,必須從洪澤湖周邊地區尤其是上游來水考慮。淮河從安徽大柳巷進入江蘇地界,經盱眙、洪澤龍子山流入洪澤湖。李波等人研究發現,淮河干流入湖水量占洪澤湖周邊河流總匯入水量的70%以上,入湖污染物占全湖的80.4%。洪澤湖的水質基本上取決于淮河入湖徑流的污染狀況,包括沿湖各縣隨洪澤湖水系輸入,山包括外省市通過淮河、濉河、新汴河及支流輸入,最終從淮河、溧河洼等入湖口進入洪澤湖。但污染物主要來自于淮河口與溧河洼,分別占80.4%和14.39%,其它入湖河道僅占1.57%。在本地入湖污染源中則以湖西的泗洪、盱眙、泗陽三縣為主,廢水排放分別占56.38%、32.49%和11%。湖東的洪澤、淮陰區多為出湖河道,入湖污染物很少,所占份額一般都小于0.1%[13,15,16]。
淮河流域水污染有越來越嚴重之勢,“50年代淘米洗菜,60年代洗衣灌溉,70年代水質變壞,80年代魚蝦絕代”是對淮河干流水污染的真實寫照。20世紀80年代以后,許多地方部門和企業沒有認真執行環境保護政策,盲目發展污染嚴重的小造紙廠、小化肥廠、小制革廠等,大量污水、廢水直接排入河湖,導致流域內水體普遍受到污染。典型案例是,1994年7月的特大污染事故,持續時間長達55d,污染物濃度高,毒性危害大,對生態環境破壞嚴重,經濟損失巨大。盱眙縣2天內死魚約7萬kg、螃蟹約3000kg,全縣漁業直接損失6350萬元,累計造成的直接經濟損失超過1.7億元。1996年,淮河流域水質劣于Ⅳ類水的河段占全河段的79.7%,其中Ⅴ類+超Ⅴ類占64.1%。流域內發生的較大污染事故高達160起[15,17]。
據不完全統計,20世紀70年代以來,洪澤湖水系污染事故主要有:①淮河口。1975年5月、1982年5月、1986年3~4月、1989年2月、1989年10月、1992年2月、1994年7~9月、1995年10月。②溧河洼入湖口。1974年7月、1980年10月、1981年10月、1986年5月、1987年4月、1988年3月、1990年5月[18~20]。可以看出,洪澤湖作為一個過水性湖泊,其水質的變化主要受上游淮河來水控制,洪澤湖水質的變化過程也是淮河流域水污染形勢的集中體現。這種外來水質污染使整個洪澤湖水域的生態環境極其脆弱,水質被污染,直接破壞了湖區水生生態系統和水陸交界生態系統的穩定性。
3. 5 人類活動綜合影響的干擾性脆弱
隨著社會經濟活動的發展,人類活動的各種影響迅速滲透到洪澤湖濕地流域生態系統的每一個部分。人類活動的影響主要包括灘涂的開發、圍湖墾殖、湖區網箱養殖、化肥和農藥的使用等,當然也包括上述的各種水質污染事件。
洪澤湖堤的演化歷史本身在很大程度上就是人類影響的一個結果。為了抵御洪澇災害的侵害,人類修筑了洪澤湖大堤,并在不斷加高,如果一旦發生較大洪澇災害,其危害更大。由于洪澤湖屬于岡、洼相間的緩坡狀地形,使其具有易開發的特點。20世紀50年代以后,由于灘涂開發和圍墾,尤其是近年來在湖中采用網箱養殖魚類、貝類、蟹類、蝦類等影響,洪澤湖內溧河洼、安河洼和成子洼三大湖灣的水域形態發生了明顯的改變,范圍日益縮小。目前,溧河洼、成子洼還基本保持著其大體的湖灣形態,但成子洼水域面積僅為350km[2],安河洼則基本上消失。湖區面積的縮小,尤其是入湖水道的變窄,在上游來水下泄入湖時,更容易發生洪澇災害,影響到水生生態系統尤其是湖區人們的生命財產安全[21,22]。
1984年以后,湖區圍網養殖的密度過大,使水體中氮、磷等營養鹽的含量增高,加快了湖泊富營養化的進程,促進部分藻類的生長繁殖;圍湖造田改變了底棲動物、浮游動植物和植被的生長條件,導致物種減少,濕地生態環境失衡;亂捕濫撈導致漁業資源枯竭和水生動物的棲息地被破壞;農田灌溉充分利用了湖泊水資源,但也降低了湖區的環境容量,出現了水產養殖與農田灌溉的用水矛盾[23,24]。因此在人類開發活動中,必須以恢復和發展洪澤湖的生物資源、建立良性循環的濕地生態系統為前提,堅持開發與保護并舉,才能使湖區經濟得到可持續發展。
4 小結與討論
洪澤湖濕地作為典型的Ecotone,具有敏感性、脆弱性和反饋調節機制弱、穩定性較差等特征[25]。其基底地貌的獨特性,以及處于我國自然地理重要分界線秦嶺-淮河地理位置的特殊性、旱澇災害的交替多發性、人類活動影響的日益頻繁,尤其是淮河流域以及洪澤湖水質的波動性大、穩定性差、時空分異性強等這些特點,是造成洪澤湖流域脆弱、敏感和不穩定生態環境的反映和主要原因。因此可以認為,洪澤湖濕地生態環境脆弱性表現為結構型脆弱性和外界干擾脅迫型脆弱性兩種形式。
關鍵詞:喀什地區;中小河流;存在問題;治理措施
中圖分類號: P941 文獻標識碼: A 文章編號:
三峽工程、小浪底工程等大河治理工作一直被社會上的人所廣泛的關注,而中小河流的治理工作卻發展緩慢,大多數的中小河流的治理措施落后、工程質量較差。造成近幾年洪澇災害頻繁的發生,特別是農村和經濟欠發達的地區。為促進我國經濟的可持續發發展和建設社會主義現代化應該加強水利工程建設,側重于中小河流的治理。
一、 概述
喀什位于我國西北內陸地區,氣候特征是溫帶大陸性氣候距離海洋較遠濕熱的氣流不易到達,氣候干旱,年降水量在200mm以下形成的河流屬于內陸河流,其特點季節性河流,河流短小,水流較急春季冰雪融水水域面較廣但來勢較猛,夏季河水暴漲兩者都易引起洪澇災害。據統計,人們的聚居地大多數沿河、沿路分布,在喀什地區共有11條河流,都是居民聚點并且是重要的糧食生產地和經濟較發達的城鎮。由于西北地區屬于經濟欠發達地區,基礎設施不健全防洪設施貧乏,落后。遭遇洪水時沒有抵抗力,財產損失較大。因此,為了保護生態環境促進區域可持續發展,對喀什地區的中小河流的治理勢在必行。
二、 中小河流存在的主要問題
(一)生態環境破壞水土流失嚴重
由于西北地區經濟欠發達,居民的生活水平較低,對環境的保護意識薄弱,向河水里倒垃圾阻塞河道,沿河胡亂開墾土地種田,加之不合理的踩石、踩沙、伐木獲取經濟利益,長期以來環境破壞嚴重,水土流失嚴重,加上暴雨山洪,導致洪水災害頻繁,人民生活環境遭到破壞,加重了經濟負擔。
(二)喀什地區經濟欠發達地質條件復雜
山區和城鎮是中小河流的主要分布地區。由于經濟欠發達沒有足夠的資金治理河流加上山區交通閉塞,河流的治理工作得不到充分的開展。喀什位于我國西北部地質條件復雜,喀斯特地貌顯著土質疏松,土壤沙化嚴重易發生滑坡、泥石流等自然災害這些自然因素都影響著中小河流的開展。
(三)防洪設施落后水庫年久失修
由于喀什地區經濟落后大部分水庫多年運行,水利設施損毀嚴重加之防洪意識不強,水庫大多年久失修。水利設施超負荷的運行其實際的防洪能力與設計標準能力相差較大,存在著較大的安全隱患,對下游的居民生命財產安全構成加大的威脅。
(四)水利設計技術有限,管理機制不完善
雖然我國有明確的水利法,但制度仍然不夠完善,群眾投入水利建設力度和組織方式都發生了很大的改變。對水利設施的管理和維護水平還比較落后,水利建設專業技術力量較弱,具有高水平的水利建設隊伍還尚未建成。
三、 中小河流防洪治理的具體措施
(一)貫徹落實水利設施制度
對于加強水利建設我國頒布了《中小河流治理項目資金使用管理實施細則》對進一步加強水利監管有了明確的規定,有效的針對水利工程項目質量檢測管理規定、項目建設管理、安全生產管理。為喀什地區的水利建設提供法律保障,切實的保障了喀什地區的河流的治理,提高了水利利用效率,促進我國水利建設發展具有重要意義。
(二)根據地質環境的不同制定治理方案
結合當地的經濟發展情況和地質結構,以及喀什地區河流防洪存在的問題,科學合理的制定改建措施。對水土流失嚴重的地區采取保護植被、種植草木等措施從根本上解決問題。對重點治理的河段要經過詳略的商討采用經費低、效率高、安全適合的治理措施,對喀什地區的地貌、地形、氣候要進行細致的研究避免自然因素影響喀什地區的水利建設。
(三)加強水利建設隊伍的專業技能
加強基礎設施建設并為科技人員才華施展提供寬松的平臺,積極的引進學歷層次高、專業技能強、經驗豐富的高水平的水利建設人才。定期的組織科技人員到其他的水利建設隊伍中進行考察學習,提高科技人員的專業知識、實踐經驗、和業務素質,培養一批具有專業素質的科技人員,為喀什地區的水利建設貢獻力量,保護喀什地區居民的生命財產安全,促進我國水利建設發展。
(四)發動群眾的力量共同建設水利工程
廣泛的宣傳教育,提高當地居民的環保意識,積極的投身于水利建設的工程中,組織群眾進行共同維護河道堤壩,嚴謹亂開墾土地,亂砍伐樹木的破壞自然環境的行為,鼓勵群眾退耕還林還草,建設護堤林。政府也要關注民生,加大對喀什地區的經濟發展的關注力度,積極地尋找適合當地經濟發展的有效的方法協助喀什地區的人們脫貧致富,促進水利工程建設。
(五)統籌兼顧防洪與抗旱
喀什地區的自然環境比較特殊,典型的干旱大陸性氣候,春夏多洪澇災害,秋冬則缺水、干旱,在建設水利工程的時候也要充分的考慮的這方面因素,使現有的水利工程發揮巨大的效益促進當地的經濟發展。有效的統籌兼顧防洪與抗旱,在洪水泛濫的時候能夠治理洪水并儲蓄水,在干旱的時候能夠將儲蓄的水資源合理的利用度過干旱時期。
(六)明確治理目標
在對喀什地區的河流進行治理的時候,針對各個需要治理的河段,要對當地的河流基本情況進行系統的、科學的調查得出有效數據,對這些數據進行整理、分析、探究充分利用已有的治理經驗,從經濟利益、社會利益、環境效益三方面明確河流治理的原則、任務、治理提出治理措施。
結 語:根據喀什地區的經濟發展現狀、地理環境、氣候狀況以及河流防洪中面臨的問題,進行系統的分析探究,制定科學合理的措施有效的治理喀什地區的中小河流。首先河流的治理要從人們的切實利益出發,保障當地人的生命財產安全為前提。加大財政撥款對喀什地區的河道梳理改簽、工程隊伍的建設、水利設施的建設維護充分的保護好河流周邊的生態環境,促進水利資源開發利用并統籌兼顧喀什地區城鎮的建設發展,堅持可持續發展的戰略真確的處理好人與自然的關系做到統籌兼顧、和諧發展。
參考文獻:
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東北地區以其廣袤而肥沃的土地以及良好的氣候條件成為我國重要的糧食生產基地,在全球環境條件變化的背景下,這里的環境變化既有大自然的原因,也有農業產業化的人為原因。
1.1自然條件對農業發展的影響
處于現階段的農業發展中,影響最大的環境因素還是各種氣象災害。農業的生產對象包括種植和養殖兩方面,這兩種產業的生長發育都受到氣候和天氣的制約。東北地區最主要的自然災害是旱災和水災,前兩年發生了嚴重的水災,2014年又發生了嚴重的旱災。這些災害都發生在糧食作物正在生長的夏季,給糧食生產帶來的災害是滅頂性的。這類的自然災害常常是連續發生,這幾年開始由洪澇災害向干旱轉變。究其原因,這些自然災害的出現和地理環境有較大關系。在遼寧錦州一帶以丘陵居多,坡陡山禿,水土流失嚴重。這里的水災一部分是因為臺風和海潮的襲擊,另一部分則是暴雨所致。因為缺少植被,暴雨造成山洪暴發,致使水庫決口,溢洪現象嚴重。水災的特點來得快,泄得也快,由于這里地勢平坦,所以受災面廣。還由于洼地多,積水不能及時排放和滲入到地下,積攢起來成為澇災。
1.2人為因素對農業發展的影響
人為因素包括植被破壞產生的水土流失,還有農藥化肥對土壤的侵蝕以及工業排污造成的影響。由于20世紀大量墾荒造田,致使森林覆蓋率越來越低。加上采薪對森林的破壞,使植被面積減少,土地大量,地面缺少遮攔,蓄水能力下降。因此,在雨季地面無法吸水,造成雨水白白流失。這不僅是對雨水的浪費,在雨水流過地面時,也帶走了土壤和養分,使土壤養分減少,沙土化嚴重,形象農業收成。此外,各類工礦企業生產的工業廢水排放在河流里,然后被引用到土壤里,使土壤里重金屬含量超標,這些重金屬滲透到農作物里,對食用者的危害更大。同時,工廠排放的有害氣體形成的煙塵和酸雨對土壤也有較大的危害。還有城市生活排放的廢水都對土壤造成傷害。
2影響農業發展的環境問題治理對策
2.1對自然災害的防治
防治自然災害要從預防和提高抗災能力抓起。防治旱澇災害的基礎就是要順其自然。例如,不能過度地墾荒造田,將一些靠近山坡的田地退耕還林,增加植被面積。同時,還要在山坡地頭植樹造林,這樣不僅可以防治水土流失,還可以預防風蝕土壤。對于土地的使用還要進行科學搭配,如在容易被水淹沒的河邊種植水果,草地這樣的農作物,既可以增加植被,也不怕水淹。在預防自然災害中,還要定時清理河道,疏通水路,做好蓄水工作,這樣才能在水災來臨時減少損失,旱災來臨時有備無患。
2.2對人為因素造成的環境問題的防治
在對人為因素造成的環境問題防治時,首先要做到把安全放在首要位置,不能將經濟效益放在首位。在提高農業產量的同時要將由此造成的危害降到最低點。在提高農產品產量時,盡量使用有機的綠色肥料,減少對化學肥料的依賴。在防治病蟲害時,要盡量利用自然界的生物鏈而減少農藥的使用,例如在稻田里養殖鴨子,利用鴨子捕捉害蟲。在對工業排污造成的對農業環境破壞的治理上,首先要減少工業的污水、廢渣的排放。在這方面,國家和政府要出臺相關政策對工業排污治污進行監督。最主要的是要發展生態型工業,大力推廣清潔生產技術,唯有這樣才能從源頭來遏制污水、廢渣的排放。針對工業排放對農業發展的影響,要做到農業的可持續性發展,也可以借鑒國外的先進經驗,利用征收環境稅的辦法來控制環境污染和改善環境,促進節能減排,保證農業可持續性發展。
3結語
關鍵詞:除險技術;水利水電工程;自然災害
一、目前水利水電工程中可能會發生的狀況
我國經過幾個階段的發展,水利水電工程的發展程度已經居世界前列,隨著科技的不斷進步,越來越多的新型設備投入到水利水電工程行業當中創造了巨大的經濟效益。發展壯大的同時,也不能忽視水利水電工程中存在的各種隱患,一些狀況的發生,常常阻礙了工程的進展,有的還能影響工程的整體質量,甚至導致嚴重事故的發生。為了減少經濟上的損失,保障相關人員安全,水利水電工程的除險技術的研發和開展也就勢在必行了。針對水利水電工程除險技術將要面臨的負面情況,整理了以下幾個引發的方面:
1.排水系統的故障
水利水電工程是受季節和天氣影響較大的一種基礎設施工程,在洪澇災害頻發的季節,水利水電工程將要面臨極大的考驗,一些洪澇的發生影響了水利水電工程的施工,排水系統也會遭受破壞進而使得整個工程排水不暢,由洪澇引起更大程度的影響和損失。嚴重的可能會形成大范圍的洪澇災害,威脅到人民群眾的生命財產安全。
2.慰飧澆泥石流、山體滑坡等災害
除了由河流為主體的洪澇災害外,地質因素為主體的泥石流、滑坡等災害也會對水利水電工程造成影響,而且由于災害發生環境和內容的不同,泥石流、滑坡等災害往往具有更大程度的破壞性,對于災后的重建工作也更加的困難,對于水利水電工程的施工安全,影響極大。
3.對于江河等堤壩的質量問題
質量永遠是一個水利水電工程及設施永遠值得強調的地方。少數工程的建設中存在著,為了追求效益,使用劣質建筑材料或者直接在設施建設的過程中偷工減料的情況,這些情況的存在直接導致了,水利水電工程中各設施對于發生自然災害時的防御能力的降低。降低了工程的安全性,在發生災害時更有可能造成更為嚴重的損失。
4.水利水電工程中開關站及輸電設備方面的隱患
水利水電工程建設過程中,對于開關站和相關輸電設備的使用是必須要進行的。同時,開關站和輸電設備方面,由于技術條件的限制,也導致了這兩方面的相關設備在自然災害的防御方面相對較為薄弱,容易在自然災害發生時遭受毀滅性的破壞,從而導致相關電力事故或者工程施工的發生。同時,因為設施本身的原因,容易受到人為的破壞,也是導致相關設備發生事故的原因。
5.傳統土石壩在工程中的局限性
一般的水利水電工程施工中。通常將土石壩用作承載整個工程的作用。土石壩本身在施工中有著工藝簡單,施工便利等優點,但是缺點也十分明顯,對于洪澇災害防御能力較為薄弱,在對于大型水域災害發生時排水等措施通常是不能滿足排險效果的,因此,土石壩也常常是制約著水利水電工程安全建設的一個不利因素。
二、針對水利水電工程中出現的險情進行分析探究
只有對險情的出現進行探究,分析出險情發生的各種影響因素,總結出險情的發生規律,才能更好的進行研發水利水電工程除險技術,和相關的方法措施。為今后水利水電工程上對于險情的預防和應對,創造出理論上的依據。
1.險情發生具有突發性
在水利水電工程中,一般來講險情都是突然發生的,這與自然災害中存在的突發性是有一定程度的關聯的。由自然災害引起的水利水電工程事故也因為同樣的原因在事故的預防上存在一定的難度。一般情況下自然災害給水利水電工程帶來的影響都比較嚴重,加之防范等原因,常常使得破壞程度再一次被加深。
2.險情的復發性
在險情發生后,可能由于一些原因導致再次出現相同,或者不相同的險情。而且兩次險情之間很難對于第二次出現的險情進行有效防范,經常發生的情況是可能對于第一次險情進行了有效的方法,卻無法阻止第二次險情的發生。這是十分不利于水利水電工程除險工作的。
3.我國當前除險技術的主要內容
水利水電工程的除險施工人員應該對水利水電工程極容易出現險情的地方進行提前的標注,分析其容易出現險情的原因,在施工的過程中,對這些地區的施工材料一定要嚴格把關,對此地方的建設一定要根據具體情況進行設計,保障水利水電工程的防御能力,專業的除險人員還應該對水利水電工程的設施情況以及水利水電工程所處的周邊環境、地質因素有一個全面的掌控,對水利水電工程容易出現的險情類型進行分析,以保障在特殊的自然災害在來臨之前能夠做一定的預防,以降低險情對水利水電工程帶來的危害。同時還要注意以下幾點:
(1)合理選擇水利水電工程快速搶險的施工方法。搶險人員必須結合水利水電工程周圍的環境特征來選擇合理的搶險方法,例如,將氣候特征、水文特征以及交通特征等方面作為主要因素。
(2)搶險人員要對除險內容進行具體分析。鑒于水利水電工程除險技術應用具有高度復雜的特征,所以要求除險人員必須要基于水利水電工程實際情況來進行具體分析,以便于其可以及時掌握整個除險施工中的技術要點來確保其順利開展。
(3)保證除險施工過程中指揮的高效性。除險人員在水利水電工程除險施工中必須按照管理人員的指示進行施工。這樣才能在進行除險施工作業中,保證施工作業具有較高的工作效率。相關工作人員要嚴格按照在除險工作中進行管理的人員指揮進行施工工作,管理人員要結合實際情況,對施工中不同方面進行安排,在全局范圍內進行規劃,確保整個除險工作能夠在指揮人員的控制下快速進行。為了更好更有效率的完成除險工作,在除險工作前期,指揮人員還要對出現工作中可能會使用的物資、工具設備進行科學的統籌,確保在進行出現工作時物資使用的流暢。
同時要糾正管理人員存在的“重效益,輕安全”的僥幸心理,對于項目中存在的安全隱患,要給予堅定地清除,在進行除險指揮的過程中,管理要全面,確保二次險情的出現引發的姻緣安全事故。對于工程項目內存在的設備,要針對不同災害形成的不同破壞現象做出不同預案,以求能夠在險情來臨時,更大程度地發揮除險技術的工作效果。
三、結語
有鑒于在水利水電工程中,自然災害對于工程有著極高的破壞性,而且災害往往具有不可預料的突發性。因此,應當把水利水電工程除險技術的研究納入到今后水利水電工程工作的重點中去,在進行除險的過程中相關工作人員需要端正態度,爭取做到進場迅速,工作合理。以保證除險工作能夠在實際中發揮出越來越高的價值,為祖國的水利水電事業的建設做出保障,為祖國的繁榮事業,為中華民族的偉大復興貢獻出屬于自己的一份力量。
參考文獻:
[1] 張春敏.水利水電工程除險技術研究[J].建筑工程技術與設計,2015(21).
關鍵詞:城市;水利經濟;關系;效用
1引言
一個城市形成的主要因素有很多,但是水資源為最重要生態環境因素。一般來說,海濱、江邊、水鄉等城市都形象的表現了城市和水之間的關系,就算是干旱半干旱地區的城市,其都是靠近水資源而建立的。城市水系對城市發展具有重要的作用,其不僅僅可以防澇抗旱,還可以調節該城市的氣候,維持生物多樣性。隨著經濟發展,人類生活水平不斷提高,城市中人們對于水資源的利用需求也大大提高。專家根據數據推測,我國城市生活用水量將會在2050年達到720億立方米。隨著近年來水利工程的建設加快,城市進程也不斷推進,而水生態是人居住的主要資源,是城市經濟發展的必要條件。
2城市水資源存在的主要問題
城市水資源隨著社會經濟的發展,已經呈現出無法滿足人們需求的狀態,其對城市經濟的發展也會呈現出一定的滯后作用,城市水資源存在的問題主要有以下3點:(1)洪澇災害。水資源和城市發展二者是相互作用的,當水資源滿足城市建設的需求時,水資源就有利于城市建設,促進城市經濟發展;當水資源無法滿足城市建設的要求時,城市經濟也會收到其影響。當前,我國仍舊有一半以上的城市沒有完善的防洪措施。大多數的城市的防洪水平較低,甚至難以應對國家規定的100年到200年一遇防洪標準,有些河道甚至無法滿足20年一遇的標準,一旦出現了洪澇災害,則會給人民群眾帶來大量的損失,使得城市經濟嚴重滯后。(2)城市防洪建設設施不足。因為城市原油局面被水泥地、樓群和其他人為建筑群替代,那么這就會使得排洪面積小,地方難以滲水,匯流時間短,從而容易造成洪澇災害。(3)生態環境惡化。隨著社會經濟的不斷發展,城市規模開始越來越大,城市逐漸向原本農村地區擴張,從而道路不斷擴張,城市保水能力下降,原本的植被覆蓋面被馬路、樓群所替代,而且隨著城市中的濕地和水域面積大幅度下降,使得城市生態變的異常脆弱,這些問題的出現,使得城市經濟難以進入到良性循環當中,城市經濟的增長速度放慢。
3城市水利建設開發并用
3.1更新水利觀念,加大城市水利功能多樣化
(1)城市可持續發展。城市可持續發展需要滿足生態環境的進一步發展,從而需要確保城市水利生態化,城市對水資源的建設需要從生活、生產用水中出發,從而形成人水相依的關系,確保人們的生產、生活用水,以此確保城市經濟正常健康發展。(2)建設必要的水網和水工程設施。在進行城市水利工程建設中,需要進行全面規劃、統籌監督,聯系不同水系,從而建設合理、科學的水利工程,利用優秀的水利文化設施來完成城市生態環境的提高,從而使得城市形成“水域共建、水綠共融”的獨特城市生態風格,形成特有的水利經濟體制。(3)加強城市工程建設的同時,提高水生態環境質量。1)對城市原有水資源提供行政上的保護,建設飲水區,來確保城市飲水安全。2)保護地下水資源。由于供人供水、雨水、污水都會對地下水資源產生污染,是城市建設良好的水生態的影響因素,地下水對于城市的生活、生產具有重要的作用,所以城市領導班子必須要確保地下水資源的潔凈。
4水利經濟效用分析
隨著社會經濟的快速發展,城市開始向農村地區擴張,并且城市人口劇增,所以人們對水資源的需求越來越大,供需矛盾也越來越尖銳,水資源成了影響城市發展的重要因素。就以河北石家莊為例,其地下水降落中心區已經達到50米,并且漏斗地區逐漸擴大到300多平方米,城市處于嚴重缺水狀態,這樣的水資源狀況,已經嚴重制約了城市經濟的發展。
5實現城市水利經濟發展的措施
水資源作為國民經濟發展的重要影響資源,城市想要進行可持續發展,就必須要解決好城市水生態的問題。(1)首先要對水進行正確的認識,水不僅僅是自然資源,又是經濟資源,更是戰略資源。水在人們日常生活中是必不可少的,而且在農業、農業、服務業等產業形態中也是極其重要的,一個城市如果沒有水資源以及良好的水利措施,那么談和城市經濟的發展。(2)在城市建設發展中,首先要確保城市水資源可以滿足日常生活生產,否則會出現過度抽取地下水,超過城市水生態的原本承受能力。而且一些缺水城市為了滿足其用水需要,往往會不惜成本的進行調水,由此可見,水資源對城市發展具有極其重要的作用。城市在利用水資源進行經濟發展時,需要建立節能減排的產業,盡可能進行水資源的循環使用,以此來確保經濟發展。(3)人類自身各種功利化活動, 是影響水環境的主觀原因。城市需要建設良好的水生態來促進城市經濟發條,就必須要減少城市污水排放,并且建立完善的城市排水系統,減少城市自身排洪壓力。并且需要建立科學的供水體系,做到先地表水、后地下水,最后為環境水,從而使得城市形成和諧的生態環境,從而使得城市經濟處于良性發展。
6總結語
一個城市的水環境直接影響了城市的經濟發展情況,和人們生活息息相關,所以一個發展規劃良好的城市必定是具有健全的城市水資源規劃,在城市發展中需要重視如何利用有限的水資源來改善城市生活環境,并且維護城市經濟帶,促進城市進一步發展,
參考文獻:
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