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洪水灾害的成因

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洪水灾害的成因

洪水灾害的成因范文第1篇

【关键词】水灾成因;减灾措施

中图分类号:TV87 文献标识码:A 文章编号:1006-0278(2013)04-129-01

在自然灾害频发之际,如何将暴雨、大潮等自然现象造成的灾害降到最低程度,又一次成为我们迫切要解决的重大课题。因此,文章对水灾成因做了一些分析,并根据实际情况及水利发展的实践,对减灾措施进行了探索。

一、我国水灾成因分析

(一)我国水资源分布不均匀

我国幅员辽阔,河流众多,降水在季节分布上,很不均匀。我国大部地区夏秋多雨、多洪涝。全年的降水量大部集中在夏季湿润高温的时期,且多以暴雨形式出现,所以容易形成洪涝灾害。

(二)河流出现严重的不通畅现象

在我国近几十年的迅速发展中,一些主要江河由于各种人类活动,其自然功能正在或已经退化。很多河流失去有关通航方面的治理,进而引发了严重的河流不通畅问题。在很多的城区,一些防水工程已经有部分老化,其抵御洪水的能力几乎为零,一旦连连暴雨,洪水淹城则不可避免。

(三)防洪涝潮能力弱

我国多数城市防洪工程还在建设之中,许多城镇防洪标准还很低,且病险水库不断出现,如遇到台风暴雨,险象环生,很难发挥其防洪作用。由于城市化建设,渗水性能良好的土地大大减少,加上城市排水系统还不够不完善,地面径流增加,积水难以排放,容易积涝成灾。此外测报和预警还不能完全达到及时、准确的要求,在防灾减灾中往往起不到预期的作用。

(四)我国天然湖泊及湿地面积迅速减少

资料显示,中国现存湿地总面积虽然居亚洲首位,占到国土面积的3.77%,但这个数据远远低于全球湿地面积占陆地总面积的6%的平均水平。众所周知,天然湖泊对江河的水位具有调节能力,湿地有很强的蓄水防旱等能力。现在湖泊和湿地面积的迅速减少,严重的降低了江河抵抗洪水的能力。

二、减灾措施探索

根据以上的分析,我国水灾原因包括自然原因和人为原因,完全消除水的灾害是不可能的,我们只能以最大的努力把水灾损失减少到最低程度。

(一)加强水利基础设施的建设与维护

我国从1949年建国以来,就一直很注重水利基础设施建设,尤其是对大江大河的治理,但从近两三年洪水爆发的集中点看,我国对中小河流的治理还有不足,水利设施陈旧,防洪标准偏低。因此,要进一步加强中小河流的水利基础设施建设,对病险水库等科学选择工程加固方案,适时对一些消除了病情险情的水库进行加高加固扩容,增强蓄防洪能力,并每年定期进行检查,特别要汛前排查,防范于未然。

(二)逐步完善防洪减灾体系

针对河流所在的地区应采取不同的措施,逐步完善防洪体系。例如,在具有山区特点的河流,以工程措施为主,采取修建中小水库、淤地坝、堤防护坡等多种形式,但要防止盲目修建堤防,以免抬高洪水位,加重水灾;由山区进入丘陵平原区的河流,宜采取以生物措施为主的治理方式,退耕还林,植树种草,稳定河道,保护两岸土地资源;处于平原区的河流,可采取生物措施与工程措施相结合的河道治理方针。同时,要进一步加强洪水预报、预警系统的建设,以便尽可能地降低洪灾损失。

(三)在流域内开展水土保持工作

尽管我国近几十年植树造林工作取得了辉煌的成果,但总体来说,水土流失现象仍然很严重。在流域内开展水土保持工作,增加浅层土壤的蓄水能力,可以延缓地面径流,减轻水土流失,削减河道洪峰洪量和含沙量。该措施对减缓中等强度洪水的作用非常显著,对于高强度的暴雨洪水,虽作用减弱,但仍有削峰滞洪作用。

(四)恢复湖泊对洪水的调节能力和湿地的蓄水能力

内陆湖泊具有调节江河流量的作用,有利于生态平衡。因此,要以维护湖泊生命健康和建设资源节约型和环境友好型社会为目标,以预防保护、综合治理、生态修复相结合,实施严格的水资源管理制度,科学合理地开发利用湖泊资源,严格规范和约束人类不合理的活动,遏制湖泊萎缩和退化趋势,全面改善湖泊生态系统,让湖泊休养生息,恢复生机。同时加强保护湿地生态系统,遏制其迅速减少势头。

洪水灾害的成因范文第2篇

【关键词】公路工程;路基;水毁;防治措施

随着社会经济的不断发展,人们生活水平不断提高,对交通运输事业的建设也提出了越来越高的要求。在公路建设中,在一些容易受到洪水灾害的路段,受到各方面因素的影响,公路路基容易发生水毁的情况,水毁会导致公路的使用功能受到严重影响,甚至还有可能造成交通中断,并发生严重的安全事故,因此必须对此予以高度重视。

1 公路水毁的类型与成因

公路建筑在使用的过程中,受到水力的影响,可以遭受水毁与水害。其中水毁指的是受到洪水冲击而发生不同程度的损坏,而水害则是由于洪水造成的经济损失。造成公路水害的主要原因包括一些几方面:由于洪水淹没导致公路交通阻断;小桥涵、由于泥沙堵塞导致路基边沟堵塞,如果不疏通将会造成严重后果;随着泥沙的淤积导致道路不畅。而公路水毁就表现形式而言,具体包括路基沉陷、路基坍塌、桥涵破坏以及防护与加固工程损坏等四种,具体阐述如下:

1.1 路基沉陷

路基沉陷指的是垂直方向上的路基发生严重的沉降,并发生不均匀的下陷,导致局部路段的基层遭到破坏,进而损坏路面,影响公路的使用功能。例如水泥混凝土路面短板、沥青混凝土路面坑槽、龟裂等等,这些病害会导致路面性质质量下降,对行车安全造成不良的影响,情况严重时还会导致交通阻断。关于路基沉陷的主要原因,具体有:

第一,填方路段没有选择合适的材料,在施工过程中碾压厚度过大,压实度不足;第二,没有选择合理的路基结构组合,存在严重的弯沉现象,路面的防水性能偏低,路基有雨、雪水的深入;第三,没有采用合理的路基排水措施,导致积水产生于路面与边沟;第四,排水与防护措施不到位。

1.2 路基坍塌

路基坍塌指的是路基土体后者沿线山体受到水的作用而软化,有的边坡坡度较大,并且没有支撑,对于这种情况,由于自身重量产生了大于粘接力与摩擦力的剪切力,进而导致土体沿着松动面下坠并散开。路基坍塌会对路基的整体性造成破坏,使路面的通车功能受到不利影响,情况严重时还会中断交通,这种水毁病害造成的影响比较严重,其成因主要包括包括以下几方面:

第一,排水措施不合理,导致路基受到冲刷的可能性较高;第二,路基边坡图纸松软,坡度过陡,并且一些防护措施也不到位,例如挡土墙等等;第三,路基土质差,岩石受到严重的风化作用,一旦受到水的影响就会出现软化的情况。

1.3 桥涵破坏

桥涵破坏指的是在爆发山洪的情况下,由于洪水的冲击导致桥基被冲刷淘空,进而导致桥梁稳定性受到破坏,或者损毁涵洞。关于桥涵破坏的成因,具体包括以下几点:

第一,没有选择正确的涵洞,或者涵洞孔径偏小,导致排洪要求得不到满足;第二,没有处理好涵洞进口,在进行泄洪的过程中导致导致洪水的流向发生偏差。

2 水毁路基稳定性的影响因素

2.1 孕灾环境

孕灾环境就是指产生洪水灾害的环境需要的必要条件,具体主要分为两种,即自然条件与社会经济条件。自然条件主要有气候、地址、地貌地形、水文特征以及植被等因素;社会经济条件则有人口密度、城镇与工业设施分布情况以及社会经济的发展水平等。受到这些因素的影响,使得路基稳定性遭到损坏,进而影响公路的使用效率。

2.2 致灾因素

公路路基水毁灾害主要是由于洪水引起的,因此,公路路基水毁致灾因素与洪水灾害因素有着很大的关联。通常通过洪水灾害的类型与剧烈程度来反映这些因素。例如水灾类型、水灾规模、水灾强度、水灾波及到的范围以及水灾等级等等。

2.3 承灾体

在公路工程建设中,路基与防护工程是主要的承灾体。如果发生水毁,那么就会严重影响到公路路基的稳定性,并且导致其发生不同程度的损坏。而路基自身稳定性不足以及防护工程不到位则是公路工程水毁发生的直接原因。

3 公路路基水毁防治措施

3.1 路基沉陷防治措施

关于公路路基沉陷的防治措施,具体有:第一,对于相对软弱的地基,如果需要进行公路工程建设,在修建公路的过程中就必须采取加固措施来提高路基的稳固性。具体方法有换土法、掺石灰法、石灰桩法等等,这些加固方法能够有效提高路基强度,并于设计要求相符合;第二,在路基设计的过程中,对于采用不同透水性的土的填筑方式是极不合理的,在路基填筑中应采用具有良好级配的砂性土,如果在路基填筑中的确需要使用不同透水性的土,那么应在路基填筑下层选择具有较强透水性的土,而上层则采用透水性不强的土;第三,沿河路堤、河滩路以及桥头引导等部分由于受到水的长期侵蚀,因此必须采取一定的防护措施,例如设置堤岸、护坡等等。

3.2 路基坍塌的防治措施

关于路基坍塌的防治措施,具体有:第一,山区公路使路基坍塌的高发区,对于这些公路建设,应在选择路线时尽量避开水文地质不良的地段,并且为了减少路基外侧填方,最好采用台口式路基;第二,必须在路堑进行边沟的设置,如果路堑比较场,那么可以进行纵坡的设置,如果需要较大的纵坡,并且可能受到冲刷的影响,那就要采取加固加深措施,或者采用跌水急流槽等设施;第三,对于开挖段或者半开挖段,必须确保两侧山体坡度开挖到位,如果情况允许,就要进行碎落台的设置,这些地址不良的路段并需采用一定的防护措施,例如喷铺加固,如此才能够使山体滑坡以及泥石流等灾害得到有效防止。

3.3 桥涵破坏的防治措施

关于路基坍塌的防治措施,具体有:第一,如果是山区沿溪线公路,通常每个一段距离就需要进行涵洞的设置,这个距离大约为300m,一般情况下,需要在凹入曲线顶部以及纵坡的陡缓边坡处进行设置,此外,涵洞还应设置在穿越村庄的路段,以此才能够使村庄地面排水得以实现。对于直径超过100cm的钢筋混凝土管涵以及墙身高超过100cm的钢筋混凝土板涵,也需要设置涵洞。针对山区公路,设置涵洞是为了实现正常排水,同时还有输沙的目的,对于涵洞孔径过小,或者是被流沙与杂物堵塞,采用人工清淤的方法往往难度较大,并且还会减弱涵洞的排水功能,如果爆发山洪,就很有可能冲毁涵洞;第二,桥梁建设除了需要保障其安全性,还需要对水流情况进行考察与分析,进行导流坝等调治构造物的修筑,确保在设计洪水位情况下不会冲毁桥梁;第三,加强桥涵的日常养护工作,确保桥涵排水状态达到最佳。

结束语

综上所述,公路路基水毁会严重降低公路的质量,影响到公路的使用效率,甚至可能造成严重的交通安全事故。因此,必须对公路路基水毁防治予以高度重视,围绕这一灾害展开深入的研究,细致分析水毁产生的原因,并提出有效的防护措施,实现对公路路基水毁的有效防止,为提高公路使用质量提供强有力的保障,进而促进我国交通事业的建设与发展。

参考文献

[1] 李莉.浅谈公路水毁的成因与防治[J].公路,2004,(5):179-182.

[2] 管彦东.公路水毁路基稳定性分析及防治措施[J].大科技,2014,(31):253-254.

[3] 王云.公路水毁的成因及防治措施[J].建筑工程技术与设计,2014,(15):385-385,389.

洪水灾害的成因范文第3篇

关键词:G108;陕南;自然灾害;调查;防治对策

中图分类号:U416.14文献标识码:A

Investigation and protecting strategies for natural hazards in southern Shaanxi segment of G108

Abstract: In order to mitigate the influence on highway traffic of natural hazard, the Zhouzhi, Foping and Ningqiang segments of G108 are studied by investigation and theoretical analysis. The main environmental conditions, such as geological structure, rock properties, river characteristics and groundwater, are identified. Also, 27 disaster points, including collapse, landslide, mudslide and heavy rain flood, are investigated, among which, the seven larger disaster points with complex causes were studied in detail. In the end, protecting strategies are put forward from aspects of line selection, process controlling and engineering controlling. This research can be used for prevention of highway natural hazards in Qinling-daba Mountain of southern Shaanxi.

Keywords: G108; southern Shaanxi; natural hazards; investigation; protecting strategies.

中图分类号:U415

概述

由于特殊的自然环境条件,G108陕南段高填深挖较多、路线展布困难,加之降雨充沛和人类活动强烈,沿线自然灾害发育,给公路的正常运营带来了很大困难。2012年7月22日,暴雨导致G108线宁强段发生大面积山体滑坡,2万m3的山石将路面掩埋,造成交通中断,经公路管理部门连续作业,道路在中断27h后才被抢通,受阻车辆得以单向通行。因此,加强G108陕南段自然灾害防治工作势在必行[1]。

G108陕南段总的特点是道路等级低、路面和线形比较差、转弯半径比较小、长大纵坡比较多、沿线灾害发育,造成山区公路行车隐患比较多,经常发生交通事故[2]。对上述路段灾害类型及特点进行实地调查,结合陕南秦巴山区主要环境特征,提出公路灾害防治措施,对减轻灾害破坏和损失有重要的现实意义。

1 陕南秦巴山区主要环境特征

1.1 地质构造

调查区域为秦岭~昆仑巨型纬向构造的一部分,主体是东西走向的强烈挤压带,由一系列压性断裂和紧密褶皱构成。山系和新生代构造凹陷相间出现,圈层构造地貌清晰,新构造活动明显。中新生代断凹有十余个,沿长期活动的断裂带分布,在一定地区有等距性,这种分布受南北向挤压产生的剪切活动控制。新构造运动强烈,侵蚀、剥蚀作用显著,河流深切,谷坡陡峻,斜坡稳定性较差[3]。

1.2 岩体性质

区内变质岩片理、裂隙发育,风化剧烈,岩性较弱,变质岩中片岩、千枚岩、板岩广泛分布,由它们组成的斜坡极不稳定,对滑坡发育敏感性高;侵入岩包括花岗岩类、闪长岩及辉长岩等,风化剧烈,节理裂隙发育,在陕南山地广为出露。

松散土主要有膨胀土,以棕红、棕黄色粘土、亚粘土为主,夹透镜体黄绿色、灰白色粘土以及钙质结核,厚度从数米到20m,胀缩强度不一,以弱膨胀土为主。风化裂隙带一般为2~6m,遇水后极易产生塑性变形。其他松散土包括亚砂土、亚粘土、砂砾石及陕南山地的坡、残积含碎石亚砂土、亚粘土等,厚度从数米至数十米[4]。

1.3 河流特征

秦岭为黄河流域与长江流域的分水岭,水系甚为发育,且以主脊为界分属长江流域的汉江、嘉陵江和黄河流域的渭河、南洛河等4个水系。其中,汉江水系集水面积占61.2%,渭河水系占23.9 %,嘉陵江占8.9%,南洛河占5.8%。秦岭南坡的丹江、旬河、乾佑河和金钱河为汉江支流。

旬河是汉江在秦岭南坡的一条主要支流,河长218.1km,包括东、西两条干流,东干流称为乾佑河,其支流较多,由于受地质构造条件影响,两岸多为花岗岩,河床为砾石,河道弯曲,水流湍急。丹江又名州河,是汉江在秦岭南坡最大的一条支流,其在陕西境内的河段长度为249.6km,河床比降为4.75%,流域面积为7510.8km2,约占全流域面积的40%,多年平均径流量为18.6亿m3。子午河也是汉江在秦岭南坡一条主要的支流,全长160.8km,流域面积为3012.2km2,多年平均径流量为14.15亿m3。

1.4 地下水

陕南板岩、片岩、千枚岩等岩层分布地区,坡、残积层较厚,常在其接触面上有泉水溢出,地下水丰富[5]。

2 G108陕南段自然灾害概况,

2.1 自然灾害概况

调查区主要有崩塌、滑坡、暴雨洪水和泥石流灾害4类,其中,崩塌灾害17处,滑坡灾害4处,暴雨洪水灾害4处,泥石流灾害2处,其中目前稳定的有16处,不稳定的有11处,如表1。

表1 调查路段主要地质灾害点

2.2 公路崩塌地质灾害

公路崩塌灾害是指公路边坡上的岩体因重力作用突然脱离母体,崩落、滚动、堆积在路面、路基、坡脚或沟谷的地质灾害现象。调查路段共有崩塌灾害17处,其中,K1784+300~K1784+600处灾害点规模较大,危害较严重。

K1784+300~K1784+600处路基形式为路堑式,边坡为土石混合的凸形坡,近水平层状结构,坡高40m,坡度85°,片理产状260°∠12°,片理长度30m,间距0.3m,节理不发育,植被覆盖度<5%。该边坡目前正在发生碎落,在降雨、地震和风化等影响下,可能出现更大规模崩塌灾害,如图1。

图1 K1784+300~K1784+600崩塌灾害点

2.3 公路滑坡地质灾害

公路滑坡灾害是指公路边坡上的土体或者岩体,受河流冲刷、地下水活动及人工切坡等因素影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面或者软弱带,整体地或者分散地顺坡向下滑动并对公路设施带来危害的现象。调查路段共有滑坡灾害4处,其中,K1398+450~K1398+500灾害点危害较大。

K1398+450~K1398+500处路基为台口式,岩性以土质为主,类均质坡体结构,风化严重,地下水发育不明显,植被覆盖稀少。目前该边坡基本稳定,但在外部诱发因素作用下,仍有可能发生大滑坡,影响范围长达50m,如图2。

图2 K1398+450~K1398+500滑坡灾害点

2.4 暴雨洪水灾害

暴雨洪水灾害是指在暴雨洪水作用下,河流凹岸因水流的顶冲和斜冲,导致沿河公路路基和路面发生水毁的现象。调查路段有4处暴雨洪水灾害点,其中,K1489+450~K1489+750处灾害较严重。

K1489+450~K1489+750处为半填半挖沿河路基,路线走向195°,河流为山区开阔段,河床质为巨石、漂石,河宽约20m,河床比降2%,压缩河道宽度8m,凹岸长度300m,弯道进口角度180°,出口角度210°,顶冲桩号K1489+650。路基采用路肩墙防护,坡高约3m,坡度85°,部分路肩墙基底被冲刷,如图3。

图3 K1489+450~K1489+750暴雨洪水灾害点

2.5 公路泥石流地质灾害

公路泥石流灾害是指在沟谷深壑、地形险峻的山区,对公路带来严重影响的,由强降雨等自然灾害引发的携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。调查路段有2处泥石流灾害点,其中,K1429+500~K1429+580处灾害较严重。

K1429+500~K1429+580处为半填半挖路基,泥石流沟与路线走向基本垂直,沟道出口宽度约30m,堆积物组成特征为土石混合,厚度约2m,泥石流沟主沟平均比降65°,堆积物平均粒径5cm,最大平均粒径15cm,植被覆盖稀少,边坡坡面长40m,宽20m,岩体破碎程度严重。该泥石流沟已发生过灾害,目前该边坡基本稳定,影响范围长15m,宽约4m,如图4。

图4 K1429+500~K1429+580泥石流灾害点

3 G108陕南段自然灾害防治对策

公路灾害的防治方法较多,根据各自不同的特点、灾害所处的阶段和危害程度,由一种或几种措施组合,对公路灾害进行防治。在工程措施的选择方面,要考虑防治工程的特点、组合防治的效果和经济因素,在防治效果和经济上选择平衡点[6]。

3.1基于灾害防治的线位选择原则

在线位选择时,当通过灾害体或灾害易发路段时,避让是最有效的防灾方式。但由于经济的原因,工程中不得不辩证地处理防灾与工程投资间的关系[7]。本文针对水毁和地质灾害防治两个方面提出以下10个基于灾害防治的线位选择原则:遵守标准;避凹就凸;临河设防;避窄就宽;综合规划,考虑变迁;绕避“大型”和“特大型”地质灾害体;隧道口、桥头应远离不良地质体,即结构物应在灾害影响范围之外;路基可从古滑坡体坡脚以填方通过,在其上部则以挖方卸载方式通过;路线应避免从顺倾岩层斜坡地段通过,不得已时应预加固边坡;缓坡轻扰,陡坡防护。

3.2公路自然灾害的过程防治对策

各灾种防治对策要针对危害的发生机理、规模、危害程度等方面进行考虑[8]。根据这些方面再结合要达到的效果,从防治对策系统的角度确定治理措施。同时要从灾前、灾中、灾后几个方面进行防治,使灾害的防治效果达到最好。

1)灾害的监测:通过灾害的监测能掌握灾害体的活动性及稳定性,当监测到灾害体以一定的速度在逐渐变形时,监测结果不仅表明了其活动性,同时也表明了灾害体的不稳定性。

2)灾害发生时的应急措施:当灾害处在加速阶段时,需尽快采用一些手段,把灾害的活动速度控制下来,把其对公路的损害降到最低。

3)灾害稳定后的修复工作:灾害发生后应尽快对灾害体进行勘察,进行修复和防护。即对损坏的路基路面、公路附属设施进行修复,使公路恢复到原来的面貌,正常发挥其通行能力。

3.3公路自然灾害的工程防治对策

公路自然灾害工程防治对策的选取应遵循“安全、经济、耐久、和谐”的理念。在保证行车安全的基础上,防治工程尽量做到与环境协调、经济。表2为常用的公路自然灾害工程防治对策,选取防治措施时应根据具体情况而定,根据自然地质条件、灾害的危害程度等多种因素综合考虑,采用一种或几种工程结合治理。

表2 公路自然灾害的工程防治对策

4结论

1)通过实地调查查明了陕南秦巴山区地质构造、岩体性质、河流特征和地下水等主要环境条件,表明该区自然状况极易诱发公路自然灾害。

2)查明了G108线周至、佛坪和宁强段主要自然灾害点,主要包括崩塌17处、滑坡4处、暴雨洪水4处和泥石流2处。对于灾害规模较大、成因较复杂的灾害点,对其边坡形态和对公路的影响进行了研究。

3)针对崩塌、滑坡、泥石流和暴雨洪水灾害,从线位选择原则、过程防治对策和工程防治对策等3个方面提出了防治对策建议。

参考文献

[1] /webnew/news_view.asp?newsid=1155.

[2]张红梅.秦岭北坡公路地质灾害防治对策研究[D].西安:长安大学,2012.

[3]王福恒.基于GIS的区域公路边坡灾害评价与预测研究[D].西安:长安大学,2011.

[4]于德海,彭建兵.陕南公路软弱变质岩边坡变形破坏特征的研究[J].工程地质学报,2007,15(4):559-563.

[5]于德海,彭建兵.陕西秦巴山区公路斜坡灾害发育规律的研究[J].公路,2007,25(8):136-140.

[6]尹超,田伟平,李家春,等.关中环线阳郭段滑坡灾害调查与防治对策[J].广西大学学报:自然科学版,2012,37(5):863-869.

洪水灾害的成因范文第4篇

网络出

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基金项目:国家自然科学基金面上项目(41371537);山东省科技计划项目(2013GSF11706)

作者简介:史丽华(1990-), 女,山东德州人,主要从事环境演变与区域可持续发展研究。E-mail:

通讯作者:韩 美(1963-), 女,山东寿光人,博士生导师,主要从事环境演变与可持续发展和流域水资源与湿地生态评价。E-mail:

摘要:随着我国城市化进程的加快,财富与信息等在城市集聚的同时,城市型水灾害的发生频数在增加,灾害的损失也日益增加,可以说城市型水灾害的发生在于人类社会系统与自然生态系统的相互作用,是城市各个因素综合作用的结果。通过采用百分位法和R/S分析法等分析了济南市城市型水灾害降水、地形、水文特征,得到济南市区降水极端事件及暴雨次数与城市化率趋势一致,而且水灾害出现的时间与暴雨出现次数最多的时间段相吻合,同时济南市区未来降水变化趋势延续过去降水量整体变化趋势的可能性较大;加之南部山区和城市水系在人类土地利用方式和自然生态相互影响下脆弱的城市孕灾环境和承灾体共同作用导致济南市城市型水灾害产生。并针对此结合国外治水防水经验提出五项对策建议。通过本文的研究可以更加深入地的认识城市型水灾害的形成机制,并在此基础上为更好地避免或防御城市型水灾害的发生提供理论支撑。

关键词:济南市;城市型水灾害;降水;城市化;人类社会;自然;相互作用

中图分类号:X43 文献标志码:A 文章编号:

1672-1683(2015)04-0674-07

Analysis of characteristics of urban water disasters in Jinan

SHI Li-hua,HAN Mei,ZHANG Cui

(College of Population-Resource and Environment,Shandong Normal University,Jinan 250014,China)

Abstract:With the rapid urbanization in China,wealth and information are gathering in the cities,which also leads to the increasing of urban water disasters and loss of disasters.The occurrence of urban water disasters is caused by the interaction between human social system and natural ecosystems,and is the result of the combined effects of various factors.In this paper,the characteristics of precipitation,topography,and hydrology in urban water disasters of Jinan City were analyzed using the percentile method and R/S analysis method.The results showed that the number of extreme precipitation events and the frequency of rainstorm are consistent with the urbanization trend,the time when urban water disasters occur is consistent with the period of time when rainstorm appears mostly,and the future trend of precipitation has the possibility of a continuation of the overall trend of precipitation in the past years.The fragile environment of developing hazards caused by the interactions between human land use patterns and natural ecosystems in the southern mountains and urban water systems combined with fragile hazard-bearing bodies lead to urban water disasters.Meanwhile,five suggestions were proposed according to the flood control and prevention experience in other countries.The research can provide a better understanding of the formation mechanism of urban water disasters,which can then offer theoretical support for the prevention of the occurrence of urban water disasters.

Key words:Jinan;urban water disasters;precipitation;urbanization;human society;nature;interaction

在全球气候变化和极端天气增加的大背景下,城市型水灾害是快速城市化过程中国内外许多国家都面临的新问题[1]。建国以来,我国城市化速度加快,尤其是20 世纪90年代以来,我国城市建成区面积和城市建设用地面积增加了近4倍,城市人口密度也由279人/km2(1990年)增加到2 307 人/km2(2012年),但随之而来的是各城市水灾害的发生,据资料显示[2]至2010年8月底,我国遭受洪涝灾害的县级以上城市已经超过了200座,其中大多数为暴雨内涝,这些城市有北京、上海、南京、广州、重庆、武汉、济南、郑州、西安、杭州、福州、长沙等。1982年7月23日日本长崎水灾害的发生使人们注意到快速城市化带来这次水灾害不同于以往的传统水灾害,这就是“城市型水灾害”概念的提出。城市型水灾害侧重于以人类活动主导的发生在城市中的水灾害,就致灾因子与孕灾环境而言,城市型水灾害更多涉及到人类活动作用,可以说城市型水灾害的发生在于人类社会系统与自然生态系统的相互作用,城市型水灾害的形成是城市各个因素综合作用的结果,是时间与空间的结合,也可以说是城市系统的反馈。我国对于城市型水灾害的研究主要集中在两方面,在定性方面,主要包括城市型水灾害特征、发生原因分析和防灾减灾措施等方面[1-3],在定量方面,真正提到城市型水灾害的几乎没有,但在以某城市为例进行定量分析的涉及到城市型水灾害的研究不少,主要集中在城市暴雨洪水分析,如采用经验相关、双累积曲线和统计检验等方法估算城市洪水[4];城市暴雨灾害评估,如采取数学分析与图面分析相结合的研究方法进行暴雨灾害风险评估[5]、采用成因分析法提出危险性评价模型并构建了水灾孕灾环境、承灾体和致灾因子的危险性评价指标体系,编制了中国城市水灾危险性评价图[6];城市雨洪模拟,国外的模型主要有SWMM[7]和Wallingford Model[8],国内主要有城市雨水径流计算模型(SSCM)[9]、城市雨水径流模型(CSYJM)[10]和城市暴雨内涝数学模型[11]等。

而对于济南市城市型水灾害的研究较少,主要集中在对于济南市区暴雨洪水灾害的成因及措施的定性分析[12-15],定量分析主要集中在城市雨洪模型的模拟方面。如利用SWMM模型模拟不同雨洪利用措施下降雨径流过程,得出最佳雨洪利用模式[16],或用MIKE21软件构建水动力模型对暴雨洪水进行数值模拟,研究区域内的水流情况及洪水淹没范围[17]等。总之,上述研究对于济南市水灾害成因等的分析缺乏较为定量的分析,因此本文通过分析济南市城市型水灾害降水、地形、水文特征,尤其侧重降水序列特征的分析,运用百分位法和R/S分析法等方法从降水量和降水强度两方面进行定量分析,并在此基础上提出相关建议。此研究有利于正确认识城市型水灾害的影响因素,也可以为本市及其他城市(如海口、重庆等)提供理论与实践支撑。

1 研究区概况

济南市位于 36°01′-37°32′ N, 116°11′-117°44′ E,面积8 177 km2,南部为泰山山地,北部为黄河平原,正处于鲁中南低山丘陵区与鲁西北冲积平原带的过渡地区,地势南高北低,南北相差约1 100 m。济南市属于暖温带半湿润性季风气候,年平均气温13.5 ℃~15.5 ℃,降水量600~900 mm。同时,济南市区地表水系有黄河、小清河两大水系和湖泊,属黄河水系的有南、北沙河和玉符河,有卧虎山水库、锦绣川水库、玉清湖水库、鹊山水库等;属小清河水系的有腊山河、兴济河、全福河、大辛河、巨野河等,主要湖泊为大明湖和城市规划中的北湖。地下水主要指深层岩溶水,岩溶水因特殊地质构造影响,在市区出露成泉,主要有趵突泉、黑虎泉、珍珠泉、五龙潭4 大泉群[18]。

济南市现辖6区(市中区、历下区、天桥区、槐荫区、历城区、长清区)、3县(平阴县、济阳县、商河县)和 1个县级市(章丘市),但2001年之前,市区不包括长清县,在2001年6月撤县设区后,市区包括长清区。2012年,济南市人口达到609.21万人, 生产总值为 4 812.68亿元。同时,济南市战略地位重要,它东通渤海,沟通韩国、日本等国家,西连中西部地区,南北连接华北、华东地区,而且又是环渤海经济圈和黄河流域的中心城市,交通便利,航空、铁路、公路一应俱全。尤其是公路建设,包括东西、南北纵贯的主干道、高架桥、立交桥、轨道交通线网以及快速公交系统,研究区概况见图1。

济南市相对较早的雨涝灾害出现于唐代,元代、明代、清代也都有雨涝灾害的记录。自解放至1990年,济南市共发生较大水灾 16 次[19],随后1962年、1987年、2007年发生了不同程度的水灾害,其损失呈明显上升趋势[12]。

2 数据来源和研究方法

本文1961年-2010年日降水数据来源于济南市气象站,其数据准确性经核实,可信度高;1992年-2012年全市降水量数据、年降水日数(≥0.1 mm)、年平均气温数据来源于1993年-2013年济南统计年鉴;城市化率数据来源于1984年-2013年济南统计年鉴和2008年-2013年山东省统计年鉴,暴雨灾害资料、济南市自然社会资料来源于中国知网、万方、读秀等数据库中与济南市水灾害相关的文献等。济南市土地利用的相关数据来源于济南市土地利用总体规划(1997年-2010年)和济南市土地利用总体规划(2006年-2020年)。

本文主要研究方法百分位法和R/S分析法。百分位法是从概率统计的角度来定义极端事件[20],即把日降水量序列按升序排列,定义日降水量≥0.1 mm的子样本的第95 个百分位值为极端降水阈值[21-22]。R/S分析法是1965年英国学者Hurst提出的一种处理时间序列的分形结构分析方法[23],本文主要用于研究降水序列变化过去与未来是否存在相同或相反的变化特征,着重揭示未来降水序列的变化特征[24]。其原理如下:设时间序列{x(t)},t=1,2…,对于任意正整数τ≥1,定义均值序列:

xτ=1τ∑tt=1x(t)(1)

累积离差X(t,τ)序列:

X(t,τ)=∑ti=1(x(i)-xτ) 1≤t≤τ(2)

极差R序列:R(τ)=max1≤t≤τ X(t,τ)-minX(t,τ),标准差S序列:

S(τ) =1τ∑tt=1(x(t)-xτ)212(3)

引入无量纲比值R/S,对R进行重新标度,经证实,其结果满足下式:

R/S=(ατ)H(α为常数)(4)

H即为Hurst指数。H取值区间为[0,1],当H=0.5时,表示该降水序列是随机的,各事件是随机的和不相关的;当H>0.5时,表示该降水序列未来的趋势与过去一致,H越接近1,持续性越强,未来的降水量整体变化趋势与过去的越接近;当H<0.5时,表示未来的总体趋势与过去相反,H越接近0,反持续性越强[25]。

3 城市型水灾害特征分析

纯粹自然条件下,即不受人类影响的条件下,就无所谓灾害了,我们所说的灾害是相对于人类而言的,即自然灾害是由自然事件或力量为主因造成的生命伤亡和人类社会财产损失的事件[26]。灾害(D)是地球表层孕灾环境(E)、致灾因子(H)、承灾体(S)综合作用的产物[27] ,随着济南市城市化进程的加快,人类活动对自然的干预大大加强,因此,在人类社会与自然生态系统相互作用下,降水因素、地形因素和水文因素是导致济南市城市型水灾害的主要因素。

3.1 降水特征分析

3.1.1 济南市区与济南全市降水量对比分析

由于2001年之前,市区不包括长清县,故本文首先计算2001年前、后9年市区年平均降水量的极差,得到2001年后9年的年平均降水量极差约为前9年的2 倍,因此可以忽略区划因素对市区降水量数据的较大影响,市区降水量数据是可以使用的。根据1992年-2012年济南市区和全市年平均降水量,得出济南市区年降水量为732.7 mm,济南全市年平均降水量为675.9 mm,济南市区年降水量较全市年降水量多出56.8 mm。通过计算济南市区与济南全市降水量的增加比率,并与济南市城市化率相比较,见图2。

由上图可知,济南市城市化率总体呈上升趋势,尤其是2000年后,济南市城市化速度加快,出现了两个高峰阶段,分别为2000年-2003年和2004年-2008年, 2009年后济南市城市化速度呈现缓慢增长时期。再来看济南市区相对于济南全市降水量的增加比率,可以分为三个阶段,第一阶段为20 世纪90年代,济南市区相对于济南全市降水量的增加比率处介于正负值之间,其波动区间为[-0.06,0.28];第二阶段为21 世纪初(约为1999年-2008年),这时期济南市区相对于济南全市降水量的增加比率都在正值区,其波动区间为[0.12,0.34];第三阶段为2009年至今,这时期其增加比率主要在负值区,其波动期间为[-0.10,0.08]。由以上分析来看,济南市城市化率与济南市区年降水量的增加比率变化趋势相近,尤其是济南市城市化的高峰期(2000年-2008年)与21 世纪初(约为1999年-2008年),同时,2009年后,当济南市城市化率处于低速增长阶段时,济南市区相对于济南全市降水量的增加比率也呈下降趋势,甚至出现负值,因此可以说,济南市城市化率与济南市区降水量的增加比率在时间段上具有一致性。

同时,也可以看出市区降水量(排除数据不全的 1992年、2000年、2006年和 2011年)除了 1995年和 2009年外,在 20年间基本大于全市降水量,济南市降水量主要集中在市区,而且在 1992年至2012年间,济南市降水量(包括市区降水量和全市降水量)呈现明显的波动状态,相比之下,济南市区降水量波动更明显。根据多年降水资料统计,20 世纪90年代济南市市区降水量比全市多53.9 mm,21 世纪以来又在此基础上增加了38.7 mm,呈明显增多趋势。

在城市化背景下,在气温方面,本文选择济南市近10年来济南市区与济南全市的年平均气温及年降水日数(≥0.1 mm)进行比较,见图3。由图可知,济南市区比济南全市的年平均气温高约0.67 ℃,而相对于年降水日数来说,济南全市的年降水日数波动较大,究其原因,这与济南市南部山区降水量较多不无关系。由此,可以推断出济南市区降水偏多、气温偏高,这两个主要气候因素的变化,在很大程度上是由于济南市区城市化造成的。因此,后面将侧重济南市区降水状况的分析。

3.1.2 济南市区降水量分析

在全球变化的大背景下,全球气候变化所带来的极端事件同样也适用于区域,而城市是区域变化最明显的地方,城市化使城市下垫面的能量和水分循环特征发生了很大变化,对降水、气温、蒸发等造成直接影响,特别是对极端气候的发生有严重影响,主要表现在城市极端降水事件的发生。本文根据1961年-2010年的50年间逐年日降水量进行分析,运用近年来较为常用的百分位法得到济南市极端降水事件的阈值为14 mm/d,当某日降水量超过极端降水事件的阈值时,就称之为极端降水事件[22]由此本文得到:济南市自改革开放10年(1978年-1988年)以来,极端降水事件为141 件;1989年-1999年极端降水事件为146 件,2000年-2010年极端降水事件为182 件,通过比较可以看出济南市极端降水事件是逐渐增多的,而且在近十年其极端降水事件是最多的,这与济南市城市化率的增长是一致的。

为了研究济南市区较长时间内降水的变化趋势,找出较长时间的变化规律,滤去资料中一些短期的不规则的变化,采用5 a、11 a滑动平均曲线,并对其11 a滑动平均曲线通过4种回归方程模型(线性、二次曲线、三次曲线、复合曲线模型)拟合,三次曲线模型拟合效果较好,其R2为0.751,由图4可知,1961年-2012年济南市区降水变化呈现波动变化趋势,在20 世纪60-70年代和20 世纪90年到2010年济南市区降水量较多,在20世纪80年代-90年代济南市区降水量较少。根据R/S分析原理,得到赫斯特指数H值为0.794,说明济南市区年降水量存在比较明显的赫斯特现象,其降水序列有长期正相关性,即未来济南市区年降水量变化延续过去降水量的整体变化趋势的可能性很大,年际变化较明显。

3.1.3 降水强度分析

由于济南市处于中国东部地区,因海陆热力差异影响,季风特征明显,季节降水不均匀,且主要集中在夏季。本文根据统计到的 1961年-2012年济南市区汛期(6月-9月)降水量占全年降水总量的 60%~80% ,其中仅 1968年和 2002年的汛期降水量不足 60%,分别为 34%和55%。

同时,根据国家气象局规定:24 h内的降雨量大于50 mm为暴雨,本文根据济南市市区1961年-2010年50 a的日降水数据统计,得到济南市市区1961年-2010年的暴雨统计表。

由表1可知,济南市区暴雨总次数是逐渐增加的,其中也有波动,济南市区暴雨各年次数的平均值波动与暴雨总次数一致;因为暴雨出现的随机性、不确定性,中位数作为表示数据集中趋势的指标之一,能反映济南市市区暴雨出现次数的多少,由表可知,中位数所反映的暴雨出现次数的多少与暴雨总数、暴雨各年次数的平均值一致,其高峰均出现在1991年-2000年;众数是一个表示一个地理系列中出现次数最多的数值,因此可以看出济南市暴雨各年次数的众数(由大到小)出现的时间段分别为1961年-1970年、1991年-2000年、2001年-2010年和1971年-1990年,而这与济南市历史水灾记录1962年、1987年、2007年是一致的;再来看暴雨与济南市城市化的关系,济南市城市化自改革开放(1978年)以来,1978年-1988年10年间城市化率增长了7.0%,1989-1999年10年间增长了5.6%,2000年-2009年10年间增长了34.5%,而在1978年-1988年济南市区暴雨各年次数的最大值为6,1989年到1999年略有下降为5,2000年-2009年出现了最大值8,其趋势与济南市城市化变化趋势是一致的,因此,可以说济南市区暴雨的出现在时间上与济南市水灾害的发生、济南市城市化具有一致性。

总之,济南市降水具有如下特征:济南市区降水量较济南全市明显偏多,且济南市城市化率与济南市区降水量的增加比率在时间段上具有一致性;济南市区极端降水事件逐渐增多,其年降水量也存在明显的赫斯特现象,即未来济南市区年降水量变化延续过去降水量的整体变化趋势的可能性很大;济南市区降水量主要集中在汛期(6月-9月),且其暴雨的出现在时间上与济南市水灾害的发生、济南市城市化具有一致性。

3.2 地形特征分析

济南市的地貌格局及地势特点一方面导致了济南市气候的极端性,另一方面也是导致济南市区易遭洪水侵袭的另一重要因素。济南市处于鲁中南低山丘陵区与鲁西北冲积平原带的过渡地区,如果把城市型水灾害按照地理位置进行划分,可分为5 类:分别为傍山型、沿江型、滨湖型、滨海型、洼地型。而济南市区则属于傍山型与洼地型兼具的地区。

3.2.1 济南市地形分析

济南市区南部为中低山脉,北部为黄河,地势南高北低,呈现出中低山脉、低山丘陵、山前平原和冲积平原的阶梯状分布特点。同时因其北面的黄河为地上悬河,黄河防洪大堤高出市区 20 m [12],故形成了东西狭长、南北较窄的狭长地带。济南市南部山区海拔介于30~990 m间,冲沟发育深6~8 m,山前倾斜平原海拔介于30~100 m间,坡度为23‰~9‰ ,北部的黄河、小清河冲积平原海拔介于50~200 m间,小清河以南标高一般为 23~30 m[12,17],向北倾斜,同时,由于小清河北面火成岩的侵入、黄河冲积平原的淤高,又形成了北园与大明湖一带的低洼地区。

3.2.2 济南南部山区地形分析

济南市南部山区地处泰山余脉北部与济南市区交界处,地貌类型以低山丘陵为主,地势南高北低,低山、丘陵和山前平原呈阶梯状分布,涉及济南市5 个区(历城区、长清区、市中区、槐荫区和历下区)。海拔高度 30~990 m,南部边界的摩天岭和梯子山海拔最高,山体一般中、下部陡峭难行,山顶多浑圆开阔,山岭坡度在 1°~ 15°之间的占济南南部山区总面积的 60.3%,坡度在 16° ~ 25°之间的占 22.3%,坡度在 26° 以上的占 17.4% 。济南南部山区处于中纬度暖温带半湿润大陆性季风气候区,既具有上述气候特征,同时由于相对于周围地区地势较高,降水季节变化明显、年度变化悬殊(1191.4 mm(1964年)和364.4 mm (1989年))、暴雨频率大、和局部性降雨特点,尤其表现为局部性暴雨,在丰水年和枯水年都占有相当比例。降水空间分布表现为南多北少、中部多于两侧。据统计,区内多年平均降水量比市区多10%,暴雨平均出现频率为每年2.7次,一日最大暴雨量249.9 mm[28]。区内土壤主要为棕壤和褐土两个土类。

根据侯艳晶[29]、邓振华[30]对济南市南部山区1987年-2009年、1995年-2003年土地利用/覆被变化的分析,可以得出:20 世纪90年代以来,随着济南市城市化进程的加快,济南南部山区土地利用方式发生较大变化。最明显的是耕地面积的逐渐减少,代之以城乡工矿居民用地、道路及附属建筑物等建设用地的增加。其次是林地的波动增加,主要原因是在一部分坡度大、耕作条件较差的耕地转为林地等。降水、地形、土壤、植被的破坏等因素的叠加必然导致该区水土流失,据统计[28]区内中度、强度、极强度、剧烈流失分别为31.3%、16.3%、7.0%、1.9%,合计56.5%。可见在中雨、大雨时植被破坏、建筑物密度过高、植被稀疏等,必然使径流来不及入渗形成山洪。通过山水沟短距离排向市区。同时,济南市主要交通干道呈东西、南北走向的网格状分布,加上南高北低的地势,这些南北走向的交通干道引导南部山区洪水到达市区,增加了市区的洪水流量及积水面积,对雨涝起了放大作用。而济南市部分跨河铁路及道路桥涵过洪标准较低,影响河道行洪。若遇到特大暴雨,行洪不畅,便易导致洪水漫溢[17,31],形成城市型水灾害,主要表现为马路行洪。

总之,济南市地形具有如下特征:地势南高北低、市区北部北园-小清河-带地势最低;南部山区地形呈阶梯状分布,土地利用方式变化易造成水土流失;在地形影响下,济南市呈现东西狭长、南北较窄的形状,主要交通干道呈东西、南北走向的网格状分布,形成的城市型水灾害主要表现为马路行洪。

3.3 水文特征分析

就防洪而言,济南市区避免城市型水灾害的关键是市区北部低洼处北园-小清河一带,即小清河的排洪和市区南部各山洪沟道(如羊头峪、八里洼、十六里河等)与主市区排水网的结合[32]。

3.3.1 小清河南侧支流

小清河南侧支流自西向东主要有腊山河、兴济河、大柳行河、全福河、大辛河和韩仓河等。它们大多发源于南部山地丘陵区,最后汇入小清河。但这些支流几乎可以明显分为上游山地段与过城区段,前者多为季节性山洪沟道,比降较大,而后者则更多受人类活动影响,变为半人工河道甚至直接由人工开挖的排水河道。小清河位于市区北部较低洼的地区,与黄河的流向大致平行,且属于典型的平原河道,比降介于1/3 000~1/10 000 之间,河道只有 30~50 m,而上述支流中穿过济南市区的河道、排洪沟有 30 余条,全部汇入小清河[33],干支流对比明显。如果暴雨时小清河无法排泄这些多余的干支流洪水,就会导致雨洪向小清河以南的低洼地区汇集,造成市区内积水并加剧低洼地带的洪涝灾害[12],因此小清河排洪压力大[34]。

3.3.2 市区人工开挖的支流

市区内的支流是在城市形成和发展过程中人工开挖形成,它们大多承担着排水防洪功能,主要有护城河系统、工商河系统和圩子壕系统等。

护城河系统是1371年开挖的环绕济南老城区的人工河,全长6.9 km,现已成为由泉水汇集而成的泉水游览景观。工商河系统是1925 至1926年开挖的既有航运功能,又是津浦铁路以西、胶济铁路以北至泺口地区的主要排水通道,位于老城区西北部,全长6.6 km。1986年、2004年、2008年对其进行整治后,现已成为集放生养殖、观景、休闲、防洪等为一体的多功能景观河。

圩子壕系统开挖于1861年,它环绕济南老城东、西、南三面,北面为大明湖,全长约20 km,是市区南部重要的排水沟系。按其方位,分为东圩子壕、西圩子壕和南圩子壕,东圩子壕位于解放桥附近,南部连接羊头峪东沟、羊头峪西沟和马家庄沟等,向北汇入大柳行河,现在改成了暗河[32] ;西圩子壕从杆石桥至大明湖西北角,是汛期南部山水沟洪水汇入小清河的通道;南圩子壕位于文化西路一带,连接南部山区的四里山沟、广场西沟、广场东沟等山洪沟道,后沿顺河街(东圩子壕)向北汇入西泺河,但因棚盖在千佛山路与文化西路交叉口处成为暗沟。

与此同时,城市化带来的最重要的变化就是土地利用方式的变化。纵观济南市1996年到2011年土地利用方式,一方面体现在济南市面积的不断扩大。1996年济南市土地总面积为799 850 hm2,至2011年,济南市土地总面积增加了22 835 hm2;另一方面体现在土地利用方式的变化,尤其是建设用地的增加。2005年-2011年6年间增加了7 050 hm2,而这些建设用地在很大程度上带来的是城市下垫面不透水率的增加,这必然会使济南市地表径流量增加,增加城市型水灾害的发生机率,同时济南市土地开发利用率达到了88.38 %,高于全国和全省平均水平[35]。这也增加了受灾体的脆弱性,例如城市地下建筑等。可以说是城市化所带来的不透水率的增加、小清河排水能力低、市区排水系统被不合理侵占、改造以及防洪标准低等是造成济南市城市型水灾害的另一重要因素。

总之,济南市水文特征主要表现在:小清河是济南市唯一的排洪通道,但其南侧支流较多,呈梳状分布,但分为明显的上游山地段与过城区段;市区人工开挖支流或自然形成的河(沟)道在城市化过程中部分或被人为棚盖为暗沟、或被污染、被人为污染物严重堵塞[13]等导致排洪不畅,易引发济南市城市型水灾害。

4 结论与展望

通过采用百分位法和R/S分析法等分析了济南市城市型水灾害降水、地形、水文特征,得出结论:济南市区降水极端事件及暴雨次数与城市化率趋势一致,而且水灾害出现的时间与暴雨出现次数最多的时间段相吻合,同时济南市区未来降水变化趋势延续过去降水量整体变化趋势的可能性较大;加之南部山区和城市水系在人类土地利用方式和自然生态相互影响下脆弱的城市孕灾环境和承灾体共同作用导致济南市城市型水灾害的产生。因此,在不影响城市发展的同时,需要在城市型水灾害预报预警、应急救援与灾民自救、改进和完善城市排水系统等方面采取必要的措施。

同时由于人类社会系统与自然生态系统相互作用的复杂性,很难对济南市城市型水灾害的特征做极为详尽的定量分析;再者,本文只从降水、地形、水文三个主要因素入手进行特征分析,因此,导致城市型水灾害发生的城市各要素之间的相互作用机制仍是需要研究的重要方面。

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洪水灾害的成因范文第5篇

1. 建国以来水旱灾害情况

1.1 旱灾

干旱呈现为春旱和伏旱,尤以春旱最重。旱灾持续时间长、影响范围广、发展蔓延快、灾害损失重。建国以来,承德县的干旱发生总次数是29年次,平均3年2旱,其中严重干旱和特大干旱平均每10年中发生5—7年次,最为严重的1999年的特大旱灾, 7-8月份降雨量仅47.3毫米, 7条主要河流全部断流,地下水位下降1-3米,全县有8.5万人、15万头大牲畜发生饮水困难。农作物受灾面积54万亩,绝收32万亩,直接经济损失达到3亿元。旱灾严重影响全县工农业生产发展和人民群众生产生活,是承德县自然灾害中最严重的灾害。

1.2 水灾

水灾多发生在7、8月份,频率较多,多为局部暴雨山洪,历时短、汇流快、冲刷严重,地表土层流失,水冲沙压,甚至毁堤决坝。建国以来,全县共发生较大水灾38年次,发生频率为69%,其中全县性普遍受灾10次,占总数的28%。1994年7月11日至13日,承德县遭受特大暴雨和洪水的袭击,滦河、老牛河、武烈河、白河、白马河、柳河、暖儿河、乱水河等河水猛涨,来势凶猛,沿河两岸损失惨重,根据洪痕推算均已超过三十年一遇洪水,滦河洪峰流量3000米/秒,几十年农田基本建设成果如渠道、堤坝、水利设施被冲毁,水电站遭受严重破坏,人畜饮水地下管道等设施被冲断冲垮,8座病、险水库更是雪上加霜。全县26个乡镇,421个行政村均遭受不同程度灾害,造成直接经济损失2804.15万元。

2.水旱灾害的成因及特点

2.1 水旱灾害的成因

2.1.1 降水分布不均

一是降水在年际、年内分布不均。年降水变率较大,多雨年与少雨年水量相差4-6倍,年际变化振幅高达500毫米,如下板城1978年降水量为827.1毫米,而1971年仅362.7毫米;年际降雨不均使河流的径流量变化很大。降水在年内变化主要受季节影响,全年70%以上的降水集中在汛期的6-9月份,其余月份降水量则相对偏少。二是降水在地域内分布不均。全县以中部的头沟、双峰寺一带为少雨区向东、西、南延伸递增,西南部的金厂、白旗一带年降水量在800毫米以上,是雨量最多的地区,北部的三家、磴上一带雨量明显减少。

2.1.2 地形复杂多变,水土流失较严重。

承德县山地和丘陵面积567万亩,占全县总面积的94.6%,25o以上坡地面积达到全县总面积的70%,实有林地302万亩,森林覆盖率50.4%。由于地形复杂多样,谷陡流急,山体多由片麻岩、沙砾岩组成,水土涵蓄能力极低,加上垦荒、放牧、采矿等人为原因,使土层减薄,裸岩增加,水土流失现象较严重。全县现有水土流失面积2247.4平方公里,其中轻度侵蚀1056平方公里,中度侵蚀1078平方公里,强度侵蚀113.4平方公里。全县年均流失自产地表水34977立方米,年均冲走表土254万吨,。

2.1.3 蓄水工程调控能力低

全县现有小型水库24座,塘坝44座,总蓄水量1500多万立方米。由于年久失修,大部分水库和塘坝存在着不同程度的病险,通过近两年的水库除险加固有15座水库和10座塘坝能够正常蓄水,蓄水量不足500万立米。全县1700多公里防洪坝受多方面因素影响,建设标准低、超年限使用,防护能力大大降低。机井、渠道等灌溉工程数量少、标准低、配套设施不全。全县水利工程可控制灌溉面积10万余亩,而其余40多万亩耕地只能靠天收,防灾能力十分低下。

2.1.4 群众防灾减灾意识相对淡薄,自救能力低

群众对于水旱灾害缺乏应对知识,蓄水工程少,对抗击及预防水旱灾害比较迟缓,依然存在着等、靠、要思想;在水土流失范围内垦荒、放牧人为破坏水土流失现象较多;水利设施丢失、损坏现象时有发生,人为破坏生态环境和水利设施现象严重。

3 . 水旱灾害的防治对策

3.1 加强防灾减灾工作的组织领导。

树立“以防为主、常备不懈”的思想。各级政府成立防灾减灾组织机构,明确各级各部门职责,分工协作,抓好责任落实;搞好宣传发动,提高认识,克服麻痹思想和侥幸心理,进一步加强防汛抢险队伍和抗旱服务体系建设,防患于未然;注重对灾害的研究指导,制定完善各类防灾预案,提前落实人、财、物等各项工作的

落实,作好物资储备和供应,最大限度的减少灾害损失。

3.2 加快水土流失治理,改善生态环境。

坚持以小流域为单元,实行山、水、林、田、路全面规划,综合治理,在治理中坚持开发与治理相结合,工程措施与生物措施相结合,蓄水保土与耕作措施相结合,农民脱贫致富与改善生态环境相结合的人与自然相和谐的治水保土方针,坚持先上游后下游,先坡面后沟道,沟坡兼治,在25°以上坡耕地逐步还林还草,重点区进行封山育林,提高林草覆盖率,集中治理、连续治理的原则,真正形成综合治理立体开发全方位防护体系,达到涵水保土、提高抗御自然灾害的能力。

3.3 加强水利工程建设与管理,构筑高标准的防洪抗旱体系。

对现有的水库、塘坝、防洪坝以及机井、沟渠等水利工程进行加固维修,提高现有设施的防洪和抗旱能力,结合产权制度改革明确专人管理,确保工程发挥最大效益;加快水利工程建设力度,以在主要行洪河道建设一批水库、防洪坝等骨干性控制工程为主,拦蓄洪水;大力推广以集雨水窖为重点的雨水集蓄工程和以低喷灌为主的节水工程建设,因地制宜增加抗旱水源,节约用水,提高抵御旱灾能力。

3.4 加大科技含量,以科技进步推动水旱灾害防治工作。

依靠科技加强水旱情预测系统建设,完善气象服务网络,强化通讯联络,确保水旱情及时准确传递。对雨情、旱情、工情进行系统分析,优化调度,为防灾减灾提供科学依据,用科学的预测方法指导灾害防治工作。尤其是在抗旱工作上要大力推广喷、滴、微灌技术,适当开展人工增雨作业,并结合农业产业结构调整,提高农业综合抗旱能力。

3.5 加大投入力度,广泛吸纳资本。

加大招商引资力度,搞好项目谋划和包装,努力争取上级资金;建立健全资金配套制度,保证地方投入足额到位;搞好一事一议,积极动员群众投入,引导群众投资投劳;制定优惠政策,广开筹资渠道,鼓励引导社会资金投入;大力开发利用现有水利资源,盘活水利资产,开辟“以水养水”的资金使用渠道。