山洪灾害防御的一些认识和概念的发展

山洪灾害防御的一些认识和概念的发展

徐凤华

曲靖市水务局 云南 曲靖 655000

摘要：通过近年来山洪灾害复盘调查分析，结合数字化、信息化技术的示范应用，对山洪灾害防御的认识和概念进行了深化和发展，包括山洪灾害风险隐患、复合型灾害链、危险区清单和分区分级管理、多阶段递进式预警体系、数字山洪防御等。这些认识和概念将有助于建立更科学有效的山洪灾害防御体系，推动山洪灾害防御迈向新阶段。

关键词：风险隐患；复合型灾害；危险区；预警体系；数字山洪

引言

山洪灾害具有突发性强、发灾频率高、致灾速度快和破坏性大等特点，且预测预防难度极大，使得山洪灾害防御成为防汛工作的难点和薄弱环节。我国因幅员辽阔、空间要素异质性高，加之山丘区面积占比高、降水时空变异大、经济社会发展程度不均衡等原因，饱受山洪灾害侵扰。频繁的山洪灾害不仅会对基础设施造成毁灭性破坏，还会严重影响人民群众的生命财产安全，特别是随着改革开放以来我国经济社会的高速发展，山丘区人口规模和经济体量日渐扩张，山洪灾害的威胁也与日俱增，已经成为当前影响我国山丘区经济社会可持续发展的突出问题之一。

1山洪灾害风险隐患

近年来的山洪灾害复盘调查分析发现，受局地地形、河势及携带物，特别是人类活动侵占河道、修建桥梁、跨沟路基的影响，山洪演进过程中伴生漂浮物和泥石堵桥改道、跨沟路基溃决、泥石淤积抬高水位等现象，灾害放大效应、突变效应、复合效应明显。如2021年7月20日，某市“王宗店—海沟寨”暴发山洪灾害，村上游31座不同规模的跨沟路基（当地人称“路坝”，即混凝土涵管覆土）中有27处连续溃决，特别是西沟堂脑跨沟路基（高度16m，阻水量达到10万m3）溃决后，抬高下游村洪峰水位近2m，大幅加剧王宗店村灾情。村下游6km海沟寨马米线公路路基高9.1m，缩窄过流断面90%以上，由村演进的洪峰行进至马米线时受阻，抬高上游水位约4m，致使海沟寨纸箱厂已转移至办公楼2层的6名工人无再次转移条件而遇难。导致河道水位迅速抬高，山洪泥石流改道从未划定为山洪灾害危险区的场镇冲过，两地共造成36人遇难。

2防御措施

2.1山洪成灾机制

山洪灾害是自然环境与人类活动共同作用的结果，受自然环境和人类社会经济与技术发展的双重影响。山区洪水与承灾体相互作用导致山洪灾害的发生，承灾体可以是具体的人或房屋、路桥、耕地等固定资产或资源，也可以是抽象的生产生活活动。依据成灾机制的特征，可以将山洪灾害分为溪河洪水以及由溪河洪水导致的滑坡和溪河洪水引发的泥石流3类。相较于其他伴有次生过程的广义山洪类型而言，溪河洪水通常会伴有不同程度的沙石和漂浮物，但不同于典型（滑坡）泥石流近似宾汉体的流态，溪河洪水仍保持了较明显的牛顿体特征。一般发育溪河洪水的流域面积均较大，重庆、湖北、湖南等地的部分县（市）甚至会将流域面积在400～3000km2的中小河流洪水也归类于山洪，它们的洪水历时较典型山洪更长，但要明显快于可能泛滥数周的平原区洪水，因而更适用于山洪灾害防治体系。溪河洪水致灾是目前山洪灾害防御体系设计的重点，山洪灾害调查评价和非工程措施建设实施过程中，均以溪河洪水计算和雨量/水位预警作为工作的重点。滑坡是指土体、岩体或斜坡上的物质在重力作用下沿滑动面发生整体滑动的过程，滑坡发生时，会导致山体、植被和建筑物失去原貌，可能造成严重的人员伤亡和财产损失。溪河洪水导致的滑坡，主要指沟（河）道水面线附近由于长期浸泡、冲刷并伴随降雨发生的崩滑过程或边坡失稳，多为慢性过程，可导致沿线崩岸和房屋开裂，危及居住安全；急性溪洪－滑坡由于暴发突然、面上覆盖，往往破坏力十分惊人。泥石流是含有大量沙石和泥浆的特殊洪流，其单沟发育面积明显小于溪河洪水，流域面积通常在100km2以下，且因松散物质的存在，整个流域又可分为物源区、流通区和堆积区3段。泥石流可进一步分为稀性泥石流（水石流）和黏性泥石流两类，前者水石并行、固液分明，液相还保持牛顿体属性，在很多黏性泥石流发生的前期和末期均有出现；后者则表现出典型的宾汉体属性，阵性流特征明显。泥石流，特别是黏性泥石流由于铺床减阻效果，洪峰流速和流量均远大于一般溪河洪水，且水土、石耦合及起动机制复杂，预报预警难度极大。

2.2数字山洪防御

数字山洪防御是在已有的算据、算法、算力基础上，充分运用数字化技术、思维、认知，以国家级、省级监测预警平台为载体，以科学识别研判风险隐患、提高预警精准度、延长预见期、快速准确指导人员避险为目标，以小流域为单元，以山洪灾害下垫面和时空大数据为基础构建数据底板，以数字化场景、智慧化模拟、靶向化预警、精准化防控为路径，力求在多源降水数据融合、超大规模小流域洪水并行计算、实时和预设情景下风险评估、基于位置的流动人员靶向预警等方面取得突破，实现山洪灾害的预报、预警、预演、预案“四预”功能。数字山洪防御是智慧水利建设与实践的重要内容之一，包括数据底板、智能化山洪模拟与预警模型、数字山洪基础设施、数字山洪“四预”业务应用等方面内容。“三算”：①数字山洪数据底板是数字山洪防御的“算据”，包括雨水情监测数据、降雨预报数据、地理空间数据、山洪灾害调查评价成果数据、第一次国家自然灾害综合风险普查成果等。②智能化山洪模拟与预警模型是数字山洪防御的“算法”，包括覆盖全省山洪灾害防治区的降雨融合模型、分布式水文模型、预报预警模型，以及重点地区水动力学模型、简化洪水淹没范围与水深分析模型、三维数字化场景模型。③数字山洪基础设施是数字山洪防御的“算力”，包括以测雨雷达网为骨架，自动雨水情监测站点和现地监测预警设备为触角的空天地立体监测体系，以及支撑数字山洪防御的高可靠存储、高性能计算和高速网络环境。

2.3预案修订要到位

按照“预案到村、责任到人”的要求，根据区域内情况变化及时修订完善县、乡、村3级山洪灾害防御预案，按规定履行报批备案手续，细化实化防御组织、防御责任及监测、预警、转移等各项措施。完善“横向到边、纵向到底，不留死角、无缝覆盖”的预案体系，切实提高预案的针对性和可操作性，预案要简洁明了、务实管用，要简约清楚载明转移避险责任、转移对象、预警信号、转移路线、安置地点等。同时，指导防治区内旅游景点、农家乐、工矿企业、施工队伍营地、养老院和学校等重点场所编制避险转移预案，落实防范责任和各项应急避险措施。

结语

当前国内外山洪灾害防御研究在山洪过程模拟、致灾机理、监测预警和防御模式等领域取得一定进展，但应对全球变暖和人类活动影响下山洪灾害防御新形势仍有一定程度不足。后续相关工作应从开展“机理研究－技术研发-模式构建－示范应用”体系化研究工作、将“物联网”等高新技术应用于山洪灾害防御，并统筹山洪灾害防治与水土保持工作对山丘区经济社会发展的重要意义在构建“自然－社会”二元山洪灾害防御模式等方面开展相关工作。

参考文献

[1]山洪地质灾害专项组.河南郑州“7·20”特大暴雨灾害山洪地质灾害调查报告[R].2021.

[2]水利部水旱灾害防御司，全国山洪灾害防治项目组.黑龙江五大连池、四川平武和北川山洪灾害复盘调查报告[R].2022.

[3]全国山洪灾害防治项目组.山洪灾害补充调查评价技术要求（风险隐患调查与影响分析）[R].2022.