摘要: 本文根据美、日等国最新文件和资料,结合作者多年的研究,简明地介绍了国外经济发达
国家在防洪减灾方面的最新发展趋势。内容涉及洪水灾害风险管理、泛滥原管理、防洪标准,城
市雨洪调蓄、堤防建设技术、公众参与、洪水保险、蓄滞洪区管理、防洪投入、防洪减灾科学研
究、法规建设等诸多内容。
关键词 国际、 防洪技术、 趋势
前言
面对在全球不断发生的严重洪水灾害,人们发现尽管不断地增加对防洪减灾的投入,但根治洪水灾害的梦想仍无法实现。非旦如此,随着人类社会经济的不断发展,洪水灾害所造成的经济损失仍与日俱增。1993年美国密西西比河大洪水,中国长江1991、1996、1998、1999年大洪水,促使我们重新思考人类应当如何面对洪水,如何学会与洪水长期共处。
洪水有两面性,它既是一种造成灾害的自然现象,又是保持自然生态平衡所不可少的生态过程。人们应当做的是在谋求社会经济发展的同时,如何尽量减少洪水所造成的灾害损失,而又尽力保持洪水在自然生态环境中所能发挥的洗涤、净化、补充地下水、维持湖沼、改良土壤等重要而有益的作用。
20世纪后期,人们自持实力强大,在“征服自然,改造自然”等口号的鼓舞下,开展了大规模的江河整治工程建设。修筑水库拦蓄洪水,修筑堤防防止洪水泛滥。人们普遍地增加了安全感,以为江河从此不再泛滥,河岸两侧开始大规模的建设,城市不断扩大,人口不断集中。当下一次泛滥发生时,人们又束手无策,发现洪水所造成的损失比以前有增无减,于是人们又要求更加提高江河的防洪标准。当人们又获得暂时而虚假的安全感时,就会刺激两岸经济的更进一步发展,直到再次发生泛滥时酿成更大的悲剧。人们陷入了经济发展与洪水灾害相互竞争的恶性循环之中。这样的防洪策略是没有出路的。
近年来新兴的防洪减灾思路是对洪水灾害风险进行管理,调整人与水的关系。对江河的整治由过去以防洪为主要目标逐渐转变为以防洪减灾、水资源保障、改善环境及生态系统等多目标的综合整治。并且由对水系的整治转变到对全流域的国土综合整治,在可持续发展的前提下,协调流域内人与水的关系。由“防御洪水”转向“洪水管理”。
洪水灾害风险管理包括六大方面内容:(一)洪水风险管理、(二)防洪工程风险管理、(三)防洪投资风险管理、(四)泛滥原风险管理、(五)洪水生态环境风险管理、(六)防洪决策风险管理。
洪水风险管理包括对洪水的预测和调度中的风险管理,如对洪水预报的精度,预报中可能出现的失误的评价;提高预报精度,避免失误的方法及相应的补救措施;洪水调度方案的制定,洪水预报的实时校正和洪水调度方案的调整等。
防洪工程风险管理主要对各类防洪工程在洪水状态下的安全性进行评估,工程安全监测及事故预警,工程失事的后果预测及应急方案制定等。
防洪投资风险管理主要是对防洪投资效益进行评估和跟踪调查。根据国家经济实力确定合理的投资预算,投资方向,避免投资的浪费和积压。
泛滥原风险管理主要针对在正常时为干燥地域而当发生某种频率洪水(美国定为1%洪水)时可能淹没的区域内的土地进行管理。包括域内土地开发利用方式的管理;城市防洪减灾设施的管理;建筑物结构及耐水标准的管理;洪水预、警报系统及防洪救灾体制的建立和管理;洪水保险制度的建立;灾后重建的社会、国家补偿制度等。
洪水生态环境风险管理包括对各类防洪工程建设对流域内生态系统、环境质量的影响进行评估;制定改善环境、生态保护的补偿计划并逐步实施;对洪水灾害发生后产生的环境和生态影响进行调查和评估等。
防洪决策风险管理,主要针对上述各项管理过程中的决策进行管理,避免由于决策失误造成的不良影响和失误,包括决策科学化、制度化。如建立决策信息管理系统、决策支持系统,以及建立和完善相关的法规体制等。
这种洪水灾害风险管理体制应当是全方位、全社会的工程措施与非工程措施相结合的流域洪水管理体制。与我国现行的防洪管理体制有很大的不同。在21世纪我国的防洪管理体制也应当朝这个方向努力。
泛滥原管理是洪水灾害风险管理中的重要内容,也是我国比较薄弱之处。这里重点对美国密西西比河泛滥原管理加以扼要介绍。
从管理角度定义的泛滥原是:因洪水而可能受淹的海岸、湖岸以及沿河低地。指100年一遇洪水位以下的地带。
美国泛滥原总面积38万km2,有建筑物960万户,平均每平方公里25户。
美国泛滥原面积占陆地面积的4.1%,占陆地可居住面积的5.8%;而日本相应的比例是10%及27.3%。
泛滥原具有文化、自然、资源等方面的功能,具体包括①分蓄和削减洪水;②通过洪水中污染物的沉淀、过滤、净化,改善水质;③保持地下水平衡;④提供植物群落的生存环境;⑤提供鱼类及野生生物的生息环境;⑥保持地域的自然及农业特征;⑦为人类提供良好的生活、休闲空间;⑧提供生态、历史、考古等科研、考察场所等。
泛滥原管理由联邦政府及洲、地方自治体政府共同负责。
在泛滥原管理中各机关的作用如图1所示。
1993年密西西比河发生大洪水之后,1994年1月10日总统办公室要求重新考虑美国的泛滥原管理策略,设置了泛滥原管理联合讨论委员会(Interagency Flood Plain Management Review Committee),成员包括美国陆军士官学校、陆军工程兵、农业部、内务部、环保局、联邦紧急事务管理委员会等单位抽专人组
图1 美国泛滥原管理体制
成。该委员会对1993年洪水的原因及后果、既定规划及目标达成率、历史遗留问题及诱因、泛滥原的自然功能及有益功能恢复的可能性,泛滥原各利用部门及相关单位之间的相互关系等进行了研讨。该委员会下设情报资料组及战略评价组(SAST)。该委员会在与各有关团体充分协议的基础上,于1994年6月30
日提出报告书《全社会行动��迈向21世纪的泛滥原管理》(Sharing the Challenge : Floodplain Management in to the 21st Century ),主要议题包括:
· 降低社会对洪水的脆弱性;
· 保护和爱护自然资源;
· 明确联邦、洲、地方自治体对泛滥原管理的职责;
· 促进泛滥原管理技术的提高。
该委员会强调要充分把握流域的基本特点,确实建立与其特点相适合的流域防洪系统,同时必须进一步恢复泛滥原的自然功能。
目前我国大江大河防洪工程标准较低,是造成1998年大水灾的原因之一,因此水灾之后各地都陆续提出提高防洪标准的要求。甚至有些地区未经统一规划就提出将堤防标准提高到100年一遇,甚至200年一遇。实际上,防洪标准并非越高越好,防洪标准越高,单位投资的效益越低,资金积压的风险越大。随着防洪水位的抬高,工程风险也加大,出现超标准洪水时洪水灾害的潜在风险也将加大。同时,对流域内的自然生态环境的负面影响也将增大,因此要从流域可持续发展的角度,综合多种因素,确定适合流域基本特点的防洪标准。
目前在国外,对小流域以降雨频率为基准。这是较稳定的标准,其统计结果受地表影响较小。根据降雨进行产汇流计算,可得到相应各断面的洪水。而流域内人类活动的各种影响以及河道边界条件的变化都可在产汇流模型中充分反映,因此可以得到比较符合实际的洪水计算结果。
对大流域,因降雨分布不同而形成的洪水过程也有很大差异,难以采用降雨频率作为确定防洪标准的依据。这时以洪峰流量作为计算标准较为合理。对某一断面而言,流量与洪水频率之间的关系相对稳定,即使在河道上游修建水库、分洪区等流量调控设施,其影响也容易确定。但由于洪峰流量的观测比水位观测要困难得多,在我国水文监测中应尽快提高流量观测技术。
虽然各国情况不同,但对大多数经济发达国家而言,并不把防洪标准定得非常高。如日本农业地区的堤防一般为50年一遇,城市堤防100年一遇,对少数经济高度发达地区堤防200年一遇。美国则把100年一遇洪水作为标准洪水。可以认为,这样的标准基本上是合理的。
我国的城市,防洪标准大多较高,但城市排涝标准一般不足10年一遇。同时随着城市规模的不断扩大,城市排涝建设落后,城市暴雨内涝灾害日趋严重,且频率较高。而且随着城市地下设施和城市网络系统的不断增加,由内涝所造成的经济损失必然也不断增加,因此提高城市排涝标准已成为我国城市防洪建设中急迫的任务。
我国城市化发展速度十分迅猛,目前城市人口已占总人口的30%左右,预计到2020年前后可达到50%~ 60%。这就意味着城市的人口和财产要大量增加,城市规模要不断扩大,表现在城市防洪方面要出现两方面的问题:
针对这一形势,欧、美、日等十七国从70年代开展联合研究,并开始在城市内实施雨洪调蓄设施的建设。
日本政府规定:在城市中每开发一公顷土地,应附设500m3的雨洪调蓄池。
在城市中广泛利用公共场所,甚至住宅院落、地下室、地下隧洞等一切可利用的空间调蓄雨洪,减免城市内涝灾害。具体措施包括:
大量建设雨洪调蓄设施可能会增加城市开发建设费用,专家估计对新开发区而言,成本可能增加20%左右。但其作用和效益是十分长远的。目前我国城市开发正处在蓬勃发展阶段,如果不注意到这一问题,或舍不得增加投资,可能留下难以医治的后遗症。要建设现代化国际大都市,必须有现代化的水意识,目前负责城市开发建设的一些领导、城市规划人员、开发商所缺乏的恰恰是这种现代化的水意识。
日本对堤防建设虽然不追求很高的防洪标准,但对堤身的建设质量要求极高,即使出现漫堤的情况,也应保证不发生溃堤事故。将这一原则作为现代化堤防建设的标准。
建设超级堤要大量占用土地,但政府并不收购土地,土地所有权仍归原主,政府负责将土地垫高,修筑超级堤。一旦超级堤建成,原土地升值较大,因为既提高了安全性,又改善了景观,超级堤上的住宅可眺视大河,成为热点地带,因此一般土地主都盼望超级堤建设。
堤基大多进行处理,软基多采用桩结构,防渗用钢板桩、旋喷、地下防渗连续墙(TRD工法)等技术。
在险工段多采用四脚体抛堆保护堤脚。
堤身植树规定根系不能侵入堤身基本断面,可将堤身培厚植树。
堤身设置引水、排水等建筑物时,要有统一规划,以大型建筑物为主,减少小型穿堤建筑物,对穿堤建筑物实施严格质量管理,防止在高水位时沿穿堤建筑物与坝身连接处发生破坏。
除堤顶公路外,在滩区或陆侧建有专用防汛道路,平时封闭,只供防洪及地震、火灾、战争等特殊情况下使用。
对市区内的防洪墙也尽量后撤,沿河留出足够的滨河地带,供城市居民活动,防洪墙临街一侧,多种植藤类及垂挂植物,或绘壁画加以美化。
美国制定的21世纪防洪战略就是充分发挥联邦、洲、郡、市、街、村、企业、居民的积极性迎接洪水挑战,即全民防洪减灾的战略。日本在1998年提出的《水灾害、泥沙灾害的危机管理》报告中也明确规定防灾第一线由市、町、村负责,都道府县及中央加以支援。
日本在1997年第140次国会通过了对河川法的修改,其中一些重要的修改就是对河流整治过程中增加了公众参与的程序。
图2 河川整治的审议程序
气象厅负责发布气象警报,洪水预报由气象厅及建设省共同发布,防洪警报由国家及都道府县的河流管理者发布。
此外,还设立了全国海啸自动警报系统,设立了河流信息中心,用户可由终端随时提取中心的气象、水文、洪水信息。
防洪警报分注意、待命、出动、停止、解除五级,由市、町、村长负责发布。
此外,日本从1981年开始公布水灾实际发生的灾害图,至1994年已有485条河流公布实际灾害图。
居民广泛了解自己生活的地区可能发生的灾害风险及曾经发生过的灾害情况,可以使居民增强防洪减灾意识,自觉地避开高风险区域,或采取自主的防洪减灾措施。
对可能发生泥石流地区,一般由专家确定避难降雨量,当地居民根据降雨量自行决定避难。
建立援救活动自愿组织,灾害发生时到指定地点报到,分别按特长参与相应医护、建筑、运输等支援活动。并重点援助老、弱、病、残等防灾弱者。
洪水保险作为洪水灾害风险管理中的重要手段,可以增加保户对洪水灾害的承受能力,保障灾后顺利恢复生产和生活。
全美洪水保险制度(NFIP)创立于1968年,主要是为了防止各种盲目开发活动,初创时的保险制度是低水平的保险。
1970年3月13日通过紧急程序,执行全国统一的保险费率,大幅度放宽保
险额,如住宅可达25万美元。
1973年制定的洪水灾害防御法又对NFIP进行了三点修正:
这实际上将洪水保险制度变成了强制性制度。同时,还将100年一遇洪水位作为全国洪水保险的基准水位。即在100年一遇洪水位以下的区域为高风险区,实行建筑许可证制度,房基低于基准水位时,收取高额保费。
1992年由于大台风的影响,赔偿额高达200亿美元,1993年又发生密西西比河大洪水,要求修改保险制度的呼声高涨。在103期联邦议会又提出了洪水保险修正案和以全部自然灾害为对象的自然灾害防御法案。
洪水保险修正要点如下:
总体来看,美国的洪水保险制度是较成功的。其特点是:①以政府为主体的强制性保险;②参加保险的地区和保户必须达到国家所规定的防洪标准和建筑规定。
一般土地私有国家,征收土地费用较高,因此不适合于建设大面积的蓄滞洪区。但是在用其它手段难以解决洪水出路时,也少量设置蓄滞洪区。如美国密西西比河下游的New Madrid Floodway 蓄洪区,面积达600km2。日本也有一些小型的面积仅数平方公里的蓄洪池。在管理上也有一些共同的特点。
有些不适合居住的土地,国家也不采取收购的办法,由国家给予一次性补偿,原土地所有者仍可以有条件地使用土地。政府负责向其及时通报汛情,提醒其注意安全。
对于未明确划定为蓄滞洪区而可能行洪的低洼地区,日、美两国都提出住宅建筑要求,对房基高程、耐水强度都有明确要求。如必须建筑多层住宅,而一层不能居住等。
美国政府还对多次遭受水灾,或一次遭受水灾,其修理费超过房产价值50%的住宅进行收购并拆除,原住户向安全地带转移。
一般而言,对于防洪投入需要有法定的渠道,并且有较稳定的投入。
美国的财政体制是联邦、洲、地方政府三级财政。如1991年财政年度中,三级政府总收入21243亿美元,支出23808亿美元。
在支出中,自然资源开发(包括水利事业)占2.4%,总额571.5亿美元。其中,联邦政府支出445.7亿美元,洲政府97.2亿美元,地方政府28.5亿美元。
在水利投资方面,联邦政府的投入主要分配给四个中央机关。其中工程兵占70%,垦务局占21%,水土保持局占8%,TVA占1%。1986年的联邦政府总投入为34亿美元。这种投入是相对稳定的,表1所列为近年来工程兵的各项事业支出。
对于非联邦政府实施的工程项目,原则上由地方自治体承担,而洲政府给与财政补助。
表1 工程兵的公共事业支出 (百万美元)
财政年度 | 舟运 | 防洪 | 综合 | 其它 | 合计 |
1965 | 426 | 447 | 283 | 13 | 1169 |
1970 | 398 | 379 | 331 | 20 | 1128 |
1975 | 694 | 904 | 439 | 33 | 2070 |
1977 | 792 | 918 | 594 | 36 | 2340 |
1978 | 951 | 1069 | 583 | 42 | 2645 |
1979 | 1083 | 1218 | 577 | 56 | 2934 |
1980 | 1225 | 1228 | 551 | 57 | 3061 |
1981 | 1339 | 1273 | 527 | 59 | 3198 |
1982 | 1331 | 1083 | 453 | 73 | 2940 |
1983 | 1290 | 1088 | 482 | 99 | 2959 |
1984 | 1383 | 1154 | 445 | 103 | 3085 |
1985 | 1234 | 1187 | 419 | 116 | 2956 |
1986 | 1345 | 1300 | 402 | 116 | 3163 |
1987 | 1135 | 1272 | 411 | 119 | 2937 |
1988 | 1271 | 1271 | 423 | 121 | 3086 |
1989 | 1395 | 1253 | 462 | 142 | 3252 |
1990 | 1391 | 1397 | 375 | 134 | 3297 |
1991 | 1473 | 1447 | 443 | 148 | 3511 |
日本从1960年开始制定治水五年计划,至今已完成8个五年计划,第九次改为七年计划。用于治水的投入逐年递增,详见表2。
表2 治水五年计划投入表 (亿日元)
次 | 计划年度 | 计划投入 | 实际投入 | 完成率(%) |
1 | 1960~ 1964 | 3650 | 4306 | 117.9 |
2 | 1965~ 1969 (1967) | 8500 (4516) | 4741 | 55.8 (105.0) |
3 | 1968~ 1972 (1971) | 15000 (10934) | 10603 | 70.7 (97.0) |
4 | 1972~ 1976 | 30000 | 28355 | 94.5 |
5 | 1977~ 1981 | 58100 | 58174 | 100.1 |
6 | 1982~ 1986 | 82500 | 65498 | 79.4 |
7 | 1987~ 1991 | 80000 | 17219* | 21.5* |
注:①表中数字不包括与减灾有关项目,地方单列项目、预备费、调整费。
②( )内数字为实施的最终年度,实施期间的累计计划额及相应的完成率。
③ *为至1987年7月制表时的数字。
在第七个五年计划的第一年,即1987年,全国用于治河费用4244亿日元,建坝2217亿日元,水土保持1356亿日元;1988年分别为5100亿日元、2690亿日元、1632亿日元。
在1992年~ 1996年完成第8次治水五年计划后,又制定了1997年~ 2003年的七年计划,其投资规模见表3。
表3 投资计划 (亿日元)
期间 | 治水事业费 | 与减灾有关及地方单列费 | 调整费 | 合计 |
第八次五年计划1992年~ 1996年 | 109000 | 40100 | 25900 | 175000 |
第九次七年计划1997年~ 2003年 | 116000 | 60000 | 64000 | 240000 |
在第八个五年治水计划中,平均每年投入35000亿日元,相当于2500亿人民币。而日本的国土只有中国的1/25.5,可见其强度是相当大的。
日本河流分级管理,对治河费用及管理费用的分担有明确规定:
十、 防洪减灾科学研究
有关研究及减灾对策的研究,属公益事业,是直接为国家决策和社会服务的。因此一般都是由国家设立减灾研究机构,或指定某些大学设立研究中心,开展相关研究。这些机构拥有一流设备和人才,享受国家公务员待遇,并由国家提供足够的资金,组织全国科研部门开展大规模的调查和研究工作。一般研究题目由国家直接下达,研究人员也可根据需要自选课题。
日本政府在1988年用于减灾的事业费用2.27兆日元,其中用于研究的费用为308亿日元,约占事业费的1.3%。同时政府鼓励科研人员参与各种国际合作与交流、研究室向国际开放。
日本文部省于1951年在京都大学设立防灾研究所,研究内容包括地震、火山、滑坡、泥石流、洪水、风暴潮、强风等除冰雪、农业以外的各种自然灾害。有关水灾害的研究囊括了水循环过程中可能产生的各种灾害。以该研究所为中心,与日本各大学形成灾害研究情报网,并设有18处地震、火山、海象、滑坡等观测站及各类研究设施。
1983年由美国科学基金会主持,提出了《美国洪水及减灾研究计划》,提出了气象学、水文及水力学、生态学、公共卫生、经济学、社会学、行政学、法学、多学科综合等方面研究项目115项。其中亟待开展研究的紧急项目56项。如:
上述项目涉及洪水灾害过程中的各领域,也是我国防洪减灾行为中较薄弱
的环节。
十一、 法规建设
防洪减灾是一项复杂的社会行为,涉及国家的各级政府、企业、社团、个人。因此需要有完善的法规才能规范社会行为。法规建设是十分重要的。
12. 联邦灾害法:1950年公布。
13. 国家环境政策法:1969年公布。
14. 沿岸区域管理法:1972年公布。
10. 砂防法:1897年发布。
11. 滑坡防治法:1958年发布。
12. 陡坡崩塌灾害防治法:1969年发布。
13. 森林法:1951年发布。
14. 海岸法:1956年发布。
15. 治山治水紧急措置法:1960年发布。
16. 治水特别会计法:1960年发布。
17. 防洪法:1949年发布。
18. 水灾预防组织法:1908年发布。
19. 气象业务法:1952年发布。
20. 灾害对策基本法:1961年发布。
相比之下,我国与防洪有关的法规建设和完善,还有许多工作要做。
结语
本报告仅以美、日两国政府的文件为主,结合作者考察欧、美、日等国印象写成。难免以偏盖全,仅供参考。
[责任编辑:simuhxf]
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