长江中下游洪涝灾害的成因分析及防御对策

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长江中下游洪涝灾害的成因分析及防御对

策



第l7卷第6期 1998年l2月

f黄i成国铹蚜罨,铂2中T,f 岩石力学与工程

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长江中下游洪涝灾害的成因分析及防御对策 7口(中 白世伟谷志孟 武汉490071) f,33I/ T2.2

历史在刻记本世纪1931年,1954年长江的大洪水之后,无疑还将铭记1998年的全流域

大暴雨,大洪水,大决战.在与洪魔搏斗的抢险中?在堤防溃口的求生中,在扒口行洪的转移

中,人们在深思,长江中下游洪涝灾害的这场空前的大恶战缘自于何?l


据此,本文欲就其成

因及其发展势态予以剖析,并在此基础上,提出相应的对策和建议. 1长江中下游洪涝灾害的成因及其发展态势分析

长江由60多条主支流和5O多个大小湖泊构成-全长愈6300km,流域面积1.8×10e

km.,是世界第三大河.她流经全国l9个省,市,自治区,滋润着全国115的土地,挠灌着全

国114的耕地,哺育着全国1/3的人口,是我们中华民族伟大的母亲河,在我国经济社会生

活中,有着举足轻重的作用.然而,每当汛期来临,滔滔洪水日夜不停地冲击堤岸,威胁两岸

人民生命财产安全,吞噬岸滨富绕美丽的家园之时,也叫人们心惊胆寒,给我国经济社会的

可持续发展带来了沉重的负担和麻烦.

从本世纪长江中下游已发生的三次全流域大洪水看.酿成洪涝灾害的原因主要有以下4 点:

(1)集中降雨量多,强度大,持续时间长,形成恶性降雨组合加之上压下顶,泄洪不畅,

造成了洪峰重叠追加.居高不下的局面.

以1998年为例口],自6月12日起,长江流域曾出现过8次大范围的持续性强降雨过程.


一

次是6月12~27日,江南大部份地区暴雨频繁.江西,期南安徽的降雨量比常年同期多

l倍多,江西北部多2倍多.一次是7月4～25日,长江三峡地区,江西中北部,湖南西北部

和其他沿长江地段.降雨量比常年同期多0.5至2倍.一次是7月末至9月上旬,长江上游,

汉水流域,四川东部,重庆,湖北西南部,湖南西北部降雨量较常年同期高出2～3倍.受降

雨影响,长江发生了第三次全流域性大洪水.7月份长江中下潞主要的洪量超过1954年,其

中宜昌站121.5X10.m.,比1954年多45×10.m.,汉口站16’t.8×l0.ml,比1954年多l2

×10.m..长江上游地区的多次长时间的持续性强降雨,加之清江,汉江和洞庭湖水系湘江,

资水,沅江,澧水多次大洪水的相追,相加,相叠.鄱阳湖水系信江,修河,馓河和抚河均超

1998年10月7H收劲来稿.

作者白世伟简舟一男,57岁,1965年毕业于四川大学物理系固体物理专业.现任所长,研兜员,博士生导师,主要从事岩

?702?岩石力学与工程1998年


历史高水位的”水坝型”顶托.造成泄洪缓慢.水位高居不下,是形成此次长时间高水位的直 接原因.

(2)无序围垦,无章砍伐,导致生态环境恶化,水土流失,行,蓄洪能力减弱,使得酿

成洪涝灾害的可能性加大,抗洪减灾的能力降低.

据195;’年调查统计r,长江流域的森林覆盖率为22,水土流失面积还只有36.38x

10’kin21到1986年,森林覆盖率只有l0,水土流失面积增加到了73+9dx10km.30年

阿,森林覆盖率降低了12.水土流失面积扩大37.56x10’km..何况这种情况继续发展.

植被破坏的结果,必然导致水土流失的加剧,江水泥沙量的增加,河床的淤积抬高,径流量

的减小和水位的增高.据统计,从1949~1988年的40a间,由于肆意围垦和淤积,洞庭湖的

总面积由4350km减到了2145km;鄱阳湖的湖面缩小了1/5)湖北省l066个面积超过

0.5km的湖泊只剩下了300个,湖泊面积减小了6OOOkm{江苏省湖面损失了l600km ……

.帅a阿,长江中下游的湖泊面积总共减少了10OOOkm.,相当原有湖泊


面积的45.5,

丧失了35X19m的蓄洪能力,几乎为在建三峡水库1.63倍的防洪库容量.此外,严重的水

土流失,还使长江流域塘堰的总库容被泥沙淤积了一半以上,中小水库淤积了库容的l/d～

1/6.总之,生态环境的恶化,导致了50Xl09m.的库容损失,相当于长江沿线d0个分蓄区

的库容.所以说,这是造成长江流域洪涝灾害的又一重要原因. (3)大堤设防标准偏低.堤防工程质量参差不齐,加之堤基地层复杂,又没有进行有针

对的加固处理,是形成漫溢和渗漏,管涌,掼堤的根源之一.

据了解,大多数堤防的设计,是以当地多年的实地平均水位为标准进行的,只有少数重

要干堤,是比照1954年的最高洪水位设计的,这也就是说,大多数堤防防洪标准为l0～20a 一

遇.重要干堤为50～1O0a一遇.

“万里长江,险在荆江”,据荆江险要之最的监利县县志所记r:”全县拥有堤防长516.27

km,其中荆江大堤d7-50km,长江干堤96.65km”;1990年荆江大堤和长江大堤的堤身断

面比1949年前分别增大1倍和1.4倍,堤顶高程分别增高了3～4111”I


其中剂江大堤.堤顶

高程达39.35~41-95m,长江干堤的堤顶高程有52.5oA超过1954年当地实有最高水位2111

以上,47.5超过l～2m”.而1998年的最高洪峰水位监利站为38.31m,比1954年高出了

1.25m,说明设防标准仍然偏低M.

此外,由于现有堤防大都是原有堤防通过逐年加筑培修形成的,层面阿的整合和基底的

加固,一般都难到位?加之沿江二元结构地层的多变性和白蚁,螯虾,蛇类等动物穿凿和淘

挖等等,为堤防工程防洪挡水时产生脱坡,崩岸,掼I=l提供了内在条件,这是形成洪涝灾害 又一原因.

(d)高新技术投入不足,对险情隐患尚无准确可靠的预测预报手段,不能做到防范于末

然,出现险情全靠水来土挡的土办法处理,费工费时,延迟时机. 从目前对付长江洪魔的对策,方法和技术看,大都属于历年防汛抗洪中积累总结出来的

老办法,老技术.如全线布阵大兵团作战护堤的人海战术I坦表拉阿式排队巡查与水下触摸

探测的土方法’苣险}水来土挡头痛治头,脚痛医脚”的土技术抢险等等.这些方法,技


术,虽然行之有效,并且取得了一次又一次的成功,但大量耗费人力,物力和财力,而且还会 贻误时机,造成失误.

在1998年6月9日至9月中旬的抗洪斗争中,现代高新技术成果——星云图一,水

位滇进模型”,”因特阿”的应用,使人们预先得知未来水情,f~JT”心中有数,赢得了宝贵的

第l7卷第B期白世伟等.长江中下游洪涝灾害的成因分析及防御对策?71)3?

时间,并对有限的库容实施了科学合理的错峰调度,避免了片面性,盲目性以及靠人车传递

情报资料的时间失误,取得了显着的经济与社会效益.

但在防汛抗洪中,有些高新技术成果,如探地雷达,全球卫星定位技术(GPS),回声测

量仪,井下摄影和4堵漏剂与丙凝等等虽为抗洪决策提供了一定的依据,但是,由于缺乏对

堤防工程结构状态及其相关力学特性与加固处理效果的相应研究,尚未发挥出真正的作用和 效果,其主要原因是:

(1)科技工作者平时没能把高新技术在防汛抗洪中的应用提到应有的位置,没有针对性


地开展相应的试验及应用研究,缺乏足够的技术与经验贮备.如对高水位状态下,堤防工程

的渗透,散畏,管涌机理及其形成环境缺乏系统的研究,不敢胃然行事. (2)防汛抗洪,事关重大,防汛工程险情的探测诊断和抢险加固,要求快速,敏捷,可

靠,不能有任何失误.风险大,科技人员有思想压力,不敢胃然进行尝试推广.

(3)防汛抗洪,属公益性事业,专用技术和产品的应用范围有限,缺乏支撑性投入,驱动 力不足.

(d)由于高新技术投入不足,既不能做到防患于未然,也不能实现快速及时有效抢救.

纵观历史肴现在,自公元前185年至1911年的2096a闻,共发生洪灾214次,平均10a 一

次}1921年至1949年的28a间,共发生洪灾11次,平均2+5a一次}1990年至1996年的

7a间,共发生洪灾5次,平均1.da一次.可见,随着时间的推移,长江干流洪灾发生的频数

在逐年增加,而且,越到现代,频率越高,发展势头令人担扰,如不及时采取果断措施,必将

危及整个经济社会的可持续发展,带来不堪设想的恶果.


总结过去想未来,在洪涝灾害一时难于根除的今天,进一步提高防汛抗洪技能是必要

的.在面对21世纪,举步迈向以现代科学技术为核心的知识经济的今天,要大力进行防讯抗

洪技术的创新,这也是我们科技工作者义不容辞的职责. 2对策与建议

从以上论述中不难看出,形成长江中下游洪涝灾害的原因,除气候异常,集中降雨量大

之外,还与强调眼前的局部利益,无视流域规划,强1Bj改造自然,导致流域内的环境恶化,水

土流失加剧,江河泥沙剧增,蓄洪能力锐减,堤防质量低下等因素密切相关.

为根除洪涝灾害,实现经济社会与生态环境的协调发展,国家提出了标本兼治,根治水

患的32字指导原则,并作了相应的部署,但它的落实还需要一个很长的过程,并非三年五载

所能,因此,防汛抗洪乃是不可忽视的长期任务.

为改变当前被动防汛抗洪的局面,本着安全第一,常备不懈,以防为主.积极抢险的

精神,为提高防汛抗洪技能,我们从岩土力学的观点与岩土工程稳定的角度出发,提出了以

下科学防汛抗洪的对策与建议:


(1)长江干堤的分区,分段评价与归类研究即通过综合研究由各种技术手段获得的堤

身,堤基,河床及邻近地层的资料,对长江中,下游沿线干堤的稳定性和安全性分区段进行

评价和归类,将之分成加固治理和探测技术研究的紧急,重要,欢重要和一般地段,为下一 步开展工作提供依据.

(2)长江干堤地层信息系统的建立与开发研究,即建立以岩土力学,工程地质理论以及

地层勘探资料为基础的沿江堤防工程体系浅部地层信息系统.

?704?岩石力学与工程1998正

(3)长江干堤堤身,堤基险情的快速探测与诊断技术研究.即通过研究力争在以后的洪

水灾害来临时,在各种重大险情出现之前,能在大范围内以低廉的成本进行准确可靠的探测

和预警预报,提前采取防范响应.防患于未然,避免重大稳情的出现. (4)长江干堤堤身,堤基险情的快速整治加固材料及相应处理技术研究.即通过研究,

使长江干堤已出现的险工险段和重要战略地段得到全面综合治理和有效加固.在以后汛期来

临时,使可能出现的堤岸软化崩塌,散漫和管涌等险情可以快速加固处


理,疏导和封堵I可

能出现的溃口,崩岸等地段可以快速抢救和有效修复{沿线水毁工程在灾后能得到有效恢 复.

(5)汛后水治工程建筑物的安全评价及整治对策研究,即建立水治建筑物安全评价方

法,使沿线水毁工程在灾后能得到有效恢复.

(6)建立防洪工程专家系统.即建立防洪工程类别,工程险情评价,险工险段治理对策

和洪水期阿险工险段排险措施等功能的系统,以便为政府有关部门提供直观的资料系统和科 学决策依据. 3结论

从我们现有的基础和条件看,在有关部门的重视和支持下,通过广大科技工作者的努

力,把诸如浅层地震仪,高密度电法仅,声波探测仪,探地雷达,核子密度仪,孔隙水压计,

光电测压计,钻孔摄影仪,滑动测微计,钻孔测斜仪等众多的先进仪器及各种快速加固材料

和相应的加固处理技术应用于防汛抗洪实践,改变当前防洪抗洪的被动局面是完全可能的. 参考文献


l金辉.长江.我为你哭泣.南方日报.1998.&14 2湖北省致协 l资源环境委员会.关于今年我省hhneng (h’ofBoe,k4”岛”J】lf础_拓^e韶∞d舯of隅钟8,4430071)

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