摘 要:分析水利灾害产生条件与机理,根据浙江地域特点等因素,分析研究该地区不同类型水利灾害的产生机理,并对该省水利灾害的预防提出建议。

关键词:水利灾害 产生条件 机理分析

1.水利灾害产生机理

1.1 水利灾害类型及产生条件

水利灾害,主要指受已有水利工程作用,在工程和自然因素的共同作用之下,产生的对经济社会和人民生产生活造成重大影响和损失的破坏性事件。一般来说,把来水超过一定限度产生洪水引发的灾害归为水利灾害,把因缺水产生的灾害归为干旱灾害。简要的分析,水利灾害产生的条件包括自然条件、工程条件和社会经济条件。

自然条件是指降水过程、地形地貌、植被等影响产生汇流及洪水过程的因素。这是水利灾害产生的先决条件,也是客观存在的环境条件。

工程条件主要指水利工程的设计指标和建造质量是否符合实际需要,能否保证正常运行状况,以及出现如溃坝等重大事故等情况,而导致水利灾害的限制性因素,是一种人为条件。

社会经济条件是指流域影响范围内的社会经济发展程度和基础设施的完善程度,是水利灾害发生后,所造成影响的严重程度和损失量的重要因素。

1.2 水利灾害产生机理

水利灾害的产生机理主要有两种。第一,水利工程或者因年久失修,或者因设计及建造质量等方面的问题。在正常使用年限和设计降雨及洪水标准范围内,水利工程失事,产生影响下游的灾害性后果;第二,因为遇到超过校核标准的降雨过程和洪水标准,水利工程失事,产生影响下游的灾害性后果。

2.浙江省地域特点分析

2.1 地形地貌特点

浙江省位于东海之滨,地势西南部高,东北部低,自西南向东北倾斜,呈梯级下降。西南部为平均海拨800米的山区,1500米以上的山峰也大都集中在此,龙泉县境内的黄茅尖,海拔1929米,为本省最高峰。中部以丘陵为主,大小盆地错落分布于丘陵山地之间,东北部为冲积平原,地势平坦,土层深厚,河网密布。各山脉一直延伸到东海,露出水面的山峰构成半岛和岛屿。浙江沿海有2000多个岛屿,是我国岛屿最多的省份。

2.2 水文气象特点

浙江地处亚热带,气候温和湿润,四季分明。无霜期8-9个月,年平均气温17℃,年平均降水量1319.7毫米,春雨、梅雨、台风雨为主,七、八月间有伏旱。

全省陆域10.18万平方公里,其中山区面积占70.4%,平原占23.2%,河流和湖泊等占6.4%,熟有“七山一水二分田”之说。现有耕地约160.9万公顷,林业用地约639.66万公顷,森林覆盖率约为54.6%,活立木总蓄积量为1.27亿立方米。

2.3 社会经济特点

浙江省总面积10.18万平方公里,人口5120万人,全省有2个副省级城市、9个地级市,90个县市区。浙江历史悠久,文化灿烂,山川秀丽,风景优美,山海并利,物产丰富。2008年全省实现生产总值21487亿元,增长10.1%;人均生产总值42214元,按年平均汇率折算为6078美元。全省财政总收入3730亿元,增长15.1%;其中地方一般预算收入1933亿元,增长17.2%;城镇居民人均可支配收入22727元;农民人均纯收入9258元。

浙江省内地形变化大,又是沿海省份,不同地区水利灾害产生机理的重要因素不相同。因此,把浙江省分为山区、平原和沿海地区分别进行讨论。

3.不同类型地区水利灾害产生机理分析

3.1 山区水利灾害产生机理分析

浙江省山区面积占全省总面积的70.4%,地形相对落差大,缺少较为宽阔的谷地,山区水系发达,径流量在年内变化较大。浙江省山区植被覆盖度好,具有一定的拦蓄降雨的能力,使山区径流量具有一定的稳定性。但是山区的地质条件不利于降雨迅速下渗,当降雨强度超过植被的拦蓄能力后,会产生瞬时流量较大的洪峰。由于浙江省水系短、集水面积小、流域较小的特点,部分山区流域缺少水文站点,以及较长序列的水文降雨资料,很难用水文统计的方法计算出这些流域不同重现期的洪峰流量。

浙江省山区经济不算发达,但是有不少山区县城建在相对较宽的山间谷地,基本都有常年有水的河流穿城而过,如磐安、泰顺等。我们曾考察过的几个山区县城的河道整治工作开展的很好,河道两岸用条石或混凝土块进行了护岸处理。但是护岸处理的过程中,为了拓展县城的土地面积,县城在对河道有加深处理的同时,基本都挤占了部分河道。水利工程建设方面,山区受地形所限,上游缺少控制性的枢纽工程,有的仅仅是一些小水电工程,难以对所有小流域的洪水过程进行有效调蓄。

山区的水利灾害发生机理,主要是出现较低概率的大降雨过程,进而引发短时间大流量的大洪峰和特大洪峰形成洪水灾害,以及较大或者较长时间的降水过程,引发山区出现滑坡、塌方等地质灾害,破坏水利设施后引起二次灾害。而且,山区降水和径流最终仍要流经平原丘陵区水系入海,难以预报的洪水会给下游的水利枢纽工程的正常运行带来压力。

3.2平原丘陵区水利灾害产生机理分析

平原丘陵区地形相对落差较小,有面积较大的平原地带,河网密布,水系发达,同时也是浙江省政治经济社会文化较为发达的地区。平原丘陵区水系基本都受到周围山区的影响,由于远近不同,不同山区径流流至平原丘陵区的时间存在差异,使得平原丘陵区的年径流变化幅度不像山区那么大。而且,该区基本都分布着相当数量的水文站点,水文降雨资料相对丰富,可以用水文统计的方法计算出这些流域不同重现期的洪峰流量。

浙江省平原丘陵区政治经济社会文化较为发达,人口众多,大中城市多在该区。影响该区的水利工程众多,包括省内的几个大型的枢纽工程,可以针对性的调蓄洪水,保证下游区域的安全。浙江省开展的病险水库除险加固工程,大大提高了该区抵御洪水灾害的能力。近几年,在省内开展的万里清水河道整治工程,对改善该区的河道过流能力也有很大的帮助。

平原丘陵区的水利灾害发生机理,主要是一些地势较为低洼的区域,在出现较大和较长时间的降水过程时,容易出现内涝问题。再就是出现超标准的来水过程时,可能发生的洪水灾害。相对来说,浙江省内该类地区发生单纯的水利灾害的可能性较低,但水质受到污染发生环境灾害的可能较大。

3.3沿海海岛区水利灾害产生机理分析

沿海海岛区的其他特征其实并不完全一致,但是紧靠大海的共同特征,受海浪潮水的影响较大,使得该区的重要水利灾害产生机理比较相近,所以归为一种类型。

该区的水利工程主要是针对海潮修建的海堤,涨潮时挡潮,退潮时排出内涝积水。因为海平面的高程变化基本稳定,海堤的高程也基本可以固定,只有出现台风时,才会出现内涝的情况。相对来说,台风等极端气象资料较为完备,因此,该类地区水利工程的安全与适用性比较容易得到保证。近年来浙江省开展的标准海塘建设,也大大提高了该区抵御台风灾害和排涝的能力。

另外,随着浙江省社会经济的发展,缺少生产和建设用地的矛盾逐渐突出,沿海海岛区出现了很多围海造地的工程,勉强可以归于水利工程范围内。在增加了土地的同时,围海造地侵占了原有滩涂,改变了江河入海口处的水力条件,抬高了河流的侵蚀基准面,降低水流流速,使上游容易出现泥沙沉积的倾向。

沿海海岛区的水利灾害发生机理,首先是出现台风时的潮水翻越海堤对内陆产生影响,以及退潮后,不能及时排出积水,造成内涝和土壤盐渍化的后果。其次是围海造地改变江河入海口处的水力条件,可能造成河道堆积,降低过流能力,其后果甚至可以影响到上游地区。

4.总结及建议

浙江省经济发达,人口密度大,城市化水平较高,水利灾害一旦发生,产生的后果将较为严重。通过分析浙江省水利灾害产生机理分析,可以看出浙江省发生水利灾害的概率较高,而且情况比较复杂。在不同的地区发生水利灾害的可能和类型并不相同,且存在发生短暂大流量的洪水灾害的可能性较大。平原丘陵区存在轻度和中度内涝积水的可能。沿海海岛区主要是容易性发生海潮灾害,还有围海造地造成的河道堆积、过流能力下降的问题。

本文建议,首先应加强降雨及汇流关系等水文基础资料的搜集,可以通过在重要的山区小流域内设置水文站点,走访调查历史洪水资料等手段,强化山区重要小流域的洪水计算与预报工作。

其次,在城乡规划与建设的过程中,当重视水利灾害发生的可能性,避免因为侵占水利工程用地,降低了水利工程的功效,以减小水利灾害发生的可能和严重程度。

第三,对于围垦等改变江河入海口及海湾处水力条件的工程措施,充分考虑工程对整个流域影响的基础上,综合各方面的要求进行研究分析,不能只强调局部利益忽略了其他地区预防水利灾害的需要。

参考文献:

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3 曾畅云 李贵宝 傅桦 水环境安全研究进展[J] 水利发展研究2004年4月

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基金项目:浙江省水利厅研究课题(RC0603)