洪水大作战

2024-05-17 12:59井维凤
科学24小时 2024年5期
关键词:城市防洪山洪防洪

井维凤

据《史书》记载,在大禹治水之前,洪水,是我国古代最大的洪灾之一。传说中,中华大地洪水泛滥,四海波涛滔天,淹没了大地,给百姓带来了巨大的灾难。当时的统治者尝试过多种方法来阻止洪水的肆虐,但都未能奏效。后来,大禹受命治理洪水。他首先四处巡视,深入了解各地的水情,然后采取了一系列科学有效的措施来治理水患。

大禹治水之后,我国又经历了多次洪灾与水患治理。春秋战国时期,诸侯国间的战乱导致一些地方治水工程荒废,加上自然因素,洪水时有泛滥。而在秦汉时期,黄河流域的洪水问题仍然是一个长期困扰人们的难题。黄河在这个时期多次泛滥,给世代居住在黄河流域的百姓带来了严重的灾害。我国大地发生的这一系列洪水事件,促使我国古代的智者不断总结治水经验,提出更为科学、有效的治水方案。治水工程的发展始终伴随着人们对自然灾害的不懈抗争,为后世的洪水防治工作提供了宝贵的实践经验。

神话故事《大禹治水》

时光倒流:揭秘古代治水术

据史料记载,大禹在治水过程中吸取了父亲采用堵截方法治水的教训,发明了一种疏导治水的新方法,其要点就是疏通河道,使得洪水能够顺利地东流入海。大禹率领大家开挖了许多排水渠道,增强了河道的通行能力,增加了水流的速度,从而减轻了洪水的压力。然后,大禹对河床进行疏通清淤,增加了河道的承载能力。大禹不仅参与治水工作,还组织和动员了大量的劳力参与到治水的工作中去,形成了群众性的治水运动。

位于四川省都江堰市的都江堰是我国古代著名的水利工程,建于公元前256年,由蜀郡太守李冰父子主持修建。它是世界上最古老的以灌溉为主,兼有防洪、调节水资源等综合利用功能的大型水利工程之一。修建时,李冰父子采用了巧妙的引水分流设计,通过凿开岷江东侧玉垒山山峡,并修建“水鱼嘴”,使岷江水在引入平原之前就进行了分流,减缓了岷江水对平原地区的冲击,有效减轻了洪灾的影响。通过分洪、引流、灌溉,为当地农业提供了充足的灌溉水源。古人用灵活的水利工程管理,实现对水资源的调控,满足了不同季节、不同用水需求的变化,展现了我国古代水利工程的高超技艺和智慧。

都江堰

三峡工程

黄河堤坝

涌动未来:探秘现代治水术

修建蓄洪水库众所周知,水库具有蓄洪、削峰、错峰等功能,通过控制运用和自然调蓄,能够在一定程度上减少下游地区的洪水灾害。水库削减洪水流量的原理是水量平衡方程,当出库流量小于入库流量,多余的水量就被滞留在水库内,蓄水量增加。因此,水库防洪效益大小主要受防洪库容控制,即防洪库容越大,削减洪峰、滞纳洪水的作用就越显著。因此,通过在山丘区流域上游修建水库,能够快速提高防洪能力,显著改善小流域中下游地区的防洪现状。

如今,我国已修建了许多大型水坝和水库,如三峡大坝、丰乐水库等,这些水利工程可以储存雨水、调节河流水位,有效减缓洪水的冲击,同时提供稳定的水源。其中,三峡工程是长江流域的一項大型水利工程,旨在防洪、发电、改善航运条件。这一工程规模宏大,综合利用了多种技术,包括水坝、发电站、船闸等,展现了我国在水利工程方面的技术创新和综合治理能力。

建立流域水文模型 小流域暴雨洪水规律与计算方法研究,一直是山洪灾害防御的重点。中国水利水电科学研究院结合全国山洪灾害调查评价工作,全面系统分析了全国53万个小流域特征及下垫面参数特征,总结了不同地貌类型小流域产汇流参数空间分布特征。在此基础上,研究人员建立了全国小流域暴雨洪水分布水文模型,推动了我国小流域水文模型的进步和山洪灾害监测预警技术的发展。

创建山洪灾害预警平台近年来,我国通过气象监测、遥感卫星水文监测等手段,获取实时水文资料,建立现代化的雨洪调度系统和防汛预报体系,提前预警并采取相应措施,及时应对可能发生的洪涝灾害。我国建设的国家山洪灾害监测预警平台,包括以高性能计算集群为核心的大数据支撑运行环境、以全国调查评价海量数据为核心的山洪灾害防御时空大数据和山洪预报预警模型、以山洪灾害监测及洪水实时模拟为核心的全国山洪灾害监测预警预报及信息服务系统。近年来,国家山洪灾害监测预警平台多次为国家防汛抗旱总指挥部的山洪灾害应急响应和决策辅助,提供快速的信息支撑服务。

实施洪水风险管理  实施洪水风险管理是防洪的关键。洪灾的发生是一个随机事件,洪水要素出现的不确定性给洪水预测预报和防御工作带来了很大的困难。防洪调度决策不仅受制于有关信息的完整性、准确性和及时性,而且受制于预测预报精度、工程防御能力、调度决策水平、抗洪抢险效果等。我国洪水风险管理从河道洪水风险分析、城市洪水风险分析、水库洪水风险分析和山洪风险分析4个方面开展。目前,大量的洪水风险分析成果已经成功应用于实际管理工作中。例如,2013年黑龙江中下游发生了百年一遇的大洪水,高水位持续时间近2个月。黑龙江堤防经受了严峻考验,但仍有4处决口。减灾中心及时进行洪水风险分析,对可能决口的淹没范围、水深、流速、历时等进行了演算,为堤防抢险、群众避险转移安置和恢复生产提供了有力的技术支撑。

气象卫星

世界上第一颗成功发射的气象卫星——泰罗斯1 号

杭州三堡排涝工程泵站

自动化监测无人值守泵站

规范城市防洪  近年来,随着城市化建设的逐步推进,城市内植被遭到大面积破坏,不透水铺装与日俱增,城市排涝能力呈现直线式下降的趋势。同时,在全球气候变化的影响下,特大暴雨等极端天气频发,城市內涝问题亟待解决。城市防洪规划本着蓄泄兼筹、以泄为主,全面规划、综合防御,分区设防、分步实施的原则,坚持防洪工程措施与防洪非工程措施并举。以城市总体规划为依据,根据城市在区域规划中的地位和重要性,确定城市规划期内的防洪类型及标准,制定城市防洪规划措施,组成包括水库、堤防、内河、水闸、排涝站及滞洪区等防洪排洪设施在内的完整的城市防洪体系,并在此基础上进行详细规划, 确保城市在规划期内尽量避免内涝的发生。当遭遇不大于防洪标准的洪水时,通过上述城市防洪体系的正确运用,可避免洪涝灾害。城市防洪排涝规划设计建立海绵型新型城市理念,是我国城市建设的必然趋势。

上述措施共同构成了我国现代防洪治理的体系,旨在通过技术手段和管理手段综合治理水资源,最大限度地减轻洪涝灾害的影响。在洪水到来之时,除了用各种工程措施来保障人身安全之外,我们每个人也可以及时采取一些措施来保障自身的生命财产安全。例如,在洪水发生时要保持冷静,尽量远离洪水泛滥的区域,向高地或安全的建筑物转移。我们应尽量避免步行或驾驶机动车穿越洪水泛滥区,以免陷入危险的境地。如果房屋被洪水淹了,那么我们应立即切断电源和燃气源,以避免电击和火灾的潜在风险,然后拨打当地的应急救援电话,等待救援。此外,在野外遇到山洪时,我们要保持冷静,尽量寻找安全的地方避险,避免接触湍急的水流。

我国现代防洪治理工程、防洪措施和技术的应用,为公众在遭遇洪涝灾害时提供了更为有效的应对手段,发挥了显著作用,人员伤亡大幅减少。期待未来我国可以综合运用工程、生态、科技、管理等手段,形成协同作战的综合治理体系。

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