第二节　洪水和水灾

洪水是指河流水位超过河滩地面出现的溢流现象的统称。当洪水超过江河的防洪能力时，洪水就会溢出或者冲垮河岸、湖岸，对人类生产和生活带来损害。

一、洪水的形成过程

流域发生一场降雨，经过流域的产流和汇流，在流域出口断面便形成一次洪水过程。通常在水文分析中用流量随时间的变化过程来表示，如图2-5所示。

设计洪水是指符合设计标准的洪水，是堤防和水工建筑物设计的依据。设计洪水特性可以由3个控制性的要素来描述，即设计洪峰流量Q、设计洪水总量W和设计洪水过程线。

设计洪峰流量是指设计洪水的最大流量。对于堤防、桥梁、涵洞及调节性能小的水库等，一般可只推求设计洪峰流量。大型水库调节性能高，洪峰流量的作用就不显著，而洪水总量则起着决定防洪库容大小的重要作用。

在水利工程的规划设计时，一般应同时考虑洪峰和洪量的影响，要以峰和量同时控制为目标。设计洪水过程线包含了设计洪水的所有信息，是水库防洪规划设计时的重要洪水资料。

河流某一断面的洪峰流量各年不同。从多年的情况来看，较小的洪峰流量出现的机会较多，较大的洪峰流量出现的机会较少。洪峰流量出现的机会一般用重现期来表示。重现期是指平均多少年出现一次（或称多少年一遇），例如，100年一遇洪水的流量为800m3/s，就是指平均100年可能出现一次等于或大于800m3/s的洪水。洪水标准也可用频率来表示，常用重现期50年一遇、100年一遇、1000年一遇其相对应的频率分别为2%、1%、0.1%。降雨量、径流量等随机现象均可用频率表示。

工程设计中如果设计标准为P＝1%，就是说从长期来看，只有1%的机会出现这么大的洪峰流量；果真出现这样的洪峰流量，就叫出现设计洪水，按照此标准设计的工程应当承受它的考验。

二、洪水的危害

洪水灾害对中国的社会经济等影响十分严重，所造成的经济损失和人员伤亡在各种自然灾害中居第一位。洪水灾害的影响主要表现在以下两个方面。

（一）洪水灾害对国民经济的影响

1.对农业的影响

严重的暴雨洪水常常造成大面积农田被淹、作物被毁，致使作物减产甚至绝收。1950～2000年的51年中，全国平均每年农田受灾面积937万hm2，成灾523万hm2。

2.对交通运输的影响

铁路是国民经济的动脉。而中国不少铁路干线处于洪水威胁之下，在七大江河中下游地区，有京广、京沪、京九、陇海和沪杭等重要铁路干线，受洪水威胁的铁路长度1万多km，西南、西北地区铁路常受山洪、泥石流袭击，这些地区的铁路干线为山洪、泥石流高强度多发区。因洪灾造成铁路中断、停止行车的事故是很严重的，1954年大洪水中，作为南北大动脉的京广铁路就曾中断运行100天。

中国公路网络里程长，水灾造成公路运输中断的影响遍及全国城乡各地。随着公路建设的迅速发展，水毁公路里程也成倍增加，中国所有山区公路都不同程度地受山洪、泥石流的危害，西部10余条国家干线频繁受到泥石流、滑坡灾害的威胁。川藏公路沿线较大的泥石流沟就有157条，每年因泥石流、滑坡、雪灾的影响，全线通车时间不足半年。

3.对城市和工业的影响

城市人口密集，工业产值中约有80%集中在城市。中国大中城市基本沿江河分布，受江河洪水威胁严重，有些依山傍水的城市还受山洪、泥石流等灾害的危害。中国600多座城市中，90%有防洪任务。20世纪90年代以来，中国城市化进程显著加快，大量人口从内地涌向沿海沿江城市，城市面积迅速扩张，新扩张的城区往往是洪水风险较高而防洪能力较低的区域。由于城市资产密度高，对供水、供电、供气、交通、通信等系统的依赖增大，一旦遭受洪水袭击，损失更为严重。

（二）洪水灾害对环境的影响

洪水灾害不仅带来巨大的经济损失，而且对人类的生存环境也会造成极大破坏。这种对环境的破坏主要表现在以下4个方面。

（1）对生态环境的破坏。水土流失问题是中国严重的生态环境问题之一，而暴雨山洪是主要的自然因素。至2000年，全国水土流失面积356万km2，约占国土面积的37%，每年土壤流失量约50亿t，大量泥沙淤积在河、湖、水库中，同时带走大量氮、磷、钾等养分。水土流失危害不仅严重影响着山地丘陵区农业生产的发展，而且给国土整治、江河治理以及保持良好生态环境带来困难。

（2）对耕地的破坏。洪水灾害对耕地的破坏，主要是水冲沙压、破坏农田。如1963年海河大水，水冲沙压造成失去耕作条件的农田达13万余hm2。黄河决口泛滥对土地的破坏更为严重，每次黄河泛滥决口都使大量泥沙覆盖沿河两岸富饶的土地，导致大片农田被毁。

（3）对河流水系的破坏。中国河流普遍多沙，洪水泛滥致使泥沙淤塞，对河道功能的破坏极其严重，尤其是黄河泛滥改道，对水系的破坏范围极广，影响深远。

（4）对水环境的污染。洪水泛滥对水环境的污染，主要是造成病菌蔓延和有毒物质扩散，直接危及人民的身体健康。

洪灾的严重程度与区域的人口、经济有关，洪水只有发生在有人类活动的区域并且带来危害时，才能称为洪灾。洪水发生的区域，人口越密集、经济越发达，损失就越严重。

三、洪灾形成的原因

1.季风气候的影响

中国是世界季风气候最显著的国家之一，而且位于世界气候异常的脆弱带，冬夏季风的交替活动不稳定常常造成降水季节发生较大变化。4～6月雨带徘徊于华南地区，6月中下旬，雨带北跳至江淮流域，7月中旬至8月中旬，雨带北跳到华北地区，8月中旬后，随着副热带高压减弱、南移，雨带也迅速南移。1998年厄尔尼诺现象异常偏强，形成了6月底江南北部与华南西部地区的连续性暴雨。7月初北方进入雨季，然而自7月中旬开始雨带又突然南移至长江中下游上空，进入8月，长江上游出现长时间降水，洪水迭起，形成多次洪峰。长江流域的突发性强降水，长江上游的洪峰与中下游高水位相遇，使长江下游出现洪灾，引发闻名世界的“98”抗洪抢险事件。

中国的特殊地形地貌，加剧了季风气候带来的水灾。中国西高东低呈梯级分布，大江大河多在西部高原生成，东流入海。一旦发生大范围降水，上中游高处的雨水迅速流向下游，而下游多为经济发达、城市人口密集的平原。而平原地区水流较缓，易涝难排，就容易形成一次次较大的水灾。

中国是台风活动最活跃的国家之一，平均每年有10个左右的台风登陆。广东又是全国台风登陆最多的省份，平均每年有4个左右的台风登陆。台风引起飓风、暴雨、海潮等灾害，为水灾雪上加霜。

此外，强降水、冰雪融化、冰凌堵塞河道可以形成洪水，滑坡、泥石流堵塞河道也可以形成洪水。

2.防洪抗灾建设滞后带来频繁洪涝灾害

新中国成立60多年来，我国防洪抗灾建设取得了巨大成绩，例如，在1998年的特大洪水面前，重要城市、重要交通干线能安然无恙，最大限度减轻了洪灾引起的重大经济损失，这与抗洪减灾能力的提高有直接关系，但在防洪抗灾建设总体上仍严重滞后，不少水利设施年久失修，河道淤塞，行洪能力差。目前我国大江大河防洪防涝标准都不高。例如长江中下游干流，防洪标准10～20年一遇，太湖防洪标准不到20年一遇。许多城市防洪标准偏低，有的甚至不设防，所以尽管每年都强调防大汛抗大涝，灾害依然频繁。

3.洪灾与人口和经济发展成正比

许多洪灾发生频繁的地方也是人口密集、经济活跃的地方，使人们在与自然的斗争中回旋余地较小。首先，由于人口增加，需要大量增加粮食和农副产品供应，需要围湖、围海造田、开发房地产等。人类对流域内植被的破坏，乱砍滥伐，大规模的围湖造田使湖泊对洪水的调节作用减弱，占据河道的建筑物降低了河道排水的速度，这些都加剧了洪水的灾害。例如，洞庭湖围垦了1/5，泄洪能力也减少了1/5；广东八大出海口因盲目围垦已越来越狭窄，调蓄能力大幅度下降，相应的防洪能力也下降，水情比过去严峻了。如1994年的洪水，上游是50年一遇，到了出海处就变成200年一遇。其次，在不宜搞生产的地方搞生产。例如，毁林开垦，一遇连续暴雨就容易造成山洪暴发，水土流失严重，大量的泥沙涌入江河、水库，抬高河床、库面，即使水量不大也会形成较高的水位。新中国成立以来长江流域的水土流失面积增加了40%～50%。此外，人为占用河道开辟耕地、修建房屋，对江河自然生态造成了破坏，阻碍了江河水的流动，埋下了洪灾的隐患。

洪灾具有双重属性，既有自然属性，又有社会属性。它的形成必须具备两方面条件：

（1）自然条件。洪水是形成洪水灾害的直接原因。只有当洪水强度达到一定标准，才可能出现灾害。主要影响因素有地理位置、气候条件和地形地势。

（2）社会经济条件。只有当洪水发生在有人类活动的地方才能成灾。受洪水威胁最大的地区往往是江河中下游地区，而中下游地区因其水源丰富、土地平坦又常常是经济发达地区。

四、洪灾的防治

洪灾的防治有利于提高经济效益，有利于社会的稳定和发展。洪灾的防治工作包括两个方面：①减少洪灾发生的可能性；②尽可能使已发生的洪灾的损失降到最低。可以采取以下措施。

1.工程措施

（1）兴建水库，退耕还林还湖，提高对洪水的调蓄能力。

（2）修筑堤坝，防止洪水漫溢。

（3）疏浚河道，加快泄洪速度。

（4）开辟分洪区，开挖分洪道，降低洪水水位。

2.非工程措施

（1）增强人们对灾害问题的认识，提高人们防灾减灾的意识。

（2）严格控制乱砍滥伐林木，逐步提高林草植被覆盖率，减少水土流失。

（3）构建统一的减灾防灾管理体系。

（4）建立统一的抗洪抢险指挥管理系统。

（5）加强灾前预防、水利设施投入与科研投入。

五、防洪减灾认识和对策的转变

江河洪水是一种自然现象，而洪水灾害则是由于人类在开发江河以及冲积平原的过程中，进入洪水泛滥高风险区而产生的问题。因为洪水灾害是人类社会与自然环境共同作用的产物，因此，防洪减灾是人类社会发展的主题之一。

受自然地理气候条件的影响，加之中国适于人类开发利用的地区主要集中在江河流域的中下游平原，因此，如何处理好防洪减灾问题贯穿于整个中华民族的发展史。回顾中国防洪减灾历史，大致可划分为以下3个阶段：

第一阶段，以解决人类生存安全和基本生活需求为主要目标的原始水利阶段。在原始阶段人们临水而居，但为躲避洪水的危害，不得不“择丘陵而处之”，住在洪水一般淹不到的高处。这一时期人类生产力低下，对洪水灾害的控制能力较低，把洪水灾害看作为人力无法抗拒的天的意志，不得不乞求上苍的保佑。在这个阶段里，人与水的关系以人主动适应水或自觉地服从自然为主要特征，也可以称之为人类被动适应自然的阶段，其间长达几十万年。

第二阶段，以建设工程来改造河川、调蓄洪水、制止洪水危害的传统治水阶段。自战国时期自然科学有了很大的进步，人们利用和改造自然的能力有所提高，对治水防灾也有了新的认识，主张发挥人的主观努力去控制和利用自然。这一时期工程措施成为防洪的主要技术手段，人类和洪水的关系进了一步，可以“水来土掩”，限制水的泛滥。这一阶段是以改造自然的能力提高和无度地向自然索取为主要特征。

第三阶段，以“人与自然相和谐”为主要特征的现代治水阶段。当主要依靠工程技术措施治水出现困境时，迫使人们转换思路，开始思考其中的原因和解决途径。“相和谐”不是主张一味向洪水退让，而是强调科学地规划国土资源。例如，加强环境建设，调整经济布局与产业结构等，使之与洪水规律相适应。讲和谐也不是降低工程技术措施的作用，而是更合理地规划、建设、管理好防洪工程体系，通过科学调度以充分发挥其功能。可见，“人与自然相和谐”不是抽象的哲学概念，而是现实的可持续发展之路。新阶段的治水方略将实现由战胜洪水到设法减轻水灾损失的转变。到20世纪90年代后期，特别是在1998年大洪水之后，中国的治水理念发生了根本性改变，积极倡导和实践由控制洪水向洪水管理转变。在防洪减灾实践中，在充分利用当今高度发达的科学技术的同时，更加注重人水和谐，实现人类社会可持续发展。