1.1 山洪灾害的特点
水,是生命之源,也是文明之源,没有水,大地就失去了灵气,人类也就无法生存。由大江大河构建的庞大水系是中国的命脉,河流为华夏文明做出了巨大贡献,而洪涝灾害也给历代中国人造成了巨大的灾难,成为威胁中华民族安全的心头之患。治水害,兴水利,历来是治国安邦的大事,从某种意义上说,中华民族的历史首先就是一部治水史。
中国第一个帝王夏禹,就是因为带领百姓疏导了黄河,从而获得了帝位;距今2200多年前,李冰在成都平原的岷江上主持兴建了举世闻名的都江堰灌溉工程,至今还在为无数民众输送汩汩清流,灌溉着成都平原的万亩良田,时至今日都江堰仍被奉为水利工程的标杆。据《明史》和《清史稿》资料统计,明清两代(1368—1911年)的543年中,范围涉及数州县到30州县的水灾共有424次,平均每4年发生3次,其中范围超过30州县的共有190年次,平均每3年1次。
中华人民共和国成立以来,党和国家领导人都高度重视大江大河治理工作,国家投巨资加快大江大河的治理,水利建设取得了辉煌成就。经过半个多世纪的建设,不断加高加固江河堤防,兴建和安排了一大批分蓄洪区,建设了许多具有较大防洪能力的综合利用水库和河道整治工程,使大江大河防御洪水的能力有了显著提高,跨世纪的长江三峡工程和黄河小浪底工程,经过长期的设计论证,终于在“八五”期间开工,并在1997年秋相继截流成功,这标志着中国对几千年来灾害频繁的两大江河的治理进入了一个新阶段,几代中国人的梦想终于变成现实。
大江大河的治理,极大地缓解了中国洪涝灾害对中华民族的生存与发展带来的威胁,但中小河流洪涝灾害以及局部山洪灾害治理仍然亟待加强。从数据来看,突发性、局地性极端强降雨引发的中小河流和山洪灾害造成的死亡人数占全国洪涝灾害死亡人数的比例呈递增趋势,每年我国中小河流洪涝灾害和山洪地质灾害损失约占全国洪涝灾害经济损失的70%,死亡人数占2/3左右。据1950—1999年统计,全国每年因山洪灾害死亡人数约为1900~3700人,占全国洪涝灾害死亡人数的62%~69%。1999—2004年,随着全国防洪保障体系的建立与健全,全国因山洪灾害死亡人数大幅下降,但占全国洪涝灾害死亡总人数的比例却不断上升至65%~76%。
受气候地理条件和社会经济因素的影响,我国的洪涝灾害具有突发性强、发生频繁、范围广、损失大的特点。
1.突发性强
由于山洪灾害由暴雨引起,同时山区地形地貌复杂,山高坡陡,溪河坡降大,山洪汇流快,降水损失小,径流系数大,导致河流径流汇集,河水陡涨,水流湍急迅猛异常,造成河堤崩塌,山体滑坡,突发成灾,使人们措手不及,防不胜防。山洪灾害是由局部地区小范围、短历时、高强度暴雨所形成的。这种暴雨的发生有极强的随机性,有的以一个村或一个乡为暴雨中心,有的以一个小流域为暴雨中心,发生的空间和时间都没有确定性,难以及时准确预报。其次,降雨历时往往很短,降雨强度又特别大,有的甚至超过100年一遇标准。
2005年6月10日12—15时,黑龙江省宁安市沙兰镇降特大暴雨,3h降雨量达120mm,暴雨频率为200年一遇,沙兰镇断面洪峰流量850m3/s,洪量约900万m3,此次山洪灾害造成117人死亡,其中小学生105人。图1-1为暴雨后,山洪冲毁房屋的景象,房屋已经坍塌,灾情十分严重。
图1-1 沙兰镇房屋被洪水冲毁
2.发生频繁
暴雨具有一个显著的特点,即大范围暴雨发生概率低,而小范围暴雨或局部暴雨发生概率相对较高或高得多。从全国近53年的资料看,年年都多次发生山洪灾害。山洪灾害在年内发生的时间,一般都出现在汛期6—9月之间,尤以7月上旬至8月下旬的50天中山洪出现的次数最多,约占全汛期出现次数的74%。山洪在汛期中一天内出现的时间,多发于午后、傍晚或子夜。
1962年7月15日傍晚山西省榆次市东山地区短时间内降雨154mm,山洪暴发,冲入榆次市区,1010个家庭被淹,塌房2300间,死伤400人,冲坏石太铁路,中断停车9h。2000多人的财产荡然无存。南同蒲铁路停车42h。1981年6月30日灵石两渡镇50min降雨70mm,形成局部山洪,图1-2为两渡镇全镇被洪水淹没的景象,灾情十分惨重,财产直接损失184万元。
图1-2 洪水淹没两渡镇
3.范围广
除沙漠、极端干旱地区和高寒地区外,我国大约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。年降水量较多且60%~80%集中在汛期6—9月的东部地区,常常发生暴雨洪水;占国土面积70%的山地、丘陵和高原地区常因暴雨发生山洪、泥石流;沿海省、自治区、直辖市每年都有部分地区遭受风暴潮引起的洪水的袭击;我国北方的黄河、松花江等河流有时还会因冰凌引起洪水;新疆、青海、西藏等地时有融雪洪水发生;水库垮坝和人为扒堤决口造成的洪水也时有发生。
4.损失大
山洪灾害易发区大多地势高差起伏大,岩性多以变质岩、灰岩、花岗岩组成的山地为主体。岩石层风化严重,坡面碎石、砂砾聚积量大。在山洪作用下,巨大的水沙流体对地表产生强烈的水力侵蚀,其结果是侵蚀产沙,削弱了岩土体的抗剪强度,尤其是结构面的抗滑性能降低,使岩土体发展为滑动面和崩塌界面。侵蚀泥沙的沿途堆积补给了土沙量,增加了岩土体的自重,也增大了地下水的动水压力和静水压力,进而降低了斜坡面的稳定性。
在水力与重力的复合作用下,陡坡上的松散土石块等开始向下滑动或崩塌,则形成了滑坡、崩塌。同时,一股股巨大的水沙流体与滑坡、崩塌的土石块混为一体,迅速汇集于沟谷,使其储存土石量增加,形成沟谷形山洪泥石流。因此,在一次持续性的强降雨过程中容易形成山洪、滑坡、崩塌、泥石流灾害链。显然灾害链是以山洪这一催化剂形成的。
此外,由山洪诱发的各种致灾因子在成链与群发过程中,通过各自的致灾能量一次又一次地破坏资源、环境与人类社会财富积聚体,致使山洪涉及区域内经济损失累积值增大,山洪灾情严重。
山区地形高差较大,河道及沟道坡度也比较陡,在短历时高强度暴雨出现后,产生的洪水来势凶猛、强烈,洪水流速很高,一般洪水的平均流速皆在6m/s左右,有时甚至可达10m/s以上,这样巨大的流速具有强大的冲击力,极易冲溃堤坝,淹没农田,冲垮房舍及沿河的一切建筑物。同时在暴雨沿坡面汇流时,可将坡面大量的固体物质、土料随水冲下,形成黄土塌陷、滑坡、泥石流等自然灾害,给当地群众和国家财产造成巨大的经济损失。
1977年7月29日,山西省运城翟王山一带降特大暴雨(暴雨中心2h 50min降雨464mm),所有河沟山洪直泻,冲毁小型水库4座,民房5500间坍塌,死伤455人,南同蒲铁路停车42h。图1-3为洪水冲毁农田时的景象,冲毁农田35000亩,冲走粮食75万kg,2000多人的财产荡然无存,灾情十分严重。
图1-3 运城翟王山一带洪水冲毁农田
1988年8月6日,山西省汾阳县大暴雨形成边山河道洪水齐发,冲毁河堤,洪水决堤泛滥,淹村庄96个,受灾3万余人,死亡50余人。图1-4为洪水冲毁河堤的景象,洪水决堤,水利设施40处均毁于洪水,全县损失近2亿元。
图1-4 汾阳县洪水冲毁河堤