防洪抗旱減災(zāi)研究進(jìn)展論文
1 防洪抗旱研究背景
防洪抗旱減災(zāi)是中國水利水電科學(xué)研究院重要的研究領(lǐng)域之一, 幾代專家辛勤耕耘, 為此研究領(lǐng)域的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。自80 年代中期起, 在劉樹坤等專家的積極推動下, 水力學(xué)模型被運用于蓄滯洪區(qū)、城市與河道洪水的計算, 利用水深、流速、洪水到達(dá)時間與淹沒歷時等參數(shù), 開展了洪水風(fēng)險區(qū)劃與防洪工程方案的評價等研究, 模型的功能也不斷擴展與完善;同時, 劉樹坤等專家還大力倡導(dǎo)建立現(xiàn)代災(zāi)害科學(xué)———災(zāi)害學(xué)與防災(zāi)學(xué)。90 年代中期, 周魁一積多年研究的心得, 提出災(zāi)害具有“自然與社會雙重屬性”的概念, 進(jìn)而論述了這一概念的實質(zhì)及其哲學(xué)基礎(chǔ)。諸如此類的成果對于后續(xù)研究起到了很好的指導(dǎo)作用。2001 年, 作為我院科技體制改革中新組建的公益型研究所———防洪減災(zāi)研究所誕生了。
2002 年在水利部領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心與支持下, 以該所為實體, 又成立了水利部防洪抗旱減災(zāi)工程技術(shù)研究中心, 創(chuàng)建了科研與管理緊密結(jié)合的發(fā)展模式, 加速了科技成果的轉(zhuǎn)換。2008 年防洪減災(zāi)研究所正式更名為防洪抗旱減災(zāi)研究所, 水利部防洪抗旱減災(zāi)研究中心(以下簡稱減災(zāi)中心)的規(guī)模也有所擴展, 研究力量進(jìn)一步加強。近年來, 減災(zāi)中心在防洪抗旱減災(zāi)領(lǐng)域的學(xué)科建設(shè)中取得了一系列新進(jìn)展, 對于推進(jìn)新時期防汛抗旱工作向“洪水管理”與“全面抗旱”的兩個轉(zhuǎn)變提供了有力的科技支撐
21 世紀(jì)中, 防洪抗旱減災(zāi)領(lǐng)域的科技發(fā)展必然體現(xiàn)出兩大趨向:自然科學(xué)中相關(guān)學(xué)科的深入與綜合;自然科學(xué)與社會科學(xué)(法學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、社會學(xué)、管理學(xué)、心理學(xué)等)在交叉領(lǐng)域的開拓與交融。不同國家不同區(qū)域, 自然地理條件不同, 經(jīng)濟社會處于不同的發(fā)展階段, 洪水與干旱災(zāi)害的風(fēng)險特性必然會有顯著的差異。因此, 在治水方略的制定與技術(shù)方案的選擇上, 必須因地制宜, 既要遵循自然規(guī)律, 也要順應(yīng)經(jīng)濟社會的發(fā)展規(guī)律。
2 防洪抗旱減災(zāi)領(lǐng)域災(zāi)害學(xué)的研究進(jìn)展
災(zāi)害學(xué)是將加害與被害的各種因素及其狀態(tài)作為現(xiàn)象, 研究災(zāi)害的成因、變化及其可能導(dǎo)致的各種影響, 探索災(zāi)害風(fēng)險構(gòu)成與演變的規(guī)律性。其涉及到洪水與干旱的基本特性、水旱災(zāi)害的時空分布與演變的規(guī)律, 水旱災(zāi)害孕育、發(fā)生、與人類社會交互作用的機理及其與相關(guān)災(zāi)害間相互誘發(fā)的災(zāi)害系列, 水旱災(zāi)害的分級標(biāo)準(zhǔn)及影響評價, 水旱災(zāi)害的信息管理、風(fēng)險分析與區(qū)劃等。
2.1 深化對洪水基本特性的認(rèn)識
洪水是自然界中水循環(huán)的一種基本現(xiàn)象, 也是維持自然界生態(tài)系統(tǒng)平衡的環(huán)境要素。我國受季風(fēng)影響的廣大地區(qū), 每年汛期的幾場暴雨洪水往往是區(qū)域淡水資源的主要補給形式。隨著人口的增長, 天然調(diào)蓄洪水的場所逐步被開發(fā)利用, 一旦洪水泛濫, 便會造成嚴(yán)重的生命財產(chǎn)損失。
因此, 人們直接感受到的往往是其災(zāi)害特性。在水土資源的開發(fā)利用與提高安全保障標(biāo)準(zhǔn)的過程中, 人與自然之間的矛盾不斷激化。為了構(gòu)建人與自然和諧的發(fā)展模式, 必須深刻領(lǐng)會洪水的利害兩重性。通過近年來一些基礎(chǔ)與戰(zhàn)略規(guī)劃項目的研究, 我們對洪水的災(zāi)害特性、資源特性與環(huán)境特性, 以及三者之間復(fù)雜的交互影響與利害轉(zhuǎn)化關(guān)系有了更加全面而深入的認(rèn)識。
值得注意的是, 洪水的利害兩重性與其轉(zhuǎn)換關(guān)系因區(qū)域、洪水規(guī)模量級而異。不同地理氣候與經(jīng)濟社會條件的區(qū)域, 洪水表現(xiàn)出的利害關(guān)系會有顯著的不同, 而同一區(qū)域遭受不同規(guī)模的洪水時, 洪水的利害轉(zhuǎn)換關(guān)系也有明顯的差異。因此, 人類治水活動成敗的關(guān)鍵是如何順應(yīng)自然、遵循規(guī)律、因勢利導(dǎo)、因地制宜、趨利避害、化害為利, 形成人與自然之間、區(qū)域與區(qū)域之間的良性互動, 逐步提高安全保障水平, 并有利于支撐可持續(xù)的發(fā)展。
2.2 全面探討洪水的風(fēng)險特性
洪水風(fēng)險是20 世紀(jì)80 年代起才逐步引入我國。由于風(fēng)險存在于事件發(fā)展過程中的各個環(huán)節(jié), 且表現(xiàn)形式各異, 不同學(xué)科專家從不同視角給出了用途不一的定義與評估方法。水力學(xué)家強調(diào)洪水危險性空間分布的不均勻性, 水文學(xué)家看重的是洪水發(fā)生時間與規(guī)模的不確定性;從社會經(jīng)濟學(xué)的角度看, 風(fēng)險(risk)是損失的可能性, 而從工程安全的角度看, 風(fēng)險是各種工程事故發(fā)生的概率與可能造成的后果。這些理念在洪水風(fēng)險圖的繪制、流域洪水風(fēng)險評價與損失評估系統(tǒng)的研發(fā), 以及工程安全評價等方面已得到廣泛應(yīng)用。
3 防洪抗旱減災(zāi)領(lǐng)域防災(zāi)學(xué)的研究進(jìn)展
防災(zāi)學(xué)是基于對災(zāi)害風(fēng)險的規(guī)律性認(rèn)識與可利用的防災(zāi)體系, 研究如何預(yù)防災(zāi)害, 在災(zāi)害發(fā)生時如何減少損失, 除害興利, 以及在災(zāi)后如何盡快恢復(fù)重建的科學(xué)。防洪抗旱減災(zāi)領(lǐng)域防災(zāi)學(xué)的研究, 涉及到與經(jīng)濟社會發(fā)展需求相適應(yīng)的減災(zāi)體系、管理模式、運作機制、治水方略與對策措施等, 因地制宜制定災(zāi)前、災(zāi)中、災(zāi)后防災(zāi)減災(zāi)適宜的對策措施, 以及相關(guān)的法規(guī)政策等。防災(zāi)學(xué)的研究旨在保證這些措施的合理性與有效性。
3.1 探討適合我國國情的治水理念與方略 在我國人多地少, 糧食、土地與水資源需求壓力極大, 經(jīng)濟底子薄弱且發(fā)展不平衡, 生態(tài)環(huán)境相對脆弱的國情下, 靠短期高投入一舉“根治洪水” , 或?qū)⒑樗唢L(fēng)險區(qū)中的人口資產(chǎn)都遷出去,“還洪水以空間” , 不僅難以實現(xiàn), 而且在人與自然之間易于形成惡性的互動,在發(fā)展與防災(zāi)之間構(gòu)成難以協(xié)調(diào)的矛盾。洪水管理成敗的關(guān)鍵在于把握適度。
近年來, 圍繞水利部海河委員會《海河流域防洪戰(zhàn)略規(guī)劃研究》、水利部科技創(chuàng)新項目《我國防洪安全保障體系與洪水風(fēng)險管理的基礎(chǔ)研究》、國家自然科學(xué)基金重大項目《洪水行為與減災(zāi)方法研究》第4 課題第2 專題“洪泛區(qū)和分蓄洪區(qū)的洪澇災(zāi)害風(fēng)險分析和管理體系” 、《國家中長期科技發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃研究》“公共安全專題” 、水利部《水利科技發(fā)展戰(zhàn)略研究》、部規(guī)劃院十五規(guī)劃項目《中外治水方略比較研究》、全國水利發(fā)展“十一五”規(guī)劃重大研究課題《防洪安全保障重點對策研究》、亞行贈款《洪水管理戰(zhàn)略研究》等宏觀戰(zhàn)略研究項目,從可持續(xù)發(fā)展治水原則、人與自然和諧的治水理念、防洪工程體系在洪水管理中的地位及應(yīng)注重的問題、增強應(yīng)急反應(yīng)能力與自身適應(yīng)洪水的能力、形成泛濫允許型的發(fā)展模式、發(fā)揮洪水的資源特性與環(huán)境特性等方面產(chǎn)出了一系列的研究成果。
3.2 城市防洪抗旱領(lǐng)域的研究不斷取得進(jìn)展 由“水災(zāi)害加劇、水資源緊缺、水環(huán)境惡化”所構(gòu)成的城市型水危機已露端倪, 并呈加重趨勢。城市防洪與供水安全保障是新世紀(jì)我國防洪抗旱減災(zāi)領(lǐng)域極具挑戰(zhàn)性的課題。近年來, 減災(zāi)中心相繼承擔(dān)水利部重點專項、自然科學(xué)基金重點項目、國家防辦專項以及北京、上海、哈爾濱等城市的相關(guān)課題, 并對2006 年重慶市重大干旱、2007 年濟南市暴雨洪水等災(zāi)害事件組織了專項調(diào)查。研究表明, 城市型水災(zāi)害對傳統(tǒng)的治水理念與模式提出了新的挑戰(zhàn);同時在城市化進(jìn)程中, 經(jīng)濟技術(shù)實力的增強、對自然演化規(guī)律認(rèn)識的深入、人類自我約束能力的提高等, 又為實施城市治水新對策創(chuàng)造了條件。
為此, 特別強調(diào)了城市防洪排澇工程體系的規(guī)劃與城市發(fā)展規(guī)劃相結(jié)合, 形成雨、污分流系統(tǒng), 在保障生命安全的'前提下, 合理選擇防洪標(biāo)準(zhǔn), 適度承受一定的風(fēng)險, 以綜合治水帶動城市功能、環(huán)境、景觀的改善;要采取各種雨水滲透與雨水蓄滯措施, 以立法形式要求新建、改建小區(qū)必須設(shè)置相應(yīng)容積的雨水調(diào)節(jié)池, 改變讓雨水盡快排入河道的傳統(tǒng)思路;對擴大行蓄洪能力之后仍可能泛濫的洪水, 要靠建筑物的耐淹化、平時的防災(zāi)準(zhǔn)備與應(yīng)急時的警報、避難系統(tǒng)來減輕災(zāi)害的損失;要建設(shè)城市防災(zāi)減災(zāi)信息系統(tǒng), 對水災(zāi)風(fēng)險進(jìn)行評估, 以風(fēng)險圖的形式向社會公布評估的信息, 以便采取必要的防范措施;對于城市干旱缺水問題, 一方面通過法律、行政、經(jīng)濟、技術(shù)等手段, 加強節(jié)水型社會的建設(shè);另一方面加強旱情的監(jiān)測與評估, 適時啟用備用水源或長距離、跨流域的調(diào)水方案。
4 防洪抗旱減災(zāi)領(lǐng)域防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)的研究進(jìn)展
防洪抗旱減災(zāi)領(lǐng)域防災(zāi)技術(shù)研究的是除害興利、增強人類理性調(diào)控洪水、抗御干旱與增強自適應(yīng)能力的新技術(shù)、新設(shè)備、新材料、新工藝等。其中, 水情旱情的監(jiān)測、預(yù)報、預(yù)警、風(fēng)險評估, 以及防洪工程體系的隱患監(jiān)測、安全評價、除險加固與決策支持等方面是高新技術(shù)運用、發(fā)展十分活躍的領(lǐng)域。
4.1 防洪抗旱決策支持技術(shù)
洪水災(zāi)害的形成有孕育、發(fā)生、發(fā)展、消退的過程, 相應(yīng)的人類的防洪減災(zāi)活動也有預(yù)防、預(yù)報、預(yù)警、抗洪、搶險、救災(zāi)與災(zāi)后恢復(fù)重建等各個環(huán)節(jié)。在此過程中有許多風(fēng)險與不確定因素會對決策產(chǎn)生影響。為配合國家防汛指揮系統(tǒng)的建設(shè), 防洪減災(zāi)研究所成立之初就設(shè)立了“防洪決策支持技術(shù)研究室” 。該室與相關(guān)研究室及外圍合作單位協(xié)作, 承擔(dān)完成了一批不同層次的決策支持系統(tǒng)的研發(fā), 并形成了相應(yīng)的技術(shù)體系。
5 結(jié)語
新世紀(jì)初期, 我國正處于社會轉(zhuǎn)型與經(jīng)濟快速發(fā)展的階段, 防洪抗旱形勢的顯著變化決定了我們不能一味延用傳統(tǒng)的治水手段, 而國情的差異又使得我們不能簡單照搬發(fā)達(dá)國家的治水理念與模式。防洪抗旱減災(zāi)只有充分依賴科技與管理的進(jìn)步, 才能更好地應(yīng)對新的挑戰(zhàn)。
作為國內(nèi)防洪抗旱減災(zāi)領(lǐng)域最高層次的科研單位, 必須要針對國家的發(fā)展需求與部門的行動計劃, 大力加強學(xué)科建設(shè)與人才培養(yǎng),圍繞防洪抗旱減災(zāi)的難點、熱點及深層次問題, 踏實做好科研工作, 形成有實用價值的成果。
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