第13章 洪水的治理与共生(2)

这种拦截效果在降水较小时效果更加明显，在大强度降水时效果迅速减小。不过，拦截的效果不仅仅是延迟了雨滴向地面的降落，也会减少雨滴落下时的能量，减轻对地面的冲击压实，具有减少形成土壤表面不透水层的作用。再者，森林覆盖能够促进一种有益的作用，特别是对于黏性土壤更是如此。森林的土壤表面盖满了落叶和植物的碎片，能够吸收一定数量的降水并有助于雨水入渗，延缓地面径流的发生。

最后，通过植物有机物质的堆积和微生物的演变，森林能够逐渐使土壤转化并形成肥沃土壤，深层土壤通过这种方式可形成较高的入渗能力和持水能力。这些特性有助于形成大量的入渗，于是，其结果是可使径流减缓到洪水过后。相应地，通过减少地面径流和植被形成对土壤表面的保护，森林在减少土壤流失方面也有显着的作用。

除此以外，还要提到土地本身所受的负效应。地面水土流失，使河道水流的泥沙含量增多，在洪水的发生过程中会带来一些潜在的后果，包括：

①水库的泥沙淤积（在分水坝、蓄水坝和调洪坝的后面）。

②经逐次暴雨过程中的堆积，在斜坡处形成冲刷锥体，阻塞正常的河床，并可能在随后而来的洪水期导致洪水泛滥。

③淤塞下游洪泛区，降低河道的过流能力。这种淤积加重了洪水向洪泛区的溢流泛滥，又会造成洪泛区上更多的淤积，使其逐渐升高。

同时，河床也被抬高。

④增大河道对水流的拖扯力和河床糙率，在同样洪水流量下会使洪水水位抬高。

⑤引起大量滑坡，在天然河道里形成临时阻水坝，随后发生的漫顶和坍塌，会形成洪水波，威胁下游水坝。

森林，通过减少水土流失和减缓地面径流的推进，对减轻潜在的破坏和风险有巨大的作用。因此，对森林的维护、恢复，或在流域里植树造林是洪水管理非常重要的措施。当然，也应当记住，要对造林的效果进行量化（作为洪泛区综合管理计划的一部分）是很困难的。

（2）耕种的影响

一般来说，与森林类似，对土壤进行耕种、建立天然草场或牧场、建立植被等，能够对径流和水土流失产生影响。不过，这种效果取决于种植作物的持续性和农业的耕作方式。

如果在森林覆盖的地方开垦耕种，则实际上将会造成负面的效果。

如果采用排水系统形成集中径流就会引起水土流失加重，或者重新划分田块去除对径流的自然约束，例如等高田埂，那么就会带来更多的问题。另外，正像在大型农场里经常看到的一样，沿坡度方向耕作和在土壤处于塑限含水量以下进行耕作，都会严重地加剧地面径流的发生。

土地和土壤保护实践

土地和土壤保护实践的目标就是在汇水区内促进雨水入渗，减少作为土壤侵蚀主要原因的地表径流和流量。对土地和土壤的保护，可通过下述途径：

①造林；②建立多年生、茁壮的植被；③修建台地和梯田。

重新造林，或重新设置多年生的天然植被，即使是在较陡的坡地上采用，也会具有良好的效果。然而，对于耕作地来说，必须控制适当的坡度，当自然坡度较陡时，为了能够实行等高种植和控制水土流失，必须修建台地或梯田，通过人工方式形成较缓的坡度。在劳动力较充裕的地方，这种台地梯田可用手工来建造，例如，使用于砌石等挡土墙。

否则，可使用建筑堤坝的机械对天然坡度进行改造。

通过水平方向的搬运，用机械设备形成基本水平的条带台地，并由夯实的台阶分隔。根据土壤特性、种植的作物情况，台地表面应做成有利于排水和排水控制的适当形状。

2.河道管理

本手册中，河道管理不包括那些主要的洪水控制工程，例如，防洪大坝或堤岸，这些是防洪的工程措施。下面所述仅仅包括局部性工程，它们的任务是河道本身或其堤防的保护、抗御洪水的破坏，或减缓当地径流发展速度、减少泥沙输移等。尽管这些工程也需要施工，但其工程量一般较小，因此可以用人工来完成或者不需使用大型机械。

河道治理，特别是山区河流，主要包括改变河道的坡降，使之达到“断面平衡状态”。这是理想的情况，即在此种纵断面下，从汇水区下来进入河道的物质，将被河道水流向前输送，没有泥沙沉积也没有冲刷河床的现象。此种情况可以通过沿河床修建一系列丁坝、潜坝或低坝来达到。在它们之间，局部地减小了河床的纵坡，减低流速，并限制水流纵向的冲刷。这些措施可用于对环境方面的改善，例如鱼类的栖息地。

相反，对于河床或堤岸，应清除掉灌木和矮树丛，它们会阻碍水流，或者在洪水期间被冲走，堵塞下游的水流通道（例如，在桥梁处），导致洪水漫顶溢流。同样应清除掉河道里的巨大石块，这些石块可用在防冲的抛石护坡上，或放在铁丝笼里用于沿河修建的丁坝、潜坝上，或用于保护堤岸的防御冲刷工程上。

3.流域管理的优越性和局限性

流域管理要尽量从“源头”开始来解决洪水问题，这就是说，从降水使土壤饱和及洪水形成初期开始。这项工作在山区最为有效，因为在那里降雨强度通常很大，较陡的坡度会造成很大的洪峰流量。在这些地区应花大力气采用上述措施，使洪水在形成初期就受到限制。延缓洪水推进速度（为下游易遭洪水地区提供较长的预警时间），减少土壤侵蚀和颗粒推移现象。但也要注意到，在一些流域里，延缓支流洪水的推进时间可能会造成干流河道洪峰的增大。当只有一个子流域时，在进行干预之前必须对此进行分析。

应当指出的是，过分地减少泥沙输移，可能会导致下游水流泥沙的动态失衡。在易冲刷的河床，这种不平衡往往会导致河槽冲刷，水流需通过增大冲刷来重新建立起泥沙平衡。

根据流域的位置不同，对流域的治理措施会有很大区别。在山区，也许需要同时采用植树造林和土地与土壤保护措施。在土地利用程度较高的乡村和城市地区，需要将现在和过去使用的防护措施进行比较。

在较平坦的农村地区，这些措施包括下述的部分或全部：（1）破除垂直于水流方向的田埂或障碍物；（2）实行等高耕作和种植；（3）限制使用深沟排水或直线排水沟，它们会加大水流的汇集速度和水量；（4）限制在土壤塑限以下时进行耕作，并配以合适的排水系统及顺水土埂。

在城市地区的覆盖地面，如停车场、工业或商业区，对建立补偿性滞蓄洪水场所的必要性要进行分析。另外，小的“天然”滞洪区，可考虑与其他目的土地利用相结合，例如，公园和动物保护区，尽管作用有限，但也可考虑使用。也可发展有疏松空隙的道路来吸收一些降水。

流域管理技术在许多山区或小流域里可能很有效。然而，在大流域上，要将这些管理技术付诸实施就会有较大的难度。为了能发挥效果，必须制定有关整个流域协调一致的政策和行动计划。这就可能要求在距洪水危害区很远的地方采取行动，在这些地方所采取措施的效果是显着可知的。

流域管理技术在防止水土流失和抗御小洪水时是非常有效的。但对于较大洪水，特别在那些几小时内降水达200～300毫米的地区，其有效性就会降低。对汇水区采取上述措施，可能会使土壤入渗能力提高多达几十毫米，这样，对小洪水和中等洪水时的效果就会很显着，但是，在发生强烈降水过程时，其作用的显着性就会明显减小。尽管如此，也不应忽视这些已形成具有明显优点的流域管理技术。

防治洪涝的措施

随着人口的不断增长和人类经济的不断发展、气候变化和气候极端事件日益增多，洪涝灾害造成的危害也越来越大，防洪减灾将是人类长期要面临的艰巨任务。

洪涝灾害存在于地球陆地的许多地区，其主要发生地在沿江河两岸的平原和河口三角洲地带。这些地区地处政治、文化、经济中心，人口密度相对比较大，城市和工业也相对比较集中，一旦发生洪涝灾害，势必会造成巨大的经济损失和深远的社会影响。因此，防洪作为公众福利的安全保障事业为各国政府所认同，防洪防涝工程建设被大力推行。比如，在上游地段，控制性的综合水库起着拦蓄洪水、削减洪峰的作用而被重点兴建；在中游地段，则整治河道、加固堤防、开辟蓄滞洪区，用以安全顺畅地排泄洪水，使防洪工程体系成为一个完整的个体。与此同时，非工程措施建设也在大力进行，它通过政策、行政、法令、技术和经济等手段，与工程措施相辅相成，尽管不能对洪水的特点有所改变，但是，却能有效地减少洪涝灾害所带来的损失。

目前，主要的防洪减灾的工程措施有以下几种：

修筑堤防、整治河道，其功用在于将洪水约束在河槽里，并将其顺利向下游输送；修建水库，以便控制上游洪水来量、调蓄洪水、削减洪峰；在重点保护地区附近修建分洪区，或滞洪、蓄洪区，可以有计划地将超过水库、堤防防御能力的洪水向分、滞洪区内输送，使下游地区的安全得以保障。

1.修筑堤防与整治河道

修筑堤防、整治河道是对经济发达、流域性洪水严重地区的一种重要防御措施。防洪的基本手段之一就是利用堤防约束河水泛滥，这是一项长期、现实的防洪措施。在历史上，堤防对于防洪起着重要作用，全国着名的堤防工程，如长江中游荆江大堤、黄河下游堤防、淮河北大堤、洪泽湖大堤、珠江的北江大堤及钱塘江海塘等，都是历经了数百年乃至数千年才成为现在如此宏大的规模，不管是以前还是现在，甚至将来，其防洪意义都是不言而喻的。这些堤防不仅是全国防洪的重点工程，也是我国重要地带防洪安全的屏障。

我国自解放以来在各江河所建的防洪工程，尽管对抗洪减灾发挥了巨大的作用，但根据这些年来发生的洪水灾情来看，社会受泛滥的洪水威胁仍是不容小觑，起码在短时间内不可能彻底根治，而我国现在堤防河道工程存在的主要问题仍是对社会的一大困扰：

堤防的防洪标准较低。从目前的情况来看，仅有少数几个大城市河段的防洪标准能达100年一遇，而通常那些非城市河段的防洪标准则仅为10～20年一遇，最高也不超过50年。

堤防的质量不高，有许多险工险段。

泥沙淤积。由于山区植被被严重破坏，致使大量的水土流失，淤积在河、湖、水库内。比如，由长江宜昌站测得每年长江上游的来沙量，从20世纪50年代初到80年代末，就从4.04亿吨增至5.33亿吨，严重淤积了长江中下游河道，从而减小了其过水断面，降低了行洪能力，而且枯水期来临时，其河段的通航能力也有所限制。

河道、湖泊被严重破坏。河道与湖泊屡屡遭到破坏和侵占，尤其是现在，我国对于这方面的管理尚不成熟，治理不严和有法不依的情况时有发生，致使河道和湖泊的恶化状况日益严重，防洪安全也得不到有效保障。比如，作为黄河支流之一的青龙涧河，在靠近三门峡市的河段，一座投资了五亿元的电厂被当地人建于河内，使河宽被侵占了一半。此外，还有靠岸挖沙、向河湖内倾倒垃圾等情况，这些都会严重地影响河道与湖泊行洪和调蓄洪水能力，甚至危及堤防与城市的安全因素。

无护岸、岸坡的河道，垮塌严重。

除城市段外，我国江河几乎所有河道都没有护岸工程，经高水位长期浸泡，或经水流淘刷和风浪、船行波冲击的堤岸，坍塌现象极易发生。

坍岸也是造成江河淤积的一个重要因素，因为被水流带走的塌土大部分都在河内淤积。大量农田会随着堤岸的坍塌被洪水冲刷，河道也会随着淤积的泥沙由宽变浅，所以，堤岸的存与否影响着堤防的安危。

因此，为了适应我国国民经济的发展并确保人民生命财产安全，我国仍需进一步加强河道的整治与堤防建设。

目前，我国虽然提高了堤防在理论和实践方面的规划设计，但仍是以经验行事为主要手段，为了更好地落实堤防的治理工作，必须抓紧编制并落实科学有效的河道防洪规划。随着不断增加的人口和不断发展的经济，堤防地修建也越来越长、越来越高。许多中小支流在过去都没有堤防，但由于河床淤积、行洪能力下降和土地开发的高效利用，堤防也随之修建在其两岸用以防护。而山地丘陵区的河流又是一个特例，修筑很长很高的堤防通常是为了保护很小的面积，这类堤防不宜轻率修建，要进行综合性分析研究，从技术经济的合理性和可能产生的长期后果方面考虑。对于我国现行的防洪标准，应予以合理的修订，并在此基础上提高其深度。

在河道堤防整治方面，堤防工程建设的重点是大江大河的堤基、堤身的防渗、漏，并同时加强以清障为中心的河道管理，开展以防止塌岸为中心的河道整治。对于各流域大江大河堤防隐蔽工程的除险加固应予以加强，特别是长江堤防隐蔽工程的除险加固。在河道、湖泊和山林的管理方面，也应予以强化。

作为一个特殊体，城市防洪堤应当与城市规划相结合。使其与城市公用设施，如公园、道路、停车场等相结合，增加其堤防断面和堤内外的护堤带，让堤防的综合作用得以发挥。

对于河道输水能力不足的下游流域，如太湖和海河等，常用的办法则是开辟新的分泄洪水的河道。

2.水库工程建设

江河中下游平原地区是我国洪水灾害的集中地，由于洪水来量大、河道的泄洪能力低，防洪要以蓄泄兼筹为基本方针。一次或几次集中暴雨是我国大多数河流洪水的成因。

十分有效的调洪方法就是利用水库来调节，因为洪水的涨落快，洪峰的流量集中。在防洪体系中，水库工程是以水库调蓄洪水以减小中下游地区的洪峰流量，与下游区间洪水错峰为主要手段，另外，根据雨情、水情及下游洪水情况，可以让水库相互调度，灵活蓄泄。作为江河流域防洪的一项根本性防洪措施，水库防洪具有可靠性强，效果显着的作用。因此，它是防洪工程体系建设中的重要内容。

对于能够控制许多河流上的山地丘陵区与平原区交接河段的水库，通常也决定着下游平原区的防洪能力。比如，黄河中上游的绝大部分流域面积都受黄河三门峡水库的控制，而且上中游洪水对下游的威胁也同样得到了基本的控制。汉江丹江口水库则控制着汉江流域60％的区域，而且，汉江中下游平原的洪水灾害也因此得到控制。这些控制性水库工程的功用，不仅是其本身调节洪水的能力显着，更是保障了一条河流整个防洪工程体系调度运用的可靠性和灵活性，有利地为防汛抢险创造了条件。