□李 珺 □鄧新紅 □鄧清漪(駐馬店水文水資源勘測局)
減輕重大突發性公共水事件的措施
□李 珺 □鄧新紅 □鄧清漪(駐馬店水文水資源勘測局)
我國洪澇災害從發生范圍、頻率及造成的損失來說,都是世界上比較嚴重的國家。洪澇災害成為制約我國社會經濟、城市發展的主要因素之一。只有發展減輕重大突發性水事件災害的科學技術,研制新的應急監測設施及預報評估方法,注重觀測、機理研究及提高完善應急指揮體系,才能大幅減輕自然災害,保障人民生命安全,滿足國家可持續發展的需求。
突發性;水事件;措施
近年來,我國極端氣候事件及突發自然災害頻繁發生,導致全國范圍內突發公共水事件日益增多,突發性公共水事件包括:江河洪水、漬澇災害、山洪災害(指由降雨引發的山洪、泥石流、滑坡災害)、臺風暴潮災害、供水危機以及由洪水、風暴潮、地震等引發的水庫垮壩、堤防決口、水閘倒塌、供水水質被侵害等災害。
2008年5月四川汶川地震引發唐家山堰塞湖,2008年9月臺風“黑格比”引發珠江三角洲水位超歷史、造成大面積洪水泛濫,2008年12月墨脫縣山體滑坡引起的堰塞湖,以及近年來強暴雨所引發的諸多中小型水庫垮壩等。
由于重大突發自然災害具有突發性、嚴重性,因此給國家和人民造成重大財產損失和人員傷亡。這些均對水文行業提出了新的要求與挑戰。隨著陳雷部長“大水文”發展理念的提出,水利要走支撐國民經濟發展之路,傳統的自然災害防御策略和照抄國外的一套風險防御方法已難以奏效,必須要有一套針對突發災害現場的專項方案,致力于突發水事件水文應急保障技術研究、突發事件水文應急測報技術、應急減災指揮體制研究與應用。
改革開放30年以來,我國國民經濟得到了迅速發展,我國政府十分重視減災科技工作,在監測技術、災害機理、預測預報、預防技術、危險性評估等方面取得了進展。
我國水文自動測報系統技術從1998年大洪水后得到了大的飛躍,水文自動化測報在國家的支持下發展迅速,在大江大河和大型水庫的水情自動化采集運用已經有了成功的建設經驗。但是,防災減災科技水平與國際相比還有很大差距,仍不能滿足社會公共安全需求。主要表現在目前我國還沒有能夠應對突發公共水事件的應急水文自動監測設備,尤其是適用于各種災害現場及各種惡劣環境下的自動監測設備。
國家防汛抗旱總指揮部2005年頒布了《國家防汛抗旱應急預案》,要求各級氣象、水文、海洋部門應加強對當地災害性天氣的監測和預報。當發生突發公共水事件,要求水文部門2小時內啟動監測工作,及時上報測驗結果,做好會商和預報,盡可能延長預見期,對重大氣象、水文災害作出評估,及時上報國家防汛抗旱總指揮部。
當前我國水文應急保障技術水平還很薄弱,主要表現在缺乏一體化的水文應急監測技術和設備,啟動應急響應時間長,缺乏應急水文預測和評估方法和技術,所開展的應急分析評估項目少,難以滿足各級決策部門應對各類突發公共水事件時對水文部門2小時啟動應急響應的要求。
重大突發性水事件往往是不可預測預報且隨時可能發生的,如何積極面對和主動防御,使國家財產和人民生命安全不受損失或受影響程度最低,就要提出在這種條件下水文水利方面的應急監測應用問題。水文應急測報等專項技術研究就針對極端不便地點(如堰塞湖、高原冰凌坍塌地點)實現水文極值事件和水文參數實時自動化采集與傳輸,便于防汛搶險機關和其他部門應急決策和指揮調度。
水文是水利事業的尖兵,是防汛抗旱的耳目和參謀,因此一定要及時準確的測出和傳輸才能為各級部門的決策提供有價值的信息,才能為防汛減災贏得時間,最大程度減少災害損失。
突發公共水事件常常發生在常規水文觀測站網之外的區域,而其造成交通中斷、通訊中斷、生產生活條件極差,常常無法有效開展水文監測和水文分析。因此,水文測報系統將致力于解決交通中斷、通訊中斷、生產生活條件極差的情況下的水文監測,采用先進技術手段盡可能獲取流域特征信息,及時開展水文分析工作。
突發公共水事件往往伴隨的是惡劣天氣環境,如高溫或超低溫、大霧、暴雨等等,而這些環境因素下常規測報儀器大多不能應用,這就要求水文測驗設備的研制要向能夠適應特殊天氣環境方向發展,保證正常測報及其精度。
從以上兩點我們能夠清楚地看出,水文應急測報系統發展應適用于惡劣環境下(低溫、高溫高濕)的水文自動測報終端技術,終端實現現場參數測驗和數據傳輸報汛的一體化集成。研究適應于現場的應急通信技術。發展小型化一體化站房,在應急現場便于快速安裝并投入使用。解決專項數據傳輸、坐標定位、標準校時等問題,并將它們集成到小型化一體站中。這種專項通信技術不依賴于公網,不受自然條件約束。
依托高新技術,發展新的監測手段,建立高密度及時迅速的監測網絡和信息平臺,是重大突發性水事件科技發展的一種趨勢。
測報系統的研制是一方面,另一方面就是要建立高效、快速和有序的自然災害應急指揮技術體系,發展自然災害救援技術,滿足各級政府對自然災害應急指揮和緊急救援的需要。
有效應對突發性公共水事件,大的方面來說有兩點:一是監測預報方面;二是應急救助方面。
主要措施應包括:一是水文應急監測設備的研制,要求監測系統具有高適應性和高精度,在各種非正常條件下能夠迅速、及時、準確采集并傳輸需要的水文信息。二是建立高密度監測站網,大力發展巡測,盡量減少水文空白區域。三是開展應急水文預報分析研究。四是盡可能多的獲得非常條件下的水文信息資料。五是建設重大突發性自然災害的野外科學實驗基地,開展一批針對重大突發性自然災害成因和其形成機理研制的項目。
1.水文應急測報設備的研制
水文應急測報設備不同于常規儀器,主要包括:
一體化水文應急監測設備樣機研制;應急水情信息傳輸技術研究;沿海風暴潮應急預測研究;垮壩和潰決洪水應急分析研究;洪水淹沒風險應急分析研究;惡劣環境下水文測報終端技術。
研究發展一體化水文應急監測設備和一整套水文應急保障技術,滿足《國家防汛抗旱應急預案》對水文部門2小時內啟動應急響應的要求,為各級決策部門處置突發公共水事件提供全面技術支持和決策依據。
(1)一體化水文應急監測設備研制
研究和篩選適應于惡劣現場條件下的水文測驗傳感器,完成小型化一體站站房設計和試生產,研制一體化水文監測設備,便于山區步行搬運或直升機運輸,能夠在應急現場快速安裝并立即投入使用,實現現場水文測驗項目一體化自動采集。
(2)應急水情信息傳輸技術研究
選擇可靠的應急通信技術,解決專項數據傳輸、坐標定位、標準校時、短信收發等問題。
(3)沿海風暴潮應急預測研究
基于臺風觀測信息和天文潮位信息的基礎,開展沿海風暴潮應急預測。基于沿海潮位站實測信息,研究風暴潮實時修正技術,提出臺風所引起沿海地區潮水位預測。
(4)垮壩潰決洪水應急分析研究。
在分析評價國內外已有的潰口發展及潰口流量計算模型研究的基礎上,根據堰塞湖壩體潰決的實際觀測資料,提出適合不同堰塞湖壩體特點的潰口發展模式、潰口最大流量及流量過程的計算方法;研究堰塞湖潰壩后的洪水演進模型和沿程淹沒快速分析計算模型,并開發相應的軟件,模擬計算堰塞湖潰壩下泄后沿程最大流量、流速、最高水位和淹沒范圍。
(5)洪水淹沒風險應急分析研究
研究分析堰塞湖或者水庫在不同壅水高程下庫區上游洪水淹沒的潛在影響范圍,評估可能影響城鎮村莊及人口,并進行三維平臺上的洪水淹沒模擬分析。在潰壩洪水演進和淹沒計算的基礎上,研究不同泄流方案下的風險水平及相關評估方法,開發潰壩洪水淹沒損失快速評估模型,評估不同量級潰壩洪水的影響人口和財產損失,為堰塞湖或者水庫潰壩洪水預警提供技術支撐。
(6)惡劣環境下水文測報終端技術
研究適應于惡劣環境下(低溫、高溫高濕)的水文自動測報終端技術,終端實現現場參數測驗和數據傳輸報汛的一體化集成,研究適應于現場的應急通信技術,完成小型化一體化站房設計和試生產,能夠在應急現場快速安裝并投入使用。
2.建立高密度監測站網,大力發展巡測,盡量減少水文空白區域
我國幅員遼闊,地形復雜多樣,降水及水資源分布不均,目前水文監測站網密度比較小,尚有很多水文空白區域。尤其西部等人口稀少地區,這種現象表現更為突出。重大突發性水事件發生地點多數位于這些空白區域,站網過稀將不能及時監測到各類水體的量、質及發展情況,也不能夠廣泛收集到水文資料,大多災害發生地區缺少甚至沒有水文資料,給水文的研究分析造成技術難點。有條件的地方加密水文監測站網,根據需要與可能逐步優化站網,力求在適應于當地經濟發展水平的投入條件下,使站網的整體功能最強,充分發揮水文站的各類功能。條件不成熟的地方大力發展巡測,盡可能填補水文空白區域,盡可能多的收集水文信息,滿足地理內插和資料移用的需要。
3.應急水文預報分析研究
重大突發性水事件多數發生于水文站網沒有覆蓋的地方,傳統預報方法很難奏效。在研究已發生的各種非常條件下的水文信息資料的基礎上,研究突發地區產流模擬方法和匯流參數,實現突發地區在無資料情況下開展水文預報分析。
4.盡可能多的獲得非常條件下的水文信息資料
非常條件下的水文信息資料是比較稀少寶貴的,應盡可能多的收集國內外突發水事件資料。例如“75.8”大洪水資料,通過對這些資料的研究分析,我們能夠得到相似自然條件下的一些水文信息,特大特小值的加入,能夠更加準確地分析水文系列;由于氣候的周期性波動,嚴重的洪水災害存在著周期性的變化,通過對這些非常條件下水文信息的研究,可以發現其中某些災害的成因及分布之間的相似與聯系,擁有較多的水文資料就不會在盲目的情況下進行各種作業,很大程度上減少水文測報的技術難度。
5.建設重大突發性自然災害的野外科學實驗基地
重大突發性自然災害的偶然性較強,常規的理論及分析往往不能尋找其特性和規律。建立野外科學實驗基地,開展一批針對重大突發性自然災害成因和致災機理項目的研究,利用各種實驗手段長期分析,找出突發性自然災害的成因及規律,提高預測水平,做到盡早防范。
重大突發性公共水事件往往在很短的時間內給人們造成巨大的災害,可以造成數千乃至數萬人員傷亡,受災面積可達到幾十萬平方公里,同時可以引發其他災害,造成一些社會安全問題。
如何切實有效地減少突發性水事件給人民群眾和國家帶來的巨大損失是目前面臨的一個重要問題。在預測預報工作做好的同時,建立科學、高效、快速有序的減災指揮體系是十分必要的。
防汛指揮工作擔負著發動群眾,組織社會力量,從事指揮決策等重大任務,需要進行多方面的協調和聯系,因此,需要建立強效有力的組織機構,擔負有機的配合和科學的決策,做到統一指揮,統一行動。
建立和健全各級防汛指揮系統并明確其職責是取得搶險減災勝利的關鍵。各級防汛部門要明確職責,堅決執行搶險調度指令,做好各部門、各行業的協調工作,集中全部人力、財力、物力,與天災水禍搶奪每分每秒,打贏保衛人民生命財產的攻堅戰。
2011-08-20