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南美洲洪涝灾害应对模式及其对我国的启示

2011-02-14耿思敏严登华郝彩莲李立新

中国水利 2011年11期
关键词:南美洲洪水措施

耿思敏 ,严登华 ,冯 婧 ,3,郝彩莲 ,李立新 ,3,尹 军

(1.中国海洋大学环境科学与工程学院,266100,青岛;2.中国水利水电科学研究院水资源所,100038,北京;3.东华大学环境科学与工程学院,201620,上海)

南美洲洪涝灾害应对模式及其对我国的启示

耿思敏1,2,严登华2,冯 婧2,3,郝彩莲2,李立新2,3,尹 军2

(1.中国海洋大学环境科学与工程学院,266100,青岛;2.中国水利水电科学研究院水资源所,100038,北京;3.东华大学环境科学与工程学院,201620,上海)

南美洲在洪涝灾害的综合应对中取得了一些经验,在借鉴这些经验的基础上,结合我国洪涝发展态势,指出在我国未来洪涝灾害综合应对中,需形成“与洪水共存”的基本理念,在降低社会和自然生态系统脆弱性的同时,适度承担风险;以洪涝灾害风险管理为核心,加强应急管理,强调综合管理;合理进行土地利用规划,重视城市洪涝灾害发生的风险;工程措施与非工程措施相结合,重视非工程措施的长远效应;充分利用信息技术,提高预警预报能力;拦沙清淤与泥沙资源化相结合,提高河道及区域洪涝调节能力;建立政府—企业—公众共同参与的管理模式。

南美洲;洪涝灾害;应对模式;启示

一、南美洲洪涝灾害现状及成因

1.南美洲洪涝灾害现状及特征

(1)洪涝灾害总体概况及典型洪涝灾害

南美洲大部分地区位于赤道附近,属热带雨林和热带草原气候区,全洲降雨充沛,容易发生暴雨型洪水,尤其是当厄尔尼诺现象发生时,南美洲多条江河流域洪水并发,山洪及泥石流对人民生命及财产安全造成极大威胁,特别是亚马孙流域面临着更为严峻的洪涝灾害风险。在安第斯山脉脚下,则存在融雪型洪水。南美洲的阿根廷、智利等地区具有多样性气候与水文条件,不同地区年平均降雨变幅很大,降水的年际年内变化也很显著,容易出现洪水与干旱交替发生的现象。在过去的几十年中,由于气候变化和人类活动的影响,南美洲洪水的量级与频率都有所增加,阿根廷东北部的巴拉那河流域等地区,洪水的洪量、持续时间、淹没范围与灾情都是极为严重的。另一方面,南美洲存在过度城市化现象,到2000年,城市化率已达78%,2002年,巴西城市化率高达82%。如此高的城市化侵占了大量洪泛区,城市化与河流渠道化还增加了洪峰流量、洪水的频率与量级,使南美洲面临严峻的洪涝灾害问题。

(2)洪涝灾害基本特征

南美洲洪涝灾害具有以下特征:①洪水类型多是暴雨型洪水。②洪水发生范围越来越广,某些干旱的地区如巴西东北部,也面临洪涝灾害的威胁。③城市洪涝灾害形势严峻,对经济社会造成的损失极大;内水外排不畅,外水缺乏有效阻挡,一旦发生暴雨事件,城市形成洪涝灾害的可能性增大。④南美洲河流易发生全流域性洪水,如亚马孙河、拉普拉塔河等跨国河流,经常发生全流域性洪水。⑤河道、水库泥沙淤积严重,使调洪蓄洪能力降低,洪涝灾害发生的可能性增加。⑥随着经济社会快速发展,洪涝灾害带来的损失呈增加趋势。

2.南美洲洪涝灾害成因

(1)洪涝灾害多发的气候与地理背景

在南美洲,约2/3的土地位于热带湿润地区,这些区域受赤道低气压带的控制,来自海洋、经过暖流上空的信风深入内陆,形成世界上面积最大的热带雨林(亚马孙热带雨林)气候区。全洲降水充沛,年降水量在1000mm以上的地区约占全洲面积的70%以上,亚马孙流域年降雨量多在1500~2500mm之间,具备发生暴雨型洪水的自然条件。

南美洲厄瓜多尔与秘鲁北部等地区直接受ENSO(厄尔尼诺—南方涛动)影响,当厄尔尼诺现象发生时,南美洲西岸由干燥转为潮湿,秘鲁及智利皆曾因此出现罕见的大洪水,造成许多人伤亡,财物损失非常惨重。

(2)全球气候变化的综合影响

一方面,以南美洲北部暖波动为主要特征的气候变化导致降水量和降水的时空分布随之变化,森林恢复不力、调洪湖泊面积大幅度减少等生态系统恶化问题,海平面上升降低了河流排水入海的速度,使洪涝灾害增多、损失增大。另一方面,气候变化使南美洲极端降雨事件频繁发生,在气候转暖期间特大暴雨型洪涝灾害呈波动性加剧发展趋势。另外,气候变化导致南美洲南部的阿根廷、玻利维亚、秘鲁等多个国家遭遇多年罕见的寒冬,当春季气温骤升,安第斯山脉冰雪大量融化,易发生融雪性洪水。

(3)脆弱的工程与非工程体系

南美洲防洪除涝工程体系存在较多薄弱环节,工程的设计标准相对于新的洪涝灾害发展形势来说太低,对其进行改进或修葺面临一系列困难。在与洪水长期斗争的过程中,南美洲虽然形成了一些应对洪涝灾害的经验模式,但管理仍存在缺陷,相对于气候变化下洪涝灾害发展形势存在一定的滞后性。防洪除涝工程体系和非工程体系存在的风险,加大了洪涝灾害发生的可能性,同时也使洪水对经济社会和自然生态系统造成的损失增加。

二、南美洲洪涝灾害应对模式及存在问题

1.总体应对模式——与洪水共存

阿根廷的Victor Pochat先生在“水旱灾害与管理”国际研讨会上作了题为 “阿根廷洪水管理的若干经验”的报告,强调了“与洪水共存”的战略思想。协调各省之间的行动,将传统的工程措施 (堤防、分洪道、水库)与非工程措施(例如早期警报,合理的土地利用规划,划定特大洪水期间人、畜转移的地带等)结合起来。在工程措施中,强调重点保护区防洪工程的长期投资计划,建造避难场所并配以应急设施,改进房屋的耐淹性等;在非工程措施中,更强调适应洪水以获其利(肥沃的沉积土壤、发展渔业的表层营养物、地下水的补给等),制定国家防洪法,进行洪水风险的区划,发展民营洪水保险等。

2.城市洪涝应对模式与措施——干支流协调管理,工程措施与非工程措施相结合

随着南美洲城市化进程加剧,无限制的城市化对防洪的压力越来越大,主要表现在:城市及其周边的绿化面积大量减少,降低了对洪水的阻挡作用;城市化不透水层妨碍雨水自然渗透到地下,大量地表水成为径流沿街道和建筑物流下,增大了径流量;城市规划没有考虑城市的地形,加大了洪涝灾害发生的风险;城市发展完全忽略了城市的自然排水系统,这些自然排水系统被巨大的建筑群堵塞。

库里蒂巴都会区(RMC)位于巴西南部的巴拉那州,此区域的洪水主要有两种类型:城市化造成的洪水和河流运输能力小而造成的洪水。城市化导致库里蒂巴洪水流量增加到开发前的6倍。城区有大量的渠道用于排泄洪水,渠道的建设导致城市的建设费用巨大;河流运输能力小导致洪水的发生(主要是因为洪泛区被人为占用,桥梁、土堆等城市基础设施阻碍径流,低效率的排水工程)。

为处理库里蒂巴都会区的各种环境问题,世界银行资助其建立了卫生规划组织。洪水管理项目作为其中一个重要组成部分,其目的是在城市自身的限制条件下,以减少洪水造成的经济社会损失为前提,制定洪水管理措施。具体如下:

(1)干流采取的主要工程措施

将都会区内的伊瓜苏河洪泛区作为滞洪区保护起来,同时规划了一个宽300~1000m,面积约20km2的公园,将曾经在公园居住的居民安置到其他地区。公园的一边是渠道,另一边是伊瓜苏河,渠道和公园的修建同时进行。渠道限制了居民的居住,减少了土地开发,同时增加了伊瓜苏河的泄洪能力。

此地区大部分土地由州购买,并以最少的费用进行开发,部分区域被保护起来作为湿地,改善支流水质的同时增加了蓄洪量。

(2)支流采取的主要工程措施

都会区的城市排水整体计划(UDMP)按以下原则进行:在支流上建设市区公园,削弱上游地区可能增加的洪峰流量;在支流流经的县,根据各自情况,执行县的规章制度,对新的规划、建设项目加强管理。

为了让所有的县都参与到UDMP中来,政府采取了相应的经济刺激和法律约束措施,即加强水法的效力,市区内所有可能影响径流变化的开发活动都必须得到许可才允许进行;建立专门基金,为各县加入UDMP提供资金援助。

(3)城市排水综合管理措施

①合理规划土地利用方式。城市内部或靠近城市的小流域中,根据其具体条件,对居住和开发进行合理规划。为规避洪水的影响,规划中预留一定的公共用地,保证它们不会受到侵占。

②完善相应法律制度。制定洪峰流量增加时的排水规范,加强洪泛区的土地利用管理,增加保护区和已建设排水控制地区的税收,根据各地条件制定相应的法律,并加强现存法律的效力。

③加强公众参与。城市排水设施和需求采用公众投票的方式来决定;在城市排水系统的建设过程中,通过NGO代表为各阶段的计划和方案建立公共咨询机构;提高公众对城市化给城市排水所带来影响的认识。

④开发预警预报系统。都会区负责洪水管理的州立机构(SUDHERSA)开发了一个洪水预警系统,由雨量站和水文站的遥测和传送系统将降雨和水文数据传送到预警系统中心,然后采用数学模型对主要河网进行洪水预报和预警。

3.工程措施应对模式——骨干工程调蓄与流域综合治理相结合

(1)利用大坝防洪

巴西在图库鲁伊和库鲁阿—乌纳等河流上修筑的一系列大坝,对防洪有一定作用。对于巴西的大型水电项目来说,主要准则就是溢洪道的设计规模要使大坝失事的机会尽可能减小。在南美洲,选择设计入库洪水过程线的现行做法因项目不同而不同,每个项目一般都以自身的价格来作出分析,同时还考虑确定实际入库洪水过程线的决定性自然因素,如流域大小、极端的气象条件、支流的特殊地形等。

(2)改造引水坝

秘鲁为减少洪水造成的灾害损失,对引水坝进行改造,采取的主要措施有:减少上游泥沙淤积,增加堰的泄洪能力,防止对下游堆石湖堤的冲刷,精心制订闸门操作管理计划。

4.河道洪水应对模式——河道清淤与泥沙资源化相结合

拉普拉塔河两大源流巴拉那河和乌拉圭河水量充沛,富含泥沙,使拉普拉塔河泥沙淤积量每年可达600万m3,形成众多沙洲和浅滩。将水土保持、拦沙、冲淤、抽泥、清淤、导流、建闸等工程措施与泥沙资源化结合起来,如将泥沙当做肥料、建材等,发挥其兴利除害的功能。

5.投融资模式——政—经—企相结合模式

巴西政府成立了世界上不多见的位于内陆的马瑙斯自由贸易区,采取各种减免税收的优惠政策,引来大批国内外投资,建立起商业中心、旅游文化中心,使这里成为一个巨大的 “自由市场”。为了带动整个亚马孙河流域,特别是中西部的发展,巴西政府规定,自由贸易区每年必须以其收入的一部分作为无偿援助,支援周围地区建立工业、农业、科学、文化事业,还规定自由贸易区要支援国内科研机构,以开展对亚马孙河流域发展问题的研究。自由贸易区的成立,不仅促进了流域的综合开发利用,又能够为洪涝等自然灾害的管理、灾后重建提供资金支持。

6.南美洲洪涝灾害应对模式的不足

①缺乏以流域为基本单元的洪涝灾害应对模式。南美洲诸国在应对洪涝灾害的问题上,基本是以行政区为单元,存在“多龙管水”现象,不利于流域的整体发展和管理效率的提高。

②风险管理不到位。洪水风险管理是数据和信息收集,风险评价,选择性评估,制定各种减轻、控制、接纳风险或对风险进行重新分布的政策,并保证政策高效实施的过程。而南美洲的洪涝灾害仍然以常态管理为主,缺乏以风险管理为核心的综合应对措施。

③防洪资金保障不足。南美洲诸国都属于发展中国家,没有足够的经济实力为防洪提供专门资金,只有当洪涝造成既成损失后,政府才会发放救灾资金,不利于防患未然。

④没有建立政府—企业—公众共同参与的管理模式。政府、企业、公众等不同利益主体的合作,能够加大政策的执行力度,提高行动效率。南美洲各国虽然重视公众参与,建立了各种公共咨询机构,但缺乏政府—企业—公众共同参与的管理模式,不利于根据最新形势和发展情况对政策进行调整。

⑤部分防洪工程标准太低。当降雨量增加为原来1.1倍的时候,100年一遇的工程会变为50年一遇~60年一遇;当雨量增加到原来1.2倍的时候,100年一遇的工程将变为40年一遇。随着极端降雨事件的增多,部分防洪工程标准已严重降低,加大了洪涝灾害的破坏力度。

⑥缺乏完善的数据监测系统。对发展中国家的城市来说,缺乏有效的水文数据是一个长期存在的问题,导致许多工程设计不当且耗资巨多。有效的城市排水规划和洪水预警预报都需要完善的数据收集系统和有效利用数据的方法的支撑。

⑦城市排水系统效率不高。城市化使径流量增大,同时破坏了天然的排水系统,而城市排水管道又建设不足,很大程度上增加了洪涝灾害发生的可能性。

三、南美洲旱涝灾害管理模式对我国的启示

1.以洪涝灾害风险管理为核心,加强应急管理,强调综合管理

南美洲和我国目前的洪涝灾害应对模式是在将部分地区洪涝风险降低的过程中,发生了风险的转移,影响到整个生态系统的整体和长远利益。因此,在进行洪涝灾害管理时,应以整个流域为管理单元,以风险管理为核心,合理统筹上下游、左右岸、干支流、城乡间的风险与利益关系,采取规避、降低、分担风险,增强风险承受能力,提高风险预见能力,健全风险应急能力,避免人为加重风险等多重策略,进行风险预测、评估、分析和应对。同时需加强应急管理体制的建设,寓危机管理于常态管理之中,并以立法为切入点,明确各相关部门在应急行动中的责任与义务,避免“多龙管水”。制定不同等级的应急预案与启动标准,开展全民的应急训练。在紧急情况下,根据灾害等级和范围,统一指挥,协调行动,采取强有力的措施保护公众生命及财产安全。

2.形成“与洪水共存”的基本理念,在降低社会和自然生态系统脆弱性的同时,适度承担风险

洪水是自然生态系统的一部分,其发生、发展具有一定的生态作用,人类应正确处理与洪水的关系,在还洪水以空间的同时,适度承担风险。防洪减灾的本质属性是在人类与洪水相互竞争生存与发展空间的矛盾对立中寻求平衡点,并以此为中心建立防洪减灾对策和有效措施。在洪水管理中,适度承受一定风险以合理利用洪水资源,有助于水环境的改善,是可持续发展的必然需求,也是水旱灾害管理的重要内容。如巴西更强调适应洪水以获其利(肥沃的沉积土壤、发展渔业的表层营养物、地下水的补给等)。

3.合理进行土地利用规划,重视城市洪涝灾害发生的风险

我国同南美洲诸国一样,快速的城市化使洪泛区被大量占用,且排水系统落后,对城市安全造成很大威胁。要明确划分洪泛区、蓄滞洪区、河道以及防洪规划保留区等不同防洪标准的保护区,根据洪水风险的性质和程度,对不同的土地利用类型进行相适应的国土规划,界定各区域适宜的、限制的或禁止的土地利用行为。另外,应编制灾害风险图,针对各城市情况制定相应的管理条例,保证土地利用规划的有效实施。巴西为了预留足够的行洪区,将曾经在公园居住的居民安置到其他地区。阿根廷对洪泛区的管理目标是“改变对工程措施的依赖性,对洪泛区的发展实施土地利用管理”。我国部分地区可以借鉴这种模式。

4.工程措施与非工程措施相结合,重视非工程措施的长远效应

要从以工程措施为主,向工程措施与非工程措施相统筹的管理手段转变。随着工程规模的不断增大,极端事件频发,工程自身的一些副作用也日益显现,应更为科学合理地规划、设计、建设、管理与运用水利工程体系,实施全面的工程检测,从最弱的环节开始补修,尤其是注意改造排沙设施,实现现有设施永续经营,充分发挥其除害兴利的综合效益。

将工程措施与法律、行政、经济、技术、教育等非工程措施有效结合起来,促进水利工程体系的建设与管理,不断降低旱涝灾害的风险与承载体的脆弱性,增强社会承受风险与恢复重建的能力。例如,对城市新规划项目的防洪量、排水设施等进行严格规定,以不增加径流为基本原则;对于已存在的建筑,可以通过发放补助、降低税收等措施强制对其进行改造。

5.提高预警预报能力,充分开发和利用3S技术

根据区域旱涝灾害的发生、发展规律,应用旱涝预警的多指标体系对旱涝进行早期识别与评估,并发布旱涝发生、发展和终止阶段的全过程预警预报信息。其中,正确处理预警预报精确性与快速应急响应之间“此消彼长”的关系是提高预警预报能力的关键。

充分利用3S等新技术对旱涝灾害进行风险的预报与评估。RS、GIS、GPS为我们提供了强大的数据库及与旱涝灾害相关信息,可为了解灾害情况、进行风险评估、制定防灾减灾措施、进行土地利用规划提供可靠的数据支持。

6.建立政府—企业—公众共同参与的管理模式

在防灾减灾过程中,政府的力量是有限的,全社会公众、媒体与非政府组织的共同参与是不可替代的,应建立政府—企业—公众不同利益相关方共同管理的模式。南美洲一些国家将不同类型洪水的形式、不同规模洪水的淹没范围等信息公之于众,并通过媒体、非政府组织等方式对公众进行防灾教育和训练,经实践证明这是增强全社会风险意识和提高公民自救能力的有效手段。

7.拦沙清淤与泥沙资源化相结合

我国河流,尤其是黄河,泥沙丰富,对河道及水库等防洪除涝工程体系造成不利影响,应在采取水土保持、拦沙、冲淤、抽泥、清淤、导流、建闸等工程措施的同时,对水沙资源优化配置,实现泥沙资源化,如南美洲拉普拉塔河,将泥沙当做肥料肥田,当做建材筑堤,发挥其兴利除害的功能。

[1]丁一汇,任国玉,石广玉,等.气候变化国家评估报告[J].气候变化研究进展,2006(1).

[2]刘九夫,张建云,关铁生.20世纪我国暴雨和洪水极值的变化[J].中国水利,2008(2).

[3]Yamamoto R,Sakurai Y.Longterm intensification of extremely heavy rainfall intensity in recent 100years[J].World Resource Res,1999(11).

[4]程晓陶.加强水旱灾害管理——国际社会治水方略调整的共同趋势[J].中国防汛抗旱,2005(1).

[5]王义成.世界洪水管理理念与实践[M].北京:中国水利水电出版社,2009.

[6] 程晓陶,吴玉成,王艳艳,等.洪水管理新理念与防洪安全保障体系的研究[M].北京:中国水利水电出版社,2004.

责任编辑 张金慧

Responsive-modes to floods in the South American and the experiences with reference to China

Geng Simin,Yan-Denghua,Feng Jing,Hao Cailian,Lilixin,Yin Jun

Some responsive-modes have been established which are useful to China at present: the comprehensive response.Through comparing the experiences and weakpoints in South America and the development trend of floods in China,the con ception of“coexistence with floods” was established in China’s integrated response to floods in the future.The vulnerability of society and ecosystems should be decreased and proper risks should be taken at the same time.With the core of risk management of floods,emergency management should be enhanced and integrated management should be addressed.The land is supposed to be used rationally and great attention is paid to urban flood disaster. The engineering measures and non-engineering measures should be connected together and the long-term effects of non-engineering measures should be placed great importance on.Early warning and forecasting capabilities need to be improved with the assistance of information technology.Sediment dredging and sediment resourcization should work together to improve the ability of flood regulation.What’s more, management mode of government - business - public participation canbe constructed on the basis of this.

South America;floods;responsive-mode;reference

国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(编号:2010CB951102)。

TV122

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1000-1123(2011)11-0053-04

2010-11-04

耿思敏,硕士研究生,主要从事水资源与水环境综合调控研究。

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