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关键词:临武 暴雨洪涝 风险 区划 评估
中图分类号:X43 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)08(a)-0059-06
临武县位于湖南省南部的南岭山脉之中,是珠江流域与湘江流域的分水岭,也是北江流域一级支流武水河的发源地,境内水系的70%为珠江水系。全境面积1 375 km2,境内地形地貌复杂多样,以山地丘陵为主。属亚热带季风湿润气候,雨量充沛,1960―2010年平均降水量1 415.8 mm。特殊的地理环境使之成为湖南省山洪灾害的高发区,尤其是近些年来,山洪灾害发生的频率和受灾程度都呈明显的增长趋势,严重阻碍了当地社会经济的可持续发展,是湖南抗洪救灾的前沿阵地。为此,文章依据气象观测资料和气象灾情资料,应用历史与地理相结合的分析方法,探讨临武县暴雨洪涝灾害的特征及成因,以期为今后山洪灾害的防治提供现实参考。
1 资料来源和统计方法
文章使用的资料来源于临武县气象观测资料、临武县自然灾害史料、临武县志等。临武县气象局气象观测始于1959年3月,所以基本气象观测资料采自1961―2010年,并采取相应的数学统计方法,进行相应的资料处理,由此得出年、季、月降水量的相应序列和变化趋势。
四季划分:冬季(上年12月至当年2月)、春季(3~5月)、夏季(6~8月)、秋季(9~11月)。
2 临武地理
临武县因依武水河畔(北江一级支流)而得名。武水河发源于临武县西瑶乡境内的分水岭,从西向东穿过临武大部分地区,经宜章、韶关汇入珠江一级支流――北江。临武县位于湖南省南部,属南岭山脉中段,全县国土面积1 375.24 km2。境内山峦叠嶂,沟壑纵横,丘岗起伏。总体为西高东低、北高南低的山丘地貌。其基本特点是:西部是连绵的西山,最高峰天头岭海拔1 711.8 m;北部是东山山脉(香花岭),最高峰通天庙海拔1 594 m;东北部为南岭山脉的骑田岭;东南部为丘岗山地;中部是山间小盆地。全县总的地势是由北方向东南倾斜。临武县境最低点位于武水河出境处(临武县水东乡的五塘冲河床)海拨203 m,县气象局拔海高度292 m。
3 临武县的降水特征
3.1 降水量的年际变化
临武县是湖南省雨水比较充沛的地区之一。1960―2010年的51年间平均年降水量为1 415.8 mm;从图1可以看出,临武县年降水量年际变化很大,2002年降水量多达2 074.7 mm,而少雨的2004年只有942.1 mm,两者相差1 132.6 mm。半个世纪以来,临武县出现两个多雨时段和3个少雨时段,两个多雨时段分别是1968―1977年和1992―2002年;3个少雨时段分别是1962―1967年、1986―1991年和2002―2009年。
3.2 降水量的四季变化
临武县降水量具有明显的季节性特征,春季(3~5月)最多,平均降水量为523.6 mm,占全年雨量的37%;夏季(6~8月)次之,平均降水量为506.5 mm,占全年雨量36%;秋季(9~11月)平均降水量为201.8 mm,占全年雨量的 14%;冬季(12月至次年2月)最少,平均降水量为183.6 mm,占全年雨量的13%。冬季平均降水量只有春季平均降水量的35%(见图2)。
3.3 降水量的月际变化
临武县各月降水量月季变化非常明显,降水主要集中在4~6月,平均为636.0 mm,占年雨量的45%,其中6月份平均降水量最多,平均达240.3 mm。12月平均降水量最少,平均只有41.7 mm。各月最多、最少降水量的变化与各月平均降水量的变化基本一致(见图3)。
4 暴雨洪涝灾害的特征
暴雨洪涝是临武县最主要的气象灾害之一,暴雨或局地强降水往往引发山洪暴发,河水泛滥,水土流失严重,并导致泥石流、塌方等地质灾害,造成严重的人员伤亡。史料中就有“大水,漂流房舍无数,溺死者不可胜计”“大雨倾盆,山洪暴发,沿河尽成泽国,淹死百人”等记载。在1961―2010年的50年当中,共出现≥50 mm暴雨179次,平均每年3.58次,最多的2002年达11天之多。出现≥100 mm大暴雨31次,平均每年0.62次。一日最大降水量 211.9 mm,出现在1994年6月16日。特别严重的是1968年、1994年、2002年、2003年和2006年。1968年6月15~24日连降暴雨~大暴雨,10天雨量达511.1 mm,其中6月24日一天的雨量达161.0 mm,由于降水量多且强度大,使得还未完全竣工的长河水库出现重大险情。1994年6月13~17日连续5天暴雨到大暴雨,总雨量达454.6 mm,其中6月16日达211.9 mm,为临武有雨量记载以来的最大日降水量。由于连日暴雨,河水暴涨,武水桥头水深近1 m,沿河两岸尽成泽国,倒塌房屋5 000多间,8 000多人无家可归,因灾死亡和失踪27人。2002年8月7日,全县普降暴雨,其中金江一带大暴雨,导致山洪暴发、山体崩塌和泥石流,造成死亡和失踪人数达34人的重大自然灾害。另外,局地性的大暴雨也往往发生山洪暴发,并导致泥石流发生。如2003年5月13日,香花岭地区的三十六湾地区降水量达161 mm,山洪暴发导致泥石流,许多个体小矿的厂棚被夷为平地,造成死亡和失踪30人的重大灾难。
4.1 暴雨的年际变化
临武县暴雨出现次数具有较明显的年际变化。1961―1985年之间,每年暴雨次数在1~6次之间波动,年际变化相对比较平和。1986年以后每年暴雨次数出现了明显的变化,最多的2002年达11次之多,而1986年全年无暴雨。
临武县暴雨出现次数也具有较明显的年代变化。≥50 mm暴雨20世纪90年代最多,达47次,平均每年4.7次,而20世纪80年代最少,平均每年2.7次,即90年代比80年代平均每年多2.0次。≥100 mm大暴雨20世纪60年代最多,平均每年1.0次,而20世纪80年代最少,平均每年0.2次(见表1)。
4.2 暴雨的季节性强
临武县在1961―2010年50年间的每个月都出现过暴雨,但主要发生在4~8月。4~8月的暴雨发生次数占总数的82.68%。6月份是发生暴雨最多的月份,占全年总数的29.61%(见表2)。
同样临武县大暴雨主要出现在4~8月,6月份最多,50年间共出现13次,占全年的42%。所以6月份也是临武出现洪涝灾害最多、灾害损失最大的月份。
暴雨洪涝灾害发生的频次与降水的季节性变化是相吻合的,4~8月既是临武县的雨水集中期和强降水频发的季节,也是暴雨洪涝灾害发生最多的季节。尤其是春夏之交的6月,暴雨洪涝灾害发生次数之多占全年的近30%。
从表3可知,临武县1960―2010年的51年间共发生46次山洪灾害,其中有43次发生在4~8月,这表明洪涝灾害在年内发生的时段性较强。另外,临武县山洪灾害发生时间早,结束时间晚。从4月初到10月底均可发生。从人员伤亡情况分析,发生重大人员伤亡的洪涝灾害主要发生在5~6月和8月,这也验证了造成临武暴雨洪涝灾害的天气系统具有明显的季节性,5~6月是受西风带系统影响,8月多受热带系统(如台风)影响。
4.3 暴雨洪涝灾害有一定的周期性
从图4可以看出,临武县年降水量具有较明显的周期性。按每5年平均降水量划分,临武县在20世纪70年代前期、80年代前期和90年代5年平均降水量都出现峰值;70年代后期、80年代后期,5年平均降水量都出现低谷。在1960―2010年的51年当中,1992―1997年的年降水量达到最多,5年平均值达1 674.2 mm。
按每10年平均降水量划分,临武县降水量也具有较明显的周期性。20世纪90年代平均降水量最多,10年平均为1 578.9 mm,其次是20世纪50年代。而20世纪80年代平均降水量最少,10年平均为1 441.1 mm,次少是20世纪60年代。(见图5)
据查询统计(见表4),临武县自西汉文帝元年(公元前179年)至1950年的2 129年间,有记载的山洪灾害有162次,大约13年一遇。1951―2010年的60年间,出现48次不同程度的暴雨山洪灾害,平均每年0.8次。其中1981―2010年的30年间,出现35次不同程度的暴雨山洪灾害,平均每年1.17次。尤其是2002年一年就发生4次暴雨到大暴雨的洪涝灾害,另有4年每年发生3次暴雨到大暴雨的洪涝灾害。
4.4 暴雨洪涝灾害地域性强
临武县暴雨洪涝灾害具有明显的地域性。山区(尤其是矿区)是山洪地质灾害最为严重的区域,由于采矿造成地表疏松,矿石废料乱堆,一遇暴雨,常常引发泥石流等地质灾害,泥石流沿着山冲(山沟)一路冲刷,造成重大的人员伤亡事件。如2002年8月7日,金江一带(煤矿区)大暴雨,山洪暴发、引发山体崩塌和泥石流,造成死亡和失踪人数达34人。又如2003年5月13日,香花岭地区的三十六湾一带(有色金属矿区)日雨量达161 mm,山洪暴发导致泥石流,造成死亡和失踪30人的灾难。河谷低洼地带也是临武县暴雨洪涝灾害的多发区之一,如1994年“6.16”特大暴雨洪涝灾害,洪水造成土地乡古城村等地27人遇难。
5 人类活动与洪涝灾害
(1)人类活动特别是工业化的发展造成二氧化碳排放量的增加,促使全球气候变暖,最终将影响到洪涝的变化。随着人口的增加和社会经济的快速发展,在相同洪涝程度的条件下,洪涝灾害所造成的损失不断增大。
(2)毁林开荒的后果:陡坡山地过度开垦,地表植被破坏严重,土地对水的涵养能力不断下降,水土流失日趋严重,有的地方甚至发生泥石流。近些年来,有些地方对山地掠夺性的开发严重破坏了脆弱的生态环境,使得岩溶地区的石漠化现象凸显,极易出现旱涝急转。
(3)乱采滥挖的后果:临武县盛产煤炭和有色金属矿,前些年无序的矿产开发,山体千疮百孔,废矿尾矿堆积如山。一遇强降水,洪水裹挟着废渣尾矿顺山坡山冲滚滚而下,形成泥石流或废矿尾沙流,从而造成严重的灾害损失或人员财产损失。
6 暴雨洪涝灾害损失大
临武县是暴雨洪涝灾害的重灾区,也是暴雨洪涝灾害造成人员伤亡较多的区域之一,其原因除与强降水有直接联系外,还与其特殊的山地地形、松散的地表、矿渣的乱堆有一定的关联。一旦发生强降水或持续性大雨,往往容易诱发山体塌方或泥石流,造成重大洪涝和地质灾害,甚至发生人员群死群伤的重大灾害。1994年“6.16”特大洪涝死亡失踪27人;2002年“8.7”金江地区洪涝、塌方造成34人死亡失踪;2003年“5.13”临武三十六湾地区局地大暴雨引发泥石流造成死亡失踪30人和2006年“7.15”碧利斯台风造成重大灾害(死亡7人)就是如此。
从表5可知,在1961―2010年的50年中的46次暴雨洪涝灾害中有15次出现了人员死亡(失踪),共造成人员死亡和失踪159人,平均每年3.18人,平均每次洪涝灾害造成人员死亡和失踪10.6人。其中一次性洪涝灾害死亡和失踪人员在1~3人的次数5次,占33.3%;造成死亡和失踪4~9人的次数5次,占33.3%;造成死亡和失踪10~29人的次数3次,占20%。一次性洪涝灾害造成死亡和失踪30人及以上的特大灾情2次,占13.3%。
从表6可知,在1961―2010年的50年中,洪涝灾害共造成人员死亡159人,平均每年3.18人。暴雨洪涝灾害造成的人员伤亡是随着年代的推移而增加。20世纪60年代死亡3人占2%,70年代死亡10人占6%,80年代死亡12人占8%,90年代死亡30人占19%。进入21世纪以后,暴雨洪涝灾害造成人员死亡和失踪的重特大灾害猛增,10年间死亡104人占65%,且重特大事件也明显增多,如2002年“8.7” 洪灾造成人员死亡和失踪30人,2003年“5.13”,洪涝灾害造成人员死亡和失踪人数34人。
临武县耕地面积13 760 hm2。从表7可知,在1961―2010年的50年中,洪涝灾害共造成农作物受灾面积91 529 hm2,平均每年1 830.6 hm2,相当于每年有13.3%的面积的农作物遭受不同程度的洪涝灾害。暴雨洪涝灾害造成农作物受灾面积是随着年代的推移而增加。20世纪60年代受灾面积1 524 hm2占1.7%,70年代受灾面积4 318 hm2占4.7%,80年代受灾面积3 395 hm2占3.9%,90年代受灾面积27 196 hm2占29.7%。进入21世纪以后,暴雨洪涝灾害造成农作物受灾面积猛增,10年间受灾面积55 096 hm2占60.2%。
从表8可知,1961―2010年的50年间,洪涝灾害共造成倒塌房屋9 270间,平均每年倒塌185.4间,相当于50年间每一百人口因洪涝灾害倒塌房屋2.8间(2010年第六次全县人口普查,临武人口数331 871人,人口密度为240人/km2)。暴雨洪涝灾害造成房屋倒塌也是随着年代的推移而增加。进入20世纪90年代后,暴雨洪涝灾害造成居民房屋倒塌明显增加,1991―2010年的20年间,共造成倒塌房屋8 792间,占所有倒塌房屋的95%,平均每年倒塌439.6间。其中1994年“6.16”的特大暴雨洪涝灾害一次就造成倒塌房屋5 000余间,占所有倒塌房屋的54%。
从表9可知,1961―2010年的50年中,洪涝灾害共造成直接经济损失184 548万元,平均每年损失3 691万元。暴雨洪涝灾害造成直接经济损失也是随着年代的推移而增加。进入21世纪后,暴雨洪涝灾害造成直接经济损失猛增,2001―2010年的10年间,共造成造成直接经济损失153 741万元,占所以损失的83%,平均每年损失15 374万元。最为严重的是2002年“8.7”洪涝灾害,造成全县死亡和失踪34人,倒塌房屋229间,造成农作物成灾面积达7 063 hm2,该次灾害造成全县直接经济损失达41 000万元。
7 暴雨洪涝灾害区划评估
根据历年洪涝地质灾害发生地点、人员伤亡情况,考虑地形地貌、植被、人为因素(采矿)等,进行综合分析,对临武县洪涝灾害进行风险区划如下。
Ⅰ类:高山矿区:临武素有有色金属之乡和煤炭之乡的美誉,矿产资源十分丰富,北有香花岭及周边的有色金属矿区,东北部是金江、水东等煤炭矿区。该区域山势陡峻,由于采挖严重,使得地表非常松散,且矿渣尾砂堆积。每遇暴雨极易发生山洪,甚至发生泥石流、塌方等地质灾害,极易造成人员群死群伤。是临武县暴雨山洪和地质灾害重点防范区。
Ⅱ类:河谷地带:人类习惯于择水而居,河流两岸多为冲积平地,土地平坦肥沃,该地区耕地较多、人口稠密,是人类繁养生息和生活的首选之地。武水河两岸的地势低洼地区,包括城关、武水、花塘、南强、土地、汾市和金江、水东的大部分地区。该区域处于武水河及其支流两岸,地势低洼,每遇暴雨就容易出现洪涝,轻则冲毁河堤、淹没农田,重则淹没村庄,冲毁房屋,造成人员伤亡。所以河谷地带是临武县暴雨渍涝灾害重灾区。
Ⅲ类:山区:该地区包括西瑶、武源、大冲、镇南、接龙等乡镇及万水、双溪等乡镇的部分山区。该区域山高坡陡,遇暴雨后,洪水暴涨暴跌,洪水冲击力大,是山洪灾害的重点防范区。
Ⅳ类:丘陵区:该地区包括除Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类的其他乡镇,该区域多丘岗平地,地势较低,耕地面积大,人口稠密,比较容易发生洪涝灾害,但造成人员伤亡事件较少。
8 暴雨洪涝灾害防御措施及建议
洪涝灾害是由暴雨或持续性强降水引发的,洪涝灾害危害的大小,暴雨是直接因素,但人类社会经济活动也起到了推波助澜的作用。随着人口增加和社会经济的快速发展,洪涝灾害所造成的损失也在随之增加。为提高防灾减灾意识,减少暴雨洪涝可能带来的危害,建议如下。
(1)加速气象现代化建设,努力提高暴雨预报准确率和灾害性天气的监测预警能力,加强联防联动,提高防汛抗洪信息的科学综合能力。
(2)合理规划,合理避险,加大全民防灾避灾和抢险救灾的知识教育,不要在河道和行洪区建房、建厂,对在河道、行洪区及易发滑坡、塌方和泥石流的村庄实行有计划的移民。
(3)加强立法和执法监督,实施综合治理,严禁乱采乱挖乱垦,大力治理水土流失,大力施行植树造林、封山育林、退耕还林,增加植被覆盖率,恢复森林水库功能。促进生态环境的根本性好转。
(4)加强水利建设,维护保养好山塘水库等水利设施,疏通河道,加固河堤,提高水库山塘拦洪蓄洪能力和河道的泄洪能力,保持排水畅通,最大限度地减少洪涝灾害可能带来的损失。
参考文献
[1] 秦大河,彭广,刘立成,等.洪涝(全球变化热门话题丛书)[M].气象出版社,2006.
关键词:防洪标准;自然地貌;频率曲线;风险管理
Abstract: the flood disaster since the ancient times are hindering the progress of human society, its very destructive, bring immeasurable loss. This paper first analyzes the zhuji city, zhejiang province about the cause of the flood disaster happened, applying scientific principle, urban flood and draining waterlogging for hydrology of calculation, water gauge, has pointed out the most suitable for the construction security system model.
Key words: the flood control standards; Natural landscape; Frequency curves; Risk management
中图分类号:TV文献标识码:A 文章编号:
按地理条件来讲,诸暨市境地处浙中内陆,属亚温带季风气候区,四季分明,雨水较多,是典型的丘陵山地气候特征。常年平均降水量约1373.6毫米,且分布极其不均,具备发生洪涝灾害的条件,所以应积极做好防洪工作。近年来随着诸暨的城镇化不断发展,经济发展的不断深入,发展新城区是势在必行。新城区的开发正慢慢往那些防洪排涝要求低的方向延伸,而老城区原先的防洪排涝性能不高,随着新城区地不断扩张,使得老城区更容易受到内涝影响。另一方面,现在城市空间呈现出立体感,在一定程度上带给防洪排涝工作新的难题。
一、分析城市易发生洪涝灾害的缘由
1.1受到自然因素影响
诸暨每年降水的变化呈现出双峰型,波动极大,其中三到六月以及九月份期间是多雨的阶段,降水日年均约158.3天,局地性的天气资源丰富,洪涝等灾害频繁出现。一些沿江的地区会由于江水的高度过度高涨而使排水系统受压过大,最终导致涝灾;除此之外其他地区受到暴雨侵袭,其强度甚至会超过原有排水能力,如此一来就会出现洪涝灾害现象。无论从哪一角度追究,这些异常气候时间一长就会形成暴雨,直接造成了城市内涝。
1.2受到人为因素影响
事实上,当地居民不合理、不科学的生产劳动在一定程度上也会引起城市频繁发生洪涝灾害。虽然自然因素直接导致洪涝灾害的发生,但最主要的原因还是人为影响。由于经济的高速发展及人口的膨胀,于是跟森林、湖河抢占土地的使用权,滥砍滥伐,破坏了整个区域的植被,并强行填埋湖泊、河流,使得泄洪渠道不断变窄,内河流道淤塞,进而使得整个自然生态结构遭到破坏,泄洪不畅通,洪涝发生机率更大。在发展城市的进程里,一般由人为因素引起的洪涝灾害现象可能为以下几点原因:①城市拓展选址不恰当;②设定的防洪要求标准不高;⑨人为破坏了防洪排涝的保障设施;④防洪管理力度不足;⑤建设城市时过度使用行洪路段,使得洪涝来临时得不到及时地排放;⑥破坏城市自然水系;⑦过度采用地下水资源,使得地面逐渐沉降。
1.3受到城镇化扩张、发展的影响
城镇不断的扩张,改变了当地原本的自然风貌。慢慢地,城镇化不断发展、扩张,农作物、树木的面积慢慢变小,随之而来的是各式各样的工业区、商贸大厦和居民楼。在一些城市中存在许多不透的水将水滞蓄水的洼地表面进行覆盖。正是因为原来的透水植被以及土壤大面积的被强度较高的不透水铺砌,一定程度的造成了下渗现象以及蒸发速度的显著降低,其产流的速度也在不断加快,其径流的数量也在随之增大,最终的结果就是洪峰时间的提前。同一时间,当地的入渗量在一边减小,就会使得某些地下水的供给量呈相应降低的状态,在干旱时期其河流的基流量势必也会相应的降低。
简介城市防洪排涝在水文水利方面的计算模式
城市的水文水利计算主要是根据水文现象的随机性质,应用概率论、数理统计的原理和方法,通过实测水文资料的统计分析,估算指定设计频率的水文特征值。一般说,运用水文统计方法所依据的样本很少,抽样误差较大,往往不能满足生产需要。因此,不能单纯根据工程所在地点的水文资料进行计算,还必须对计算过程和计算结果进行充分的合理性分析,才能较可靠地求得工程所在地的设计水文数据。 下面简单介绍三种水文水利计算模式:
2.1假设暴雨计算
一般暴雨的降临,就有可能带来洪涝的发生。在那些洪水资料比较匮乏的区域内,通过暴雨可以间接推测、计算出洪水。这是一种最常用的计算方法,也正是因为如此暴雨的设计可以说是保障洪水的计算精度设计中的一个极为重要的环节。因为各种特大暴雨气象出现的条件不是一样的,同时下雨地区的地形也存在着千差万别,因此这些特大暴雨在计算雨量的时空分布方法也是多种形式的,没有一种相对较固定型式来进行。通常情况下是通过统计一地区的历史数据,查询相关的暴雨资料之后取平均时态,又或者是选择相对较恶劣的一个组合情形,将其作为暴雨的时空分布设计依据。现如今的水文计算形式大都是假定当时的降雨以及洪水相同频率,判断暴雨的设计计算结果是否合理,其在很大一个程度上是依赖于暴雨的样本选择和样本的资料审查以及如何选择频率的曲线等等。
2.2产流计算方式
这里提及的产流就是指在各流域里不同径流成分整个生成、整合的过程,通俗点来讲,就是水分处于垂直运行时,因受到各种综合性因素的影响,同样更是再分配降水量的一道工序。下垫面的条件不同其产流机制也会不同,而产流机制的差异会影响到整个产流的发展过程,出现一些不同的径流特色。比如在农村地区大多是以自然的下垫面为基础,现在世界上在自然下垫面方面的产流机制探索条件已经趋于成熟,但是在城市下垫面的组成方面其地域相对较复杂,机制的产流研究也比较少,因此根据产流机制的不同采取的产流模型计算也要因地制宜。
2.3汇流计算模型
它通常是遵循此流域最近一次降雨时的净水量分布规律,推导出流域进出口断层径流量发生的变化数值。汇流的计算方式有很多种,依照流域的蓄泄关系可以划分为非线性以及线性的两种汇流模型。依照输入空间的分布差异可区分为集总和分布的参数两种模型。一般情况下,都是从坡面的汇流以及河网的汇流两方面计算城市汇流数值的。
2011年6月份, 诸暨市发生了1997年以来的最大梅雨洪水,在这次洪水中,诸暨市水文站全体人员按工作分工,不间断地做好流量测验、站点设备维护、水情电文拍报等重点工作,确保水情数据的及时准确上报,为防汛提供决策依据。洪水过后,市水文站又按照水文洪水调查规范,及时开展浦阳江“6・16”暴雨洪水调查,通过现场踏勘洪水痕迹、走访当地居民、实地测量等方式进行实地调查和分析,收集和掌握这次洪水的特性,为分析总结工作提供科学数据。
三、构建防洪排涝措施对应的安全保障体系模型
去年6月份的洪水, 诸暨成为全省受灾最严重的县(市)之一。洪 灾过后,我市痛定思痛, 提出 加快灾后重建,大力实施水利设施三年建设计划 。7月23日, 市委市政府出台 关于加快水利改革发展的实施意见 ,明确今后水利建设目标措施 。9月14日, 市政府制订下发 诸暨市水利发展三年建设方案 , 进一步加快建设步伐, 落实今后3年水利建设任务。计划在今后3年内, 全市安排项目总投资60 73 亿元, 其中 3 年计划投资42 74亿元,第一年度计划投资14 24 亿元,第二年度计划投资14 30 亿元, 第三年度计划投资 4 20 亿元。政府出台的一系列方案、意见为构建防洪排涝的安全保障体系提供了政策支持。
所谓的安全保障指的就是使用一定有效手段,使得生命和财产以及粮食的来源安全可以得到保障。一个城市在防洪排涝方面的安全保障系统主要是说社会对于城市某一个特定的区域或者历史时期条件下需要面对的某些洪涝灾害现象出现时的应对理想策略。这需要在洪涝灾害方面进行适当的科学全面分析,然后进行辨析最后再预测,以此为基础经过工程以及非工程、宣传等各个方面的活动,一步步将城市的防御洪涝灾害能力提升,把这些自然灾害存在的风险降低在一个可接受、可处理的范围之内,期望得到社会全面、可持续发展愿景的实现。
为了可以让城市在防洪排涝方面的安全水平同日益增长的自然灾害安全可以相呼应,我们就必须全角度、全方面地建设一个适合我市洪涝情况的安全体系,使洪涝灾害的风险掌握在人们可接受的一个范围之内,这样可以使得社会可持续发展的经济得到保障。以风险的管理角度来看,建设城市全方位的防洪排涝保障安全体系需要遵循八个原理:
首先就是要降低由洪涝灾害带来的风险;其次就是要对洪涝灾害带来的风险可以有能力回避;第三就是可以分担灾害带来的风险;第四就是要适时增加抗御灾害的能力;第五就是增强灾害来临时的承受力;第六就是避免一些人为的灾害;第七就是加强在灾害预警方面的能力;最后一点就是加强对灾害的应对能力。
四、结语
综上所述,安全保障体系其实就是一个复杂、综合的系统,特别针对城市化建设,不但可以起到普通防洪排涝的安全保障作用,还能综合城市化建设的众多影响因子。可惜遗憾的是,虽然有关水文水利的理论都已步入成熟的正轨,可在计算成果的根基上研究防洪排涝安全保障体系的却少之又少。由此可知,今后应在安全保障研究方面做更多的努力。
参考文献:
[1] 吕旭东,刘磊. 城市防洪应急预案编制应注意的几个问题[J]. 水利科技与经济, 2011,(01) .
关键词:农业气象;农作物;影响
我国是农业大国,农业经济是国民经济的重要组成部分。干旱、洪涝以及冰雹等极端天气会对农业生产造成直接影响。伴随着科学技术的进步与发展,我国气象事业呈现出发展迅猛的趋势。现代农业气象服务体系已经逐渐实现完善的目标,成为农业生产重要的手段。农业生产的不断提高对农业气象提出新的要求与挑战,为提高气象服务的质量,必须与时俱进,实现对气象事业的不断探索,这对农业生产的顺利进行有极大的促进作用。
一、农业气象对农作物的影响
1.冷冻灾害对农作物的影响
冷害以及冻害是农业气象灾害中冷冻灾害的主要组成部分。冷害是一种发生在除冬季以外的气象灾害。主要是农作物在生长期间温度不够而引起。霜冻以及寒潮都是冻害的主要表现形式,一般发生在出夏季之外,地域性教强势冷冻灾害的明显特征。
2.干旱灾害对农作物的影响
干旱对农作物的影响一般表现为以下两种形式,分别为土壤干旱以及大气干旱这两种干旱都会导致农作物内部水分出现大量流失的现象,同时补给速度远远小于流失速度,这也是影响农作物体内水分严重失衡现象出现的主要原因之一。农作物光合作用降低以及呼吸作用减弱的现象都是有上述原因引起,这不仅对农作物的正常生长有阻碍作用,同时会对农作物的产量进行大幅度的降低。
3.洪涝灾害对农作物的影响
洪涝灾害是农业气象灾害中仅次于干旱灾害的第二大气象灾害,一般可分为洪灾、涝灾和湿灾3种。降水是引起洪涝灾害最常见、影响最大的因素,特别是夏季降水。一个地区一旦出现连续降下暴雨或者特大暴雨,农田就会出现大量的积水;或者由于暴雨引起河水上涨、堤坝决堤,洪水大面积淹没了农田。如果这种势态无法有效控制的话,就会造成r作物大量死亡,从而导致减产甚至绝收。随着全球气候出现异常变化,洪涝灾害出现越来越频繁,并出现逐年增加态势,仅2016年洪涝灾害对安徽省造成的经济损失就达250亿元,其中农业损失为93.6亿,严重妨碍了我国农业经济发展和农民的生产生活。
4.冰雹灾害对农作物的影响
冰雹对农作物的影响是很大的,一般来说,对刚出土不久的幼苗来说,冰雹的砸伤可能造成全面死亡;对于成熟的农作物造成的影响有时候是毁灭性的,特别是果实类的农作物,造成果实砸伤或掉落、果树破裂,直接影响了农作物的经济效益;冰雹对设施农业也会造成严重影响,比如大棚水果和蔬菜,在遭受冰雹之后,大棚设施遭到破坏,从而对大棚内的水果和蔬菜造成影响,给农民带来严重的经济损失。
二、预防和缓解农业气象灾害对作物产量影响的策略
1.预防冷冻灾害的措施分析
防御农业气象灾害的重要措施就是建立完善的灾害防御体系。对于冷冻灾害要充分利用现在先进的气象分析设备,时时做好气象监测、气象分析、预报预警和服务应急准备工作,并要建立完善的应急预案和应急机制。同时还要对灾害影响进行科学的评估,为制定冷冻灾害防御方法提供有力的数据支持。农业人员也要大力向农民推广有效的增温助长制剂,比如“天达2116”。冻灾发生之后,及时喷洒“天达2116”的农作物就会得到很大程度的修复,而没有喷洒的就会减产或者绝收。
2.预防干旱灾害的措施分析
要缓解和治理干旱灾害,就要做到水资源的优化配置。修建跨流域调水工程是一个强有力的手段,这是一种积极有效的远距离调水措施,可以人为地从有多余水的流域向缺水流域大量调水,有效弥补缺水地区的水资源,从而实现水资源优化配置。要缓和流域内的季节性缺水,可以兴建一些小型灌溉工程,在雨水丰沛时期把雨水蓄藏起来,便于干旱期灌溉之用。这些工程还可以结合养殖、发电、航运等等开展多种经营,从而促进和活跃受水地方的经济。除此之外,还可以实时监测自然云的情况,有条件的话就实施人工降雨来缓解或者解除干旱地区的缺水问题。
3.预防洪涝灾害的措施分析
针对洪涝灾害,也要建立完善的灾害防御体系,做好气象监测、分析和预报。在强降水来临之前就要做好预报工作,并通知、指导农业有关部门及时做好采收已经成熟的农作物工作,从而降低给农民带来的经济损失。对于不耐涝的农作物要做好田间的清沟沥水工作,保证土壤的疏松透气。对于水稻等农作物也要修好田间的排水沟,在暴雨来临之前把田间的积水及时排出去,而且好的排水沟也可以防止强降雨过后形成的内涝。修建水利设施和建造高标准的防洪工程也是必不可少的重要手段。
4.预防冰雹灾害的措施分析
长白山区、青藏高原和祁连山区是我国的多雹地带。要想减少冰雹灾害,就要想办法破坏冰雹云的形成条件。最有效的办法就是多种植被来增加森林面积,改善地貌环境。其次,做好冰雹云的识别、认清冰雹主要活动路径工作,并及时预报预警,在冰雹来临前就把成熟的农作物及时抢收。同时要指导多雹地区的农民多种植抗雹且恢复能力强的农作物。再次就是人工防雹,也就是干扰和破坏冰雹的形成,防止冰雹的生成。目前的方法就是利用高炮或者火箭把碘化银粉末与红磷的混合物送入冰雹云层,产生的冲击波可以使小水珠合并成大的水珠,从而形成雨滴降落到地面。
三、结束语
良好的气象条件是农业生产顺利进行的重要前提和因素。对于目前的气候变化,气象灾害越来越频繁,因此气象部门一定要高度重视农业生产中的天气变化,重视极端天气对农作物生长和生产的影响;我国农业生产得到了快速的发展,本文主要从气候对农作物生长的影响开始分析,从各项气候因素对农作物生长的影响进行了讨论,着重分析了水、光照、温度这三个因素的影响,并根据水热协调,对我国气候对农业的影响进行了分析,也提出了一些可行性的建议。
参考文献:
[1] 张海燕,张丹.湖南省怀化市农业气象产量预报对农业生产决策与粮食计划制定的影响及作用[J].北京农业,2016(6).
【关键词】城市洪涝 预警评估 系统 经验
【中图分类号】P333.2【文献标识码】A【文章编号】1672-5158(2013)07-0442-01
1、前言
洪涝灾害一直是城市主要灾害之一。多年来我国许多城市不断遭受暴雨、台风等不利气候的危险,发生了暴雨淹城的情况,给当地经济和群众生命财产造成了损失[1]。针对严峻的城市防洪排涝问题,各发都给予了高度的重视,并结合实际情况制定对策,认真解决这一重要的民生问题。水利部在948项目中推荐引进英国Wallingford公司研发的“2D城市洪涝与流域汛情风险预警评估系统”(FRMFS)[2],以期通过非工程防洪措施提高洪涝灾害预警预报的准确程度。
2、FRMFS简述
FRMFS是国外最先进的城市洪涝风险预警评估系统之一,它率先将信息技术、网络技术、水环境工程及资产管理融为一体;实时链接水文与气象数据,以内嵌的完整水文水力模型为基础,对城市洪涝灾害进行实时预报预警。它结合地理信息及复杂的地形地貌资料,采用2维洪水演进模型评估城市洪涝灾害的风险、影响范围及影响程度,帮助管理者快速准确地制订区域防汛调度或应急措施,为公共报警及事故应急措施的运用提供决策支持。系统充分应用已有的水文水动模型,甚至经验模型,综合降雨径流模块以及模型转换、经济分析等各个模块。利用Web实现不受地域限制的远程洪水调度决策;系统支持局域网及广域网内不同权限的多用户访问,远程用户也能够在线驱动水情预测模拟并决策信息。
FRMFS的特点之一是雷达降雨采集,它可以根据地形,对站点周围半径200km以内的降雨进行测量。传统的实时洪水预警方法注重主要河流,适用于洪水波运行时间较长的情况;而该系统可针对小河流,特别是地形险峻或者城市化程度很高的区域,洪水波的形成时间很较快情况,采用雷达技术记录降雨信息,反复地用新雷达数据进行更新迭代,在水文模型支撑下预报局部产流,为小流域或城市排水系统提供有效的洪水预警预报。
系统采用1维水力模型(城市排水管网/流域河网水力模型)确定洪水出现的位置,采用2维引擎结合地形在更详细的局部范围内真实地确定洪水淹没范围、水深及流速,实现了二个分析引擎的完美结合,为洪水风险分析和灾害评估提供准确的评判依据,使计算成果更加合理,精度更高。
3、大型城市应用情况
除了在英国本土多个城市应用了FRMFS外,比利时等国都有应用的成功案例,但这些城市的共同特点是建筑结构整体规划合理,政府在城市防洪排水方面投入的资金量大,城市地下管道和河渠排水畅通,防洪排水调度水平高。
西班牙几个城市的经济情况、城市建设和FRMFS的应用环境与我国部分城市相近。该国一直应用FRMFS并进行了二次开发。在我们的考察过程中,FRMFS研究机构负责人Eduardo Martínez先生与技术工程师Adela女士介绍了FRMFS引进应用情况,演示了马德里市的应用成果,证明FRMFS引进是成功的。
在我国,上海市于2006年引进了该系统,2008年完成试用,提交了总结报告。对其成果的评价是:需要进一步加强实践跟踪工作,在实际系统的开发和运行过程中,不断验证设计的正确性,逐步完善。显然,FRMFS在上海的应用效果并不理想。分析相关的资料,可以发现其原因主要是系统对数据的要求比较高,大型城市需要输入的各种数据量巨大,往往会因为一个离散数据或不符合的边界条件,导致方程无法收敛,运算时间过长。由于洪涝汛情风险预警的紧迫性,该系统无法满足用户对于成果时间上的要求。同时,上海地下排水管网和地面高程数据等原始资料尚不能适应系统要求。本项目原计划在杭州市应用,也是由于数据问题未能实施。可见, FRMFS在我国大型城市应用有待进一步探讨。
4、中小城市应用实例
本课题主要是在分析大型城市应用FRMFS的经验和教训基础上,重点研究我国中小城市的适用性,项目组经过三年多对系统的引进、消化、吸收和二次开发,成功地在浙江省金华市进行了试点应用,证明了在基础数据比较好的中小城市该系统是适用的。
金华市面积约2000km2,人口90余万,每年的台风、暴雨常常造成市区的洪涝灾害,主要原因有三个:一是自然条件。金华市位于金衢平原,城市地面高程与附近的河流水位接近;周边山地暴雨形成的山洪汇流快,迅速进入主城区河道。城市周围河流水位暴涨时,的大部分江河水位偏高,致使城区的排水泵闸不起作用,无法有效排出涝水。二是在市区发展规划时缺乏对地面和地下排涝设施的整体设计,城区蓄排涝设施标准低、能力差,河道宽度不足,设计过水流量不够,排水通道不畅。三是由于市区迅速地向周边扩展,先前的大部分市郊农田和水面已被不透水的结构覆盖,滞蓄洪水的能力基本丧失。一些原有的排洪通道被填堵,致使整个城市排涝不顺。
从以上的情况看,金华城区的状况与国内许多中小城市相似。
试点项目的输入数据有1:500的现状地形图和数字高程模型,完整的地下管网、河流和街道等实测数据,计算区域地面标高在35m~60m区间,概化节点近2874个,管网长度约79km,子集水区2715个。计算中对边界约束根据实际情况作了部分修正。软件提供方在系统内嵌入了当地的水力计算经验模型,并与系统原有模型溶合。最终计算成果与实测数据比较校验,水位、洪量、历时等误差均在5%之内,满足应用上的要求。
金华市应用FRMFS的成果特点体现在:在国内率先实施了中小城市FRMFS整套技术解决方案;集成了城市空间基础信息、灾情分析与评估、实时水雨情、工情等数据库以及分区域、分专题的综合信息管理;在应用中,成功地结合了当地的降雨量-水深模型,能有效地直接利用现有地理高程数据分析确定洪涝影响范围,并能根据不同用户的需要直观形象地展示可能发生的雨涝淹没范围、淹没水深等,定量地分析各种受洪涝影响的专题信息,预测城市雨涝蓄水量及损失程度;同时,在分析灾情现势性后,列出可能的排涝方案,代入分析模块,得到最优解决方案。
金华市引进和实施FRMFS,大幅度降低了防汛预警系统的建设成本,缩短了开发时间。系统的应用改变了全市洪涝汛情风险预警评估以手工作业为主的局面,提升该市洪涝汛情风险预警和评估的科学性、合理性和可操作性,满足了各级防汛指挥部门的工作需要,也为全市社会经济的可持续发展提供了保障。FRMFS应用存在的问题是:基础资料收集困难、约束限制条件比较多。
5、结论
FRMFS是目前国际上最先进、应用最广泛的城市洪涝与流域汛情风险预警评估系统之一,虽然在我国大型城市应用还有待于进一步研究,但实例表明,其在我国中小城市的应用是可行的。该系统不仅能应用于中小城市区域洪涝灾害的预测评估,为政府实施防汛指挥决策提供科学依据,还可应用于城市排水系统改造、新建城区排水系统的规划设计。
参考文献
[关键词]原因分析;地理综合题;因果关系;探究式教学
[中图分类号]G633.55[文献标识码]A[文章编号]16746058(2017)10009502
原因分析型地理综合题是地理课本和试卷中经常出现的问题,需要学生对某个地理事物或现象进行原因分析,一般以“试分析……(自然或人文现象)原因”形式设问。该试题命题对象多种多样,能力要求设定灵活,而且能考查学生分析地理事物间的因果关系等的能力,在高考综合题中所占比重较大,能力要求较高,是决定考生能否取得高分的关键性题型。因此,在教学过程中有必要指导学生了解原因分析型地理综合题的特点,并掌握解答的方法与技巧。
一、典型例题
【2016年10月选考卷】29.阅读材料,完成下列问题。(15分)
材料一:青海湖是我国第一大内陆湖,湖面海拔3196米。湖区全年风力较强,冬、春季节多大风,主导风向为西北风。图1为青海湖流域略图。图2为图1中甲区域沙地分布图。图3为湖区某地气候统计图。
(1) 指出甲区域沙地的主要沙源地,分析甲区域沙地的成因。(8分)
[参考答案]沙源地:河谷及三角洲,湖岸。(2分)成因:①河谷宽广,三角洲面积大;湖泊面积不断缩小,湖岸带变宽,沙源物质丰富。(2分)②西北风经过湖面,尤其冬季湖面结冰,使风力增强,有利于风沙输送。(2分)③受甲区域以东山地(日月山)阻挡,风速减小,有利于风沙堆积。(2分)
从2016年10月卷第29题第(1)题的得分情况来看,总分8分,全省考生平均得分为1.92分,平均得分不到总分的四分之一,可见许多考生在解答此题时遇到了困难。在高考试卷中此类题型确实有一定的难度,而且此类题型分数比重一直较高,教师在平时教学中有必要指导学生了解该题型的难点,提高解题的能力。
二、原因分析型地理综合题的主要难点
1.问题取材广
问题中需要分析的地理事物或现象覆盖面广,既有自然地理事物,也有人文地理事物,而且试题取材往往密切联系区域地理。学生在学习中要对各种地理事物的特征有所了解,而且同一种地理事物在不同的区域背景下的原因又不尽相同。
2.能力要求高
问题解答一般要根据材料进行分析,突出考查四项能力。首先解答此类问题先要认真审题,正确理解设问(考查获取和解读信息的能力),其次要从试题材料中获取各种有效信息,再利用平时学得的地理原理和地理规律准确推断和探究(考查调动和运用知识的能力、论证和探讨问题的能力),最后要用简洁的语言,准确合理地表达(考查描述和阐释事物的能力)。
3.答案难答全
根据自然环境的整体性可知,多因性是地理学科的一大特点,所以在分析原因r很难做到全面,从而影响得分。例如海啸的发生既可以是海底地震、火山爆发、大滑坡、大塌陷等地质构造变化引起,也可以由海上的飓风、台风等引发,另外,小行星撞击海洋也会引起海啸。学生书面表达能力薄弱也会影响得分。
三、针对原因分析型地理综合题的教学策略
1.重视概念学习,把握地理事物的本质特征
原因分析型综合题要分析的主体是地理事物和地理现象,而地理概念是对地理事物和现象本质属性的概括和说明。学生如果对地理概念学习不够重视,容易造成概念上的混淆或者地理事物或现象的理解错误,也就无法正确地进行地理思维。所以正确地理解地理概念是进行判断、推理与论证的基础,也是解答原因分析型综合题的前提。例如只有对“矿物、矿产、矿石、矿藏”四个概念有正确的认识,才能把相关的试题做好。教师在平时的教学中要重视地理概念教学,也要用适当的方法帮助学生掌握地理概念。一般常用的方法有:
(1)观察法。对于一些概念,可以通过实际的观察来把握相关事物的本质特征,如到野外实地观察地质构造或者通过图片、多媒体资料了解褶皱和断层,通过测量太阳高度实验来理解和区分太阳高度和正午太阳高度等。
(2)抓关键词法。抓关键词法就是要找出概念中的关键词。例如,自然资源是指存在于自然界,在一定的时间条件下,能够产生经济价值以提高人类当前和未来福利的物质与能量的总称。可通过关键词“自然界”、“经济价值”、“物质与能量”来把握该概念。
(3)比较法。对于一些近似的、矛盾的、有包含关系的概念,可以通过比较的方法提高学习效率。例如:暖锋和冷锋、内力作用和外力作用、人口容量和人口合理容量等概念,只要掌握其中一个,便可推出另外一个,从而提高记忆的效率。
2.注重课堂探究学习,把握地理事物因果关系
有关地理事物因果关系的知识是地理课堂教学中的重点和难点。学生如果不理解基本的地理因果关系知识,不但会影响后续的学习效果,还会给解题带来障碍。高考地理综合试题无论是区域背景的选取还是问题的设置都是较新颖的,在课堂教学中难以找到和高考一样的题目,学生只有扎实地掌握基本的地理事物因果关系知识,才能解答好原因分析型综合题。
地理因果关系知识分为一因一果、一因多果、多因一果、多因多果等。教学的方法要么从因到果,要么由果及因。教师要根据学生的地理认知水平和知识特点采用不同的教学方法,一般的教学方法是探究式教学。探究式教学以解决问题为中心,注重激发学生主体参与意识,让学生通过相关问题的探究来获得知识,注重培养学生的综合分析能力、获取有用信息的能力、创造性的思维能力等多种地理学习能力。以湘教版地理必修一第四章第四节《自然灾害对人类的危害》中的活动――探究淮河流域洪涝灾害频繁发生的原因为例,基本的教学程序如下:
(1)创设情境,激发兴趣。湘教版地理必修一第四章第四节《自然灾害对人类的危害》的活动――探究淮河流域洪涝灾害频繁发生的原因,教材提供了淮河流域水系分布图和文字材料。教师引用课本或课外的实例,用文字、图片等方式,以激发学生探究兴趣为目的,创设一个情境。
(2)呈现问题,明确目的。学生根据教材提供的一幅淮河流域水系图和一段文字材料,提取有价值的信息,用于分析淮河流域洪涝灾害频繁发生的原因。师生共同分析、整理、归纳资料,明确探究的问题。
(3)引探究,思维碰撞。淮河流域发生洪涝灾害的原因非常复杂,学生在探究时可能会遇到困难,教师应根据学生遇到的困难适当给予帮助,使学生能顺利完成探究。如:通过简单的演示让学生明白洪涝灾害发生的机理。让学生去探究洪涝灾害发生时来水、退水和河道容量跟哪些因素有关。当然,教师要根据学生的学情适当提示,力求让学生自主探究。
学生通过独立探究或小组合作,通过讨论、实验、观察、演示等方式获得地理基础知识,发展地理应用能力,形成独立探究、思考的习惯。教师适当地辅助,引导探究方向,保证探究活动顺利进行。
(4)成果展示,评价总结。让学生写出答案,找几个典型的答案师生一起评价,最后教师展示参考答案。师生一起将探究的成果以书面的形式进行展示,并对成果进行评价、验证,使学生掌握新的知识。
(5)课后延伸,拓展探究。让学生分析孟加拉国洪涝灾害多发的原因。教师设计新的情境就该问题或类似问题让学生进行探究。这样学生不但巩固了知识,而且进行了深入的学习。
3.关注书面表达训练,减少考试失分
原因分析型地理综合题的答案与其他地理综合题相比,除了条理要清晰、表达要准确、描述要完整外,最突出的特点是更加重视推理的逻辑是否严密。例如本文典型例题中给出的答案总共分为三个方面的原因――沙源物质丰富、风沙输送、风沙堆积,且答案对三个方面原因的子原因分别进行了陈述。首先,三角洲和的湖岸面积大导致沙源物质丰富。第二,风力强劲,有利于风沙输送。第三,受山脉阻挡,风力减小,最终使风沙堆积。可见答案描述时要呈现正确的因果联系,但从实际情况来看,学生普遍存在表述不够完整、逻辑不够严密的情况。因此教师要有针对性地加强对学生这方面能力的训练,减少答题失分。
首先,教师要注重教学语言的锤炼,起到良好的示范作用。教师的语言是传递知识的桥梁,教师语言因果联系是否正确,表述是否条理清晰,对学生的答题有较大的影响。这就要求教师在语言表达中尽量少犯错误,特别是讲到重难点、关键知识点或讲解结论的时候。
其次,教师要重视原因分析型作业题的设计,及时反馈作业结果,提升学生答题能力。该题型作为高考重点题型,教师在设计作业时应力求该题型数量上适量、内容上鲜活、难度上适中。另外,教师要及时反馈作业结果,让学生了解自己答题的不足,及时改正答题中的缺点,提高作业的效果。但是由于教学任务重等多种原因,教师在批改作业时不一定能及时批改,教师也可以采用多种批改作业的方式。例如,教师与学生面对面批改,及时有效地反馈作业中的错误。另外也可以让学生互批作业,让学生观察其他同学存在的问题。这样也可以提高学生判断分析问题的能力。此外,自我批改也是一种既能减轻教师负担也能让学生自我检查的方式。