洪涝(Flood And Water Logging Injury),一种常见的气象灾害,由洪水和涝灾共同组成,其中洪水是指由暴雨、急骤融冰化雪或水库溃坝等因素引起江、河、湖等水体水量迅速增加,水位急剧上涨,从而造成人员伤亡及经济损失的灾害;涝灾则是指积水长久不能排去而造成人员伤亡或经济损失的灾害。因“洪”与“涝”常常伴随发生,两者不能清楚划分,故合称为”洪涝“。
洪涝作为一种自然灾害,其形成既受自然因素影响也和
人类活动息息相关。再加之其具有分布范围广、季节性强、发生频繁和突发性强等特征,所以一旦发生定会造成巨大损失。现今世界,受全球变暖、
厄尔尼诺暖流等各因素影响,极端降雨事件的发生频率和程度不断加剧,全球各地洪涝灾害频发、影响广泛,涉及到经济、社会、人身安全等各个方面,对人类社会的破坏难以估量。
据统计,全球约有18亿人面临严重的洪水风险。2001年至2018年期间,约74%的自然灾害与水有关,包括干旱和洪水。研究发现,低收入和中等收入国家占全球洪水风险暴露人口的89%,更有18.1亿人(占世界人口的23%)直接面临百年一遇洪水威胁。其中,以中国(3.95亿人)和
印度(3.9亿人)为代表的南亚和东亚,占全球风险暴露人口的三分之一以上。为了能积极有效的防御洪涝,世界各国采取了一系列措施,主要可分为工程性、非工程性两大类,并就洪涝展开了一系列研究,取得了一些长足的进步,为减少洪涝对人类社会的影响打下了基础。
定义
洪涝是洪水和涝灾的合称,其具体定义在世界范围内各不相同。中国将洪水和涝灾分开定义,国外则将洪水和涝灾统一用洪水(Flood)表达。
中华人民共和国水利部——洪水是由暴雨、急骤融冰化雪或水库垮坝等因素引起江、河、湖等水体水量迅速增加,水位急剧上涨的现象。涝灾是因本地长期大雨或暴雨产生的大量积水和径流淹没低洼地区造成渍水或内涝的现象。
世界气象组织(WMO)——洪水是自然水文系统的重要组成部分,是水的主要来源。洪水在冲走河网中的污染物和
沉积物时,会超过堤岸并占据
河漫滩,从而造成财产损失,并给许多地区带来伤亡。
美国国家强风暴实验室(National Severe Storms Laboratory)——洪水是指水漫溢到干燥土地上。暴雨、海浪、融雪融冰或堤坝决口时都有可能引发洪水。洪水可以在几分钟内发生,也可以持续几天、几周或更长时间。在所有与天气有关的自然灾害中,洪水最为常见、最为广泛。
形成原因
发生条件
大雨、暴雨、海啸、
潮汐和海水入侵都有可能引发洪涝,洪涝是一种自然现象,只有通过自然因素、人类社会因素等综合作用后才能形成洪涝灾害。形成洪涝的具体条件有三,一是存在诱发洪灾的灾害性洪水;二是存在承灾体或受体,即洪水淹没地区有人居住或有社会财产分布,并因洪水冲淹受到损害;三是与人类防洪对策有关。
成灾机制
洪水的破坏能力主要取决于洪水的上涨速度(涨幅和涨率)、洪峰流量和泥沙含量等因素,其致灾过程主要表现为三个方面:淹——即洪水直接淹没城市、农田、工矿;冲——即直接冲毁河流两岸的建筑物、农作物、厂矿;淤——即带来大量的泥沙淤积淹没街道、房屋、各类设施、农田等,以造成人员伤亡和财产损失。
涝灾的破坏力取决于积水范围和成涝时间,灾害过程表现为无人无畜的建筑物被淹没,街道、村庄、厂矿、农田等被泥沙淤积掩埋,冲淹则造成人畜死亡,房屋倒塌或成为危房。
影响因素
自然因素
影响洪水的自然因素整体可分为气象气候因素、海洋水文因素和下垫面因素三大部分。
气象气候因素
降水和蒸发是影响地表径流的决定性因素之一。
对于暴雨洪水、河流洪水、湖泊洪水来说,降水是决定因素。降雨时空分布对径流的影响极为明显,年内和年际降水分布越不均匀,在某一时段的降水量就越大、越集中,水量超过地表径流量的可能性就越大,从而越有可能形成洪水。蒸发对降水前流域的蓄水能力影响较大,如果蒸发强度大,雨前土壤含水量就小,雨后地表水分下渗就会增多,地表径流量就会减少。
全球气候变暖对洪涝灾害属于间接影响,可分为两个方面。一是导致了水循环加强,全球的平均降水量和平均蒸发量不断增加,洪涝出现的愈发频繁。二是随着
地平线升高,河流下游,特别是河流入海口地区极易造成河洪宣泄不畅,泛滥成灾,一些以前没有洪水风险的地方也将会产生洪水。
厄尔尼诺(El Niño)平均每二到七年出现一次,通常持续9到12个月,最长可达18个月。在这段时间里,原本温暖的
太平洋西部水温降低,太平洋东部和中部水温升高,产生上升气流,水汽不断凝结而形成大量
降水,赤道太平洋中东部沿海地区容易发生暴雨洪涝灾害。
拉尼娜(La Niña)一般发生在厄尔尼诺之后,带来与厄尔尼诺相反的气候现象。当厄尔尼诺结束,赤道东部和中部太平洋海域水温恢复正常后仍继续下降,并且平均值低于0.5℃时,即出现
拉尼娜。拉尼娜持续至少5个月,最长可达3年。在这段时间内,大量海水流向太平洋西部,太平洋东部的水位异常偏低,大量深层冷水由此上涌而使得海水表层气温异常偏低。
太平洋东部、中部的上空气流下沉,引发干旱;西部上升气流带来大量
降水,易发生洪涝。
海洋水文因素
波浪,尤其是海啸,从海上移动到海岸并进入浅水区后,由于地形的影响,海底摩擦消耗波浪能量,波高、波长都会变小。然而,达到一定水深后,由于波能量的重新分配,水深越小,波高反而越大。如果再受风影响,会导致平均海平面突然上升和海水入侵,从而引起洪涝灾害。
潮汐是由于
天体运动和日、月引潮力的变化而引起的海水的周期性涨落。潮汐中的
天文潮对洪水的影响较为明显,大潮会造成海水倒灌,还会使河流下游水面比降减小,使得洪水难以宣泄,甚至出现潮流的上溯倒灌和泛滥。
下垫面因素
地形地貌对洪涝的影响主要表现为影响地表水的汇流与排出。坡度大、切割深的地区,地表经流汇流速度快,时间短,经流损失小,流量集中;地势低平、开阔地区,洪水淹没范围也会更大;河道弯曲、河床多洲滩则过水断面变小,洪水下泄受阻,容易泛滥;河流出山后河道突然变宽也容易造成广阔的洪泛区。当地势较低时,水流积聚迅速,排水困难则容易发生涝灾。
土壤和岩性对洪涝的影响主要表现为通过下渗和地下水埋藏条件来影响地表径流的径流量和汇流速度。土壤的物理条件、含水量、
孔隙率和岩层的厚度、分布与产状、透水层厚薄、地下水的储存条件等都具有重要影响。当岩土透水性弱时,降雨中的水分难以渗入地下,聚积在地表形成洪水,还容易引发
渍涝灾害;当岩土透水性强时,如喀斯特地貌,
降水中的大部分转入地下,减缓了地表径流,不容易发生涝灾,但可能会使地下径流流向其他流域而引发意外水灾。
植被对洪涝的影响主要表现为截留雨水、增加土壤
粗糙度和减少水土流失。首先,根据降雨的性质、植物的类型和覆盖程度的高低,植物的枝、叶、茎可以截留雨水,使得这部分雨水蒸发而不形成径流。其次,植被可以增加土壤粗糙度,改变土壤结构。枯枝落叶层和生草层具有很高的持水能力,有利于增加渗水量,减缓地表径流速度,延缓径流生成时间,调节地表流量。再次,植被根部可以固土,减少水土流失,减少入河泥沙,从而降低洪水风险。
湖泊和湿地对洪涝的影响主要表现为“削峰补枯”。湖沼可以在汛期和水多的年份储存部分水,在旱季和水少的年份释放部分水,从而减缓径流变化,调蓄洪水。
流域的形状和面积既影响径流量的大小,且影响径流的过程及变化。
流域的长度决定了地表径流汇聚的时间,狭长的流域汇合时间较长,径流过程相对平缓。河系排列呈扇形的水系,各支流的洪水基本上同时汇集到干流中,流量过程线较为陡峻;呈羽状排列的水系,各支流沿干流先后汇入干流,流量过程线较为平滑。
流域面积对径流的影响通过自然地理条件综合体现。流域面积增大,河道切割的含水层层次数量增多,截留的地下径流量也随之增大;流域面积广阔,流域内气象气候和下垫面条件多样化,多种因素相互作用平衡,流域内径流变化就会趋于稳定,减少洪水的发生。
人类活动因素
破坏植被、围湖造田、圩堤溃决、河道不畅、排水系统不完善、防灾减灾能力不足等人类活动因素直接间接影响了洪涝灾害的发生,增加洪灾涝灾带来的损失。
破坏植被对洪涝的影响主要表现为造成和加剧水土流失,这一行为包括不合理的垦殖方式、乱砍滥伐、过度放牧等。水土流失破坏土壤,使越来越多的泥沙在河道淤积,不仅降低河道的泄洪能力,也会破坏水利设施的调蓄能力,引发洪涝灾害。
围垦滩涂、造田种植对洪涝的影响主要表现为使湖泊泥沙淤积,导致湖泊萎缩,从而降低其削峰补枯的调蓄能力,容易引发洪涝灾害。
圩堤,包括水库在调蓄
降水、调节地表径流方面起到了重要作用。但圩堤本身存在堤身薄弱和防洪标准固定的不足,当溃堤或水库调节不当时会成为洪涝灾害的重要推动力。
在河道上兴建违章建筑物,设置障碍物等造成的河道不畅对洪涝影响主要表现为河道阻塞,洪水壅高,引发洪涝灾害。
排水系统不完善对洪涝的影响主要表现为城市内涝和农田、草原涝灾。当城市排水系统缺乏或不完善时,洪水过后易形成城市内涝。在种植区大水漫灌,只灌不排或缺乏完善的调控地下水位的排水工程,会造成地下水位升高,严重者使得地表积水常年不退,从而形成农田涝灾。牧区遭遇强降水时,地势低洼处排水困难,长时间积水会使牧草根部缺氧,影响其正常生长,引发草原涝灾。
防灾减灾能力不足对洪涝的影响主要表现为社会防洪能力不足或防洪标准较低而难以抵御洪涝灾害。洪涝具有自然和社会经济两重属性,针对这双重属性提高防灾减灾能力对减轻洪涝灾害非常重要。受经济发展水平、科技水平、社会政治稳定程度、人口数量和密度以及实施有效风险管理的资源局限等因素的制约,世界各国各地区防灾减灾能力高低不一。与高收入国家相比,中低收入国家防洪系统薄弱、社会灾后援助缓慢、其他风险管理支持困难,所面临的洪水风险巨大。
主要特征
洪涝具有分布范围广、空间影响范围小、季节性强、发生频繁、突发性强和损失大的特征。
洪涝在全球范围内分布广泛,除沙漠、极端干旱地区和高寒地区外,各大地区均有分布。从区域上看,主要分布在
亚洲东南部及南部、
北美洲东南部、欧洲西部、
中美洲地区等。从国家范围看,主要分布在中国、
印度、
孟加拉国、
印度尼西亚、
巴基斯坦、
越南、
尼日利亚、
埃及、美国、
日本等。其中,中国是世界上洪涝灾害多发频发的国家之一,大约有2/3的国土面积都存在着不同程度和不同类型的洪涝灾害,主要分布在东部、东南部地带。
洪涝灾害虽然分布范围广泛,但在某地区发生时空间影响范围小,一般发生在流量较大、地势比较低洼的河流沿岸和沿海地区。即使是容易在山区爆发的
山洪,也具有成灾局限性的特点。
洪涝灾害多发生于当地雨季,具有明显的季节性。雨季降雨强度和变化与季风活动密切相关,受半球、气候特征等具体因素影响略有差异,但大多集中在春、夏二季。以
中原地区为例,江河洪水多发生于春夏,季节变化规律大致随雨带由南向北推移。春夏之交,中国
华南地区暴雨增多,
珠江在5~7月中旬易发生洪水;6~7月间,主雨带北移,长江流域在此期间易发生洪水;7月~8月,
淮河、黄河流域、
海河流域和
辽河流域处于洪水期;8~9月,
松花江流域易发生洪水。当季风撤退雨季结束后,洪涝灾害发生率降低。
随着
全球气候变暖,大气循环速度加快,降水量和蒸发量增加,降水频率增多,从而导致暴雨洪涝灾害发生频繁;冰川融化,
海平面上升,增加了
风暴潮及其引发的沿海洪涝灾害;高山冰雪融化变多,引发的
山洪和冰雪洪水增多。在过去的几十年里,洪涝灾害的趋势呈指数级增长。1945-2015年期间,洪涝灾害总频次达到4568次。
暴雨洪涝和山洪都具有突发性强的特点。当暴雨强度大、分布范围广时,会在短时间内形成洪水。区域内居民遇到这种突发性洪水如果来不及疏散,生活、交通等基础设施不能承受洪水压力时,便造成严重的洪涝灾害。山洪时间尺度短,突发性更强,受地表、地貌和水文气象等因素的影响,发生时间从几分钟到几个小时不等。
山洪一旦发生,附近居民往往来不及疏散,死亡率在洪涝灾害中最高。
洪涝发生时破坏生产设施,毁坏公共设备,使农田减产绝收,产生的经济损失巨大且可以评估计量。据统计,全世界每年自然灾害死亡人数中约75%为洪水造成,其中经济损失占40%。当今洪涝相关损失近800亿美元,1945-2015年期间总经济损失近1万亿美元。
分类
洪涝根据不同标准划分的类型略有不同。常见的洪水划分标准有按成因划分和按位置划分、涝灾划分标准有按时间划分、按地形地貌划分和按地域划分。
洪水
按成因划分
河流洪水是指当河流因
降水、降雪或融雪、冰而引发河流水位暴涨时,形成河流洪水。
湖泊洪水是指当湖泊因降水、降雪或融雪、冰等溢流时,形成湖泊洪水。
风暴潮又称风暴潮增水,是指由强风暴的风、浪和低气压产生的作用力引起的沿海海面异常升高现象。风暴潮能够淹没大面积的沿海地区。特别是当风暴潮与正常高潮位重合时,沿海地区海水倒灌,周边低洼地区发生极端洪涝灾害。
暴雨洪水是指较大强度的降雨引发地表径流量迅速增加,江河水位急剧上升超过限度时,形成暴雨洪水。受气候影响,暴雨洪水多发生在中低纬度,具有强度大,面积广,常沿江河走向移动的特点。按照形成原因,暴雨洪水也可以划分为雷暴雨洪水(骤发暴雨洪水)、台风暴雨洪水和锋面暴雨洪水三种形式。
冰雪洪水是指
冰川融水和高山积雪融水超过地表径流限度时,形成冰雪洪水。冰雪洪水的时间跨度大,与气温关系密切。春季气温回升,冰川积雪逐渐融化,径流流量加大;到夏季,冰雪融化速度急剧加快,形成洪峰;秋季随着气温降低,融化速度放缓,洪峰衰减,直到冬天结束。冰雪洪水发生时携带大量泥沙,经过沟口或桥梁时会造成淤积,更有甚者堵塞涵洞,使得洪水漫溢,破坏周边道路。
冰凌洪水按成因可分为冰塞洪水、冰坝洪水。
冰塞洪水是指融化的
冰叶日中花和碎冰堆积成冰塞,形成冰塞洪水。在冬季河流封冻后,大量的冰花和碎冰积聚在冰层下方,使上游的河流水位显著壅高。当气温回升,冰冻溶解时,冰花和碎冰顺流而下,遇到由陡变缓的河段时,冰盖下的冰花、碎冰在此堆积形成冰塞,从而引发洪水,淹没两岸滩地或村庄。
冰坝洪水是指流冰堆积成冰坝,冰坝破裂时形成洪水。上游河道中的冰凌融化早于下游时,漂浮的流冰在狭窄河道或浅滩处堆积涌塞形成冰坝,阻塞流水,致使上游水位显著壅高。当冰坝破裂,阻塞的蓄冰和槽蓄水量迅速下泄,过度漫溢形成洪水。
北半球冰坝洪水多发生在由南向北流的河段。
按位置划分
海岸洪水是指暴雨或海浪发生在海岸附近或
海湾,形成海岸洪水。
热带气旋或热带气旋登陆时会带来大暴雨,引发海岸洪水;海底地震或近海域的火山爆发,扰动海洋水体,引起重力波,在海岸附近或海湾中波峰拥高,引发洪水。
山洪是指当山区地形陡峭,地质条件差时,若遇到强降雨或者冰雪融化,产生的水量超过河道所能承受的限度后,形成山洪。山洪与其他洪水不同,其时间尺度短,空间尺度小,具有成灾局部性、时间非持续性和发生急骤性等特点。山洪每年造成5000多人死亡,在多种洪涝灾害中死亡率最高。
溃坝洪水是指水库堤坝等原本用于防范洪水的工程在蓄水状态下突然崩溃,巨大水流向下游极速冲泄,形成溃坝洪水。溃坝洪水范围不大,但破坏力很强。除了人工建造的堤坝,在山区发生地震时,山体崩落阻塞河流形成堰塞湖。堰塞湖溃决,也会形成类似的洪水,这种洪水带来的次生危害往往超过地震本身所造成的损失。
水库洪水是指用于径流调节的水库由于调洪不当而致使下游形成洪水。
涝灾
按时间划分
涝灾根据发生时间的不同,可以划分为春涝、夏涝和秋涝等类型,其在影响范围、承灾作物以及致灾因子等方面均存在差异。
春涝,主要由春季连阴雨引发,主要表现为湿害,并常与低温冷害相伴发生。它主要影响越冬作物的产量形成,如
冬小麦和油菜。同时,春涝也对春播作物,如早稻、棉花和春玉米的播种、出苗及幼苗生长造成不利影响,甚至导致早稻和一季稻出现大面积烂种烂秧的情况。在中国,春涝多发生在
长江中下游平原及南岭一带的江南春雨期。
夏涝,多由暴雨或连续大雨造成,其影响范围广泛,包括洪涝灾害及后续发生的湿害、由连阴雨引起的涝灾害。严重的夏涝还可能直接冲走作物,冲毁农业设施,进而导致作物绝收。在
中原地区,夏涝多发生在季风气候区,如长江中下游、黄淮海平原、华南、西南、东北等地,这些地方夏季雨水丰沛,往往导致农作物受灾。
秋涝,主要由连阴雨及暴雨引起。主要影响部分秋收作物的产量形成及收获,同时还会对部分越冬作物的播种、出苗及后续生长发育造成不利影响。在中国,秋涝发生机率最高的是
中国西南地区,其次是华南沿海一带及
长江中下游平原地区,再次为
江淮平原。
按地形地貌划分
平原坡地型涝灾主要分布在江河中下游的冲积或洪积平原。平原坡地地域广阔,地势平坦,有排水系统,具有一定的排水能力。但当其遭遇强降雨时,往往因坡面漫流或洼地积水而形成涝灾。中国平原坡地涝灾灾情较重,特别是淮河流域的淮北平原,东北地区的松嫩平原、三江平原、辽河平原,海
滦河流域的中下游平原和
长江流域的江汉平原等,其余平原坡地型涝灾则零星散布在长江、
黄河、
太湖流域。
平原洼地型涝灾主要分布在沿江、河、湖、海周边的低洼地区,近似于平原坡地平坦广阔,具有一定的排水能力。但因受河、湖或海洋高水位的顶托,排水受阻,动力不足,丧失自排能力后形成涝灾。中国平原
洼地型涝灾最严重的地区是
东北地区,然后是长江流域、
淮河、
海河流域。
水网圩区型涝灾主要分布在江河下游三角洲或滨湖冲积、沉积平原。该地区由于人类长期开发形成水网,而水网水位往往全年或在汛期超出耕地地面,因此必须筑圩防御,并依靠人力或动力排除圩内积水。当
降水超过圩标准或排水动力不足时,就行成涝灾。中国水网圩区型涝灾主要发生在淮河、长江和
珠江。
山区谷地型涝灾主要分布在丘陵山区的冲谷地带。此处地势相对低下,当遭遇暴雨或持续降雨时,土壤含水量变大。受周围山丘下坡地侧向地下水的侵入,谷地水流不畅;加之谷底日照短,气温偏低而形成涝灾。
沼泽湿地型涝灾主要分布在沼泽平原。平原地势平缓,河网稀疏,河道浅,滩涂宽,排水能力低,雨季潜水往往到达地表。沼泽湿地的当年雨水一般第二年才能排尽。沼泽平原的大规模围垦,由于工程庞大、排水标准低、配套建筑未能及时提供,往往导致新开垦土地涝灾频发。中国沼泽平原易涝农田主要分布在东北地区的三江平原,零星分布在黄河、淮河、长江流域。
按地域划分
城市内涝是指城市地区遭遇暴雨或短时强降雨后发生的气象衍生灾害。城市地区降雨过多,超出了排水能力,造成地表水积聚。当积水过深、过大时,城市交通、居民生活和生产活动受到影响,这种灾害称为城市内涝。其中,交通是受到城市内涝影响最大的。当水深达到20厘米时,行人行走困难;水深超过30厘米时,自行车、小汽车行驶困难;当水深超过80厘米时,交通完全瘫痪。除了交通受影响外,一些地下设施如地下商场、停车场、
轨道交通等被水淹没的风险空前增加。积水还会造成房屋损坏、物体浸泡、带来财产损失甚至威胁生命安全;积水还常常变成污水,对
城市卫生环境造成负面影响。2008年至2010年间,中国351个城市中,有62%的城市发生过不同程度的内涝,其中内涝灾害超过3次以上的城市有137个。
农田涝灾是指持续降雨或积雪大量融化,或洪涝后排水不畅,导致田间积水而形成的涝灾。农田涝灾会排出土壤中的空气,使作物根部
氧气不足并产生有毒有害物质,从而损害根系,致使植物萎蔫、落花、落果、空壳、瘪粒甚至倒伏、霉烂,造成农作物死亡、农业减产甚至绝收。
草原涝灾是指强降雨或洪涝后排水不畅,导致长时间积水而形成的涝灾。草原涝灾的发生具有明显的季节性、区位性和复发性。以中国为例,草原涝灾多发生在雨量充沛,地势低洼和江河流域等地区。长时间深积水使得土壤中的空气陆续排除,造成牧草根部氧气不足,呼吸困难,产生的有毒有害物质也会影响牧草正常生长甚至死亡。中国北方牧区的草原涝灾主要发生于6~9月
降水期。
分布
全球分布
洪涝灾害的发生受气候、水文和地貌因素的影响。河流低洼地区、排水能力差的山区、雨季频繁地区、沿海地区以及城市低洼地区都面临洪涝风险。东亚和
太平洋地区、南亚、
撒哈拉以南非洲、欧洲和
中亚、
中东和
北非、
拉丁美洲和
加勒比海以及美国和
加拿大等地区都受到洪涝灾害影响。
亚洲是受洪水影响最严重的大陆,其中,尤以中国(3.95亿人)为代表的东亚和以
印度(3.9亿人)为代表的南亚洪水风险最为严重,占全球洪水风险暴露人口的三分之一以上。另外,对比高收入国家,低收入和中等收入国家占全球洪水风险暴露人口的89%,面临的洪水风险巨大。
中国分布
中国遭遇的严重洪涝灾害多与暴雨密切相关。暴雨频发的地区,洪涝灾害也易产生。其中,沿海地区(
广东省沿海、华东沿海),江河流域(
珠江、长江中下游、
淮河、
黄河和
海河流域、东北东部
松花江和
辽河流域)多有洪涝灾害。江南北部到长江中下游地区暴雨洪涝发生最多。中国暴雨洪涝分布的特点是东部多,西部少;沿海地区多,内陆地区少;平原丘陵多,高原少;山脉东、南坡多,西、北坡少。总体南方洪涝灾害较北方严重。除此之外,在一些山区,暴雨洪涝灾害还带来山体滑坡和泥石流。
山洪最严重的地区包括
四川省、
河南省、湖北、
湖南省和安徽;其次是
陕西省、
山东省、
江苏省、
江西省和
广西壮族自治区;再次是
甘肃省、
内蒙古自治区、
黑龙江省、
河北省、
重庆市、
贵州省、
福建省和
云南省。
中国的洪涝灾害多发于黄淮海平原、
长江中下游平原、东南沿海、
松花江、
辽河中下游。
等级划分
洪水等级划分(中国)
场次洪涝灾害等级划分(中国)
年度洪涝灾害等级划分(中国)
预警信号
中国
洪水预警信号依据洪水量级和态势,由低到高依次分为蓝色预警信号、黄色预警信号、橙色预警信号、红色预警信号四种。
美国
影响
直接影响
洪涝发生时,给农业和生活带来巨大损失。在农业方面,洪涝会造成农作物减产甚至绝收,特别是粮、棉、油等种植业深受其害。在生活方面,洪水淹没房屋、破坏基础设施,扰乱原有的社会经济生活,使工厂停产、企业停工、商店闭门;破坏道路,中断交通运输,甚至引发交通事故,造成人员伤亡。为防洪减灾建造的水利工程也会受到洪涝灾害的磨损和破坏,产生的溃坝、冲毁排、灌渠道的情况一方面直接造成了经济损失,另一方面成为洪水出现和助长的因素,进一步加深了损失程度。洪涝产生的经济损失可以评估计量。据统计,全世界每年自然灾害死亡人数中约75%为洪水造成,其中经济损失占40%。
洪涝带来的社会影响主要包括人员伤亡、社会不安。其中人员的伤亡是洪涝灾害中的首先表现,尽管现代防洪减灾措施不断完善,伤亡人数大幅降低,但仍难以避免洪涝对人身安全的威胁。除此之外,洪涝冲毁房屋,破坏生活设施后会造成大量灾民流离失所,在社会生活中造成的负面影响会进一步扩大。特别是在人口聚集的城市,洪涝灾害(主要是暴雨洪涝)的发生将带来巨大的经济损失和严重的人员伤亡,使得社会不安。加上城市地面下渗能力差,一旦排水系统不完善或水量超过其能承受的限度,将带来严重的城市内涝。
洪涝对
生态环境的破坏主要表现为水土流失。水土流失一方面既破坏土壤植被,使土地沙化退化,使生态环境恶化;另一方面又会造成泥沙淤积,湖泊萎缩、河流功能衰减。另外,洪涝也加剧许多形式的水污染,包括
沉积物、
病原体和农药的扩散。例如当工厂或矿场被冲淹后,一些工业产生的废水、有害物质或有毒重金属将随流水大面积扩散,严重破坏生态、危害人体健康。
间接影响
洪涝作为一种气象灾害,可通过水本身和其冲刷作用形成滑坡和泥石流等次生灾害。
水的作用以及河、湖、海水对坡脚的冲刷作用是诱发滑坡的重要因素。
坡面上的水来源于大气
降水、山区融雪、生产生活用水、各种水体的渗漏水、
地下水、河湖海水倒灌水等。这些水会增加坡体重量,增大向下运动的剪切力;软化滑动带岩层,大幅度降低其抗剪强度;在裂缝和空隙产生静水压力,有水头差异时产生动水压力。另外,水分干湿交替会使岩土开裂,加大
风化作用,增加水分渗透,进一步恶化坡体状况。大量降水、暴雨与滑坡密切相关。中国山体滑坡的主要触发因素是降雨,在2001年至2006年,平均雨季发生的山体滑坡次数达到79%。
水流是泥石流的载体和输送动力,是泥石流形成的必要条件之一。雨水是泥石流的主要水源,长时间的强暴雨则是泥石流的主要激发因素。在泥石流地区,雨水首先填充
土层孔隙,使其浸润、饱和、液化,形成丰富的松散固体物源;然后充足的水流提供动力,夹带泥沙移动,当遇到陡峭的河谷沟床时,产生泥石流。
应对措施
工程措施
水土流失带来泥沙淤积,会降低河道泄洪能力,也降低水利设施的调蓄功能,促进洪涝发生。为保持水土,在河流上中游采取生物和工程措施。生物方面主要是植树
种草,改善植被,延缓径流汇流时间,从而提高土壤含水能力,调节地面径流量。水土保持工程主要有坡面水土保持工程、沟道治理工程、沟头防护工程、护岸工程和
山洪及泥石流排异工程等。这些工程的实施也起到了减缓
降水在地表的汇流速度。水土保持工程是防洪减灾的根本措施。
水库有山谷水库、
平原水库和地下水库之分。其中山谷水库和平原水库属于地上水库。前者横断河谷,拦截天然河道径流,抬高水位;后者修建于平原地区的河口,抬高水位。二者有拦蓄洪水,拦截泥沙,调剂河流水量变化的作用。
堤防可以抵御洪水,但只限于低于自身防洪标准的洪水。堤防的局限性在于堤防安全标准是固定的。当超过它的最大承载能力时,就会发生洪水泛滥,导致溃堤。一旦发生洪水,堤防将洪水限制在河道内,迫使洪水水位上升,不仅降低了堤防防洪的有效性,而且增加了下游发生洪水的风险。因此,在设计堤防时,必须全面评价堤防的综合效益。
分洪工程一般由进洪设施与分洪道、蓄滞洪区、避洪工程、排水泄洪工程等部分组成。其中进洪设施和分洪道或蓄滞洪区最为主要。以分洪道为主的分洪工程又称分洪道工程,在中国称
减河或新河;以蓄滞洪区为主的,又称分洪区或蓄洪区。
分洪道的作用是当洪水量超过防洪工程的设计标准时,分洪道将引导超额洪水进入容泄区。分洪道通常在河道一侧,借用天然河道或利用低洼地带两侧开挖筑堤而成。分洪道作为洪水分泄通道,可以加快洪水排泄,降低洪水位,只有过洪能力而无明显的调蓄作用。分洪道的泄洪出路有直接间接之分,一是可以直接分洪入海、蓄洪区或者临近分入其他河流,二是间接绕过保护区泄入原河道等。
蓄滞洪区(分洪区或蓄洪区)是将平原湖泊、沿江低洼地带划分出来作为滞蓄调节洪水的区域,其边界围堤。蓄滞洪区由于具有工程较简单、施工期短、投资相对较省的特点,在防洪工程中应用广泛。除了调蓄洪水,当遇到平水年时,部分蓄洪区还可以进行开垦种植,所以又称为蓄滞洪垦殖区。
河道整治分河道清障和裁弯取直两种方式。
河道清障是指清除河道中由自然和
人类活动产生的障碍。边滩、心滩等天然沉积体需要主动开挖清理。向河床排土,投放垃圾废渣,建造违规建筑物等人造障碍需要定期排除。在遇到需要修建桥梁的河道上,桥墩对行洪的影响也不可忽视。不论是清除自然障碍还是人为障碍,目的都是设法拓宽过水断面,加快行洪,以降低洪灾产生的概率。
裁弯取直是指当天然河道不能满足行洪标准时,可以人工裁直弯曲的河道,以此通过缩短特定区域内的河道长度,提高河水流速,降低洪水位,同时也能避免河流侧向侵蚀造成岸溃堤。但
裁弯取直措施受河床自然演变、裁弯工程成本及投资效益等多因素的限制,不能大范围使用。
在洪涝灾害中,防治洪水的同时就能减少涝灾的发生,所以不少城镇对排涝的投入远小于堤防工程的投入。当遇到暴雨洪水时,即使堤坝挡住了外洪,堤内积水却因无法及时排干而造成城市内涝。常见的排涝工程设施有抽排泵站、管网沟渠、深层隧道、调蓄池、闸门等。
非工程措施
通过水情、灾害情况、防洪演练等方式,对干部群众进行教育,以提高公众的防洪意识,提高决策者和指挥员管理防洪、组织救援和组织群众、物资疏散以及完善规划的能力。
城市规划人员了解城市防洪工程、生命线工程、开发利用等规划层面。群众居民按照城市规划和防洪要求安排生活生产,包括防洪前住房安排、物资准备等;了解疏散路线、方法、手段、安置地点等;积极协助做好汛期防洪工程和管理设施的维护工作。
一是创建洪水数据库系统,包括洪水灾害数据库、背景数据库(自然条件和社会经济状况)、水文气象数据库(包括历史数据、实时动态观测数据和分析数据)、防洪工程及其运行数据库等。二是编制各重期现期洪水淹没图。在此基础上,结合人口预测、城区(街区)社会经济发展规划功能预测等,开展洪水风险分析与评估,并划分风险等级区域。然后再利用城镇洪水风险评估成果和地理信息系统技术建立城镇防洪信息系统。
城市洪水风险评估的主要应用是:①按评估单元划分风险等级区域,为防洪减灾决策提供科学依据。汛期,根据防洪情况和防洪信息系统显示的洪水风险程度图、各断面防洪维护区域,确定防洪抢险工作重点。②城市规划应结合洪水风险评估结果,根据洪水风险等级合理布局城市功能区块,布置基础设施。洪水风险评估也是房地产评估的依据之一。③根据洪水风险区域确定单位和个人洪水保险和防洪工程的给付标准,按照多给多付的原则适当确定保险费和保障费标准。
除应用水文遥测与气象气候观测相结合、建立基于地理信息系统的洪水预警预报系统等先进技术进行洪水管理外,还应利用
无人机、
遥感、卫星定位等先进工具充分用于防洪。监测收集灾前、汛期和灾后相关数据,提高了解灾情的准确性、及时性和全面性。为防洪前、灾后等决策提供可靠数据;为灾害抢险救灾、移民安置和灾后重建提供科学依据。
洪水管理联合计划(The Associated Programme on Flood Management,APFM)提倡一种综合洪水管理方法,通过保护措施支持世界各国实施综合洪水管理,最大限度地减少相关的生命损失和对生计的影响,同时最大限度地利用洪泛区带来的净收益。
为了解决
山洪问题,特别是弥补有效山洪预警能力,设计和开发了山洪指导系统(the Flash Flood Guidance System,FFGS),供世界各地的气象和水文预报员交互使用。FFGS为业务预报员和灾害管理机构提供有关小规模山洪威胁的实时信息指导产品。支持利用
遥感降水(即基于雷达和卫星的雨量估计)和水文模型从降雨事件中开发山洪预警。FFGS计划受到
世界气象组织(WMO)、
美国国际开发署/美国对外灾害援助办公室(USAID)、
美国国家海洋和大气管理局/国家气象局(NOAA)和水文研究中心(HRC)的支持。
世界气象组织(WMO)的全球水文现状和展望系统(Global Hydrological Status and Outlook System,HydroSOS)加强了国家在水文价值链上的能力,产生关于当前水资源状态的标准化信息,帮助地区的水资源恢复和水灾相关的预防。HydroSOS可以提高各国管理和规划水资源(包括储存和分配)以及减少灾害风险(例如洪水和干旱)的能力;加强国家间跨界流域管理和水文数据使用方面的合作;改进水文状况的科学信息和水资源管理的展望产品;运营全球水信息系统。
典型事件
2024年俄罗斯和哈萨克斯坦洪水
2024年4月,因
乌拉尔河(Ural River)春汛和上游的
奥伦堡奥尔斯克市(Orsk)大坝溃堤,俄罗斯奥伦堡州(Orenburgskaya Oblast)、
库尔干州(Kurganskaya Oblast)和
秋明州(Tyumen Oblast)以及哈萨克斯坦北部、东部和西部等地遭遇至少70年来最严重的洪涝灾害,附近多个地区受到波及。俄罗斯的奥伦堡州、秋明州、库尔干州以及哈萨克斯坦的10个地区宣布进入紧急状态。至18日,
俄罗斯遭洪水淹没的住宅建筑约1.8万栋,
奥伦堡和库尔干州已有3万余人被疏散;哈萨克斯坦近7000栋房屋被淹,近12万人被疏散。受洪水影响,哈萨克斯坦石油主产区阿特劳州(Atyrau)和阿克托别州(Aktobe)共有493口油井暂时停产,石油产量损失达1.6万吨。
2023年巴西南里奥格兰德州洪水
2023年9月4日,巴西南里奥格兰德州(Rio Grande do Sul)因受气旋影响,遭遇连日强降雨和
强风侵袭,引发洪水和山体滑坡,破坏了房屋等基础设施和道路桥梁等交通设施。6日下午,南里奥格兰德州州长
爱德华多·莱特(Eduardo Leite)宣布该州进入公共紧急状态,并宣称此次洪灾是是南里奥格兰德州40年来遭遇的最严重的自然灾害。截至当地时间9月8日,此次洪灾已造成41人遇难,46人失踪,85个城市受灾,超过13.5万人受到影响。
2022年巴基斯坦洪灾
2022年6月中旬以来,受西南季风的影响,
巴基斯坦多省遭遇多轮极端暴雨,造成严重洪涝灾害。8月25日,巴基斯坦政府宣布进入国家紧急状态,总理
夏巴兹·谢里夫(Muhammad Shahbaz Sharif)表示此次洪水规模30年一遇。据巴基斯坦国家灾害管理局公布的报告,此次洪涝灾害已造成近3000人伤亡,12.5万间房屋被毁,近3000公里道路受到破坏,超3000万人流离失所,损失数十亿美元。
2021年澳大利亚新南威尔士州洪水
2021年3月,澳大利亚东南沿海地区遭遇强降雨,持续暴雨引发洪涝灾害。房屋被淹,道路中断,新南威尔士州(New South Wales,NSW)中北岸地区受到的影响尤为严重,该州州长宣布正经历该地区“百年一遇”的灾难。在这场洪灾中,200多所学校被迫关闭,近两万人被疏散。
1998年中国全流域性洪涝灾害
1998年6月到9月,中国南方长江流域、珠江流域、闽江和北方松花江流域、嫩江流域受厄尔尼诺现象的影响,出现了持续强降雨。长江发生继1954年以来又一次全流域大洪水,嫩江、松花江流域发生超历史记录的特大洪水,珠江流域的西江和福建闽江也一度发生百年不遇的大洪水。此次洪灾,全国有29个省区市遭受不同程度损失,重灾区的城市村镇受到严重破坏,工厂停产,农业减产甚至绝收,长江部分航段中断
航运一个多月。总受灾人口达二亿多人,直接经济损失超过2000亿元人民币。抗洪期间中国国家领导人亲临抗洪前线,30多万军队、武警参与救援。
1963年中国海河流域洪涝灾害
1963年8月上旬,中国
河北省中南部受持续7天的暴雨影响发生洪灾,是海河流域历史上最大的一次洪水灾害。此次洪涝灾害致使104个县、26965个村庄受灾。房屋倒塌,道路损坏,
京广铁路中断,受灾面积达5438万亩,人员伤亡近五万人,造成的经济损失达72.4亿元,先后有50万人进行抗洪救险。
参考资料
Floods.WORLD METEOROLOGICAL ORGANIZATION.2024-03-17
APFM.ASSOCIATED PROGRAMME ON FLOOD MANAGEMENT(APFM).2024-03-19
water.WORLD METEOROLOGICAL ORGANIZATION.2024-03-17
Flood.Prevention Web(UNDRR).2024-04-05
水利常识.中华人民共和国水利部.2024-04-28
水利风景.中华人民共和国水利部.2024-04-28