淺析水文水資源防洪減災(zāi)與環(huán)境管理措施

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)間降水量過度集中導(dǎo)致地表徑流與積水，同時(shí)排水問題沒有受到妥善處理，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)境也帶來了不可估量的問題和影響。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、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)菌和寄生蟲的稀釋作用增強(qiáng)，因此，此類疾病的發(fā)病率并無激增趨勢(shì)；然而當(dāng)洪峰開始回落后，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)民極易受到蟲害襲擊，引發(fā)蟲媒傳染病，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)受過重創(chuàng)的災(zāi)區(qū)，很有可能產(chǎn)生二次傷害。其次，無免疫人群（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。