洪涝灾害的影响因素范文
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篇1
[关键词]气候变化、农业气象灾害、病虫害、影响
中图分类号:S42;S43 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)10-0158-01
随着经济的不断发展,环境的污染问题日益严重,气候变化也成为人们关注的焦点,越来越受到人们的普遍关注。全球性的气候变暖是当今气候变化的主要特征之一。随着“暖冬”问题越来越严重,中国的农业气象灾害与病虫害都出现了新的发展趋势。所以对气候变化的研究已经刻不容缓。
1.气候变化的概述
在很长一段时间内气候平均状态的变化就是所谓的气候变化。其主要表现在离差和气候平均状态两个方面。如果这两个方面其中之一或者是同时在统计意义上发生了比较显著的变化,这就说明气候发生了变化。多层次、多方位、多尺度是气候变化影响的显著特点。当然,气候变化产生的也不一定都是不好的影响,比如说气候变化提高了我国有些地区的农业生产。但是我们并不能因此以偏概全。如果就对整个中国而言,那么气候变化给我国的农业生产带来的主流影响就是负面的。随着全球环境的不断变暖,我国南方的春季开始出现霜冻、冰冻等自然灾害,这样就会导致农作物的抗寒性不断减弱,发育期也较之前提早了。在南方出现高温干旱、洪涝灾害严重的同时,北方的干旱面积也在不断地扩大,从而使得农业生产过程中的不稳定因素逐渐增加。农业气象灾害被看做是我国粮食发生大幅度减产的重要影响因素之一,其中旱灾是影响我国农业生产最大的气象灾害,接下来依次是洪涝、大风冰雹等气象灾害。除了这些我们知道的气象灾害之外,还有一个非常重要的因素就是病虫害。从某种程度上来说,农作物的施肥措施以及作物品种和地理环境的变化可以说是微乎其微,不易被人发现,所以气候条件就成了影响农业病虫害波动变化的主要影响因素。气候变化和农业病虫害的产生及普遍流行有着非常紧密的联系,甚至于有可能引发新的农业病虫害,对我国的农业生产造成不可估量的损失。因此,对气候变化进行研究从而得出其对我国农业气象灾害及病虫害的影响,这样就会对以后的发展具有非常大的指导意义[1]。
2.气候变化对中国农业气象灾害产生的影响
2.1 对洪涝灾害产生的影响
我国的洪涝灾害根据季节划分可以分为春季洪涝灾害、初夏洪涝灾害、夏季洪涝灾害和秋季洪涝灾害。从洪涝灾害的划分我们可以看出洪涝灾害在一年之内的任何时刻都有可能发生,不会受季节限制。在四种洪涝灾害中,夏涝产生的危害最危险并且发生几率也很高。就我国而言,洪涝灾害主要发生在东南地区,在黄河、淮河及长江流域最为集中。台风、暴雨等洪涝灾害是由全球气候变暖,海水的逐渐温度提高所造成的。在我国淮河、长江及太湖等大型河流、湖泊区域,洪涝灾害不断发生,使我国的农业生产受到严重损失。根据2000年至2015年的数据分析,得知洪涝成灾率逐年不断上升,与此同时极端气候时间的发生概率也在呈上升趋势。
2.2 对旱灾产生的影响
自二十一世纪以来,在我国的经济不断发展的同时全球气候变暖问题也日益加剧。在某些干旱地区,土地大面积的干旱问题时有发生,这样就会使土壤里面的十分不断加剧蒸发,以致土壤内的水分逐渐匮缺,从而使得受灾面积日益增加。众所周知,长江以北区域是我国的干旱集中地,而我国的农业生产区也主要集中在我国北方。在我国华东北、华北地区干旱情况越来越严重,干旱的范围也越来越大;而相对来说我国华中北、东北地区干旱面积的增加速度就比较小,西北东部干旱面积的变化更是不明显。而我国降水变化趋势和我国的干旱情况基本一致。近几年来,我国华东北、华北地区的降雨天数逐渐减少,降雨间隔加大,长期不降雨的次数不断增加,降水量也是逐年下降,这就导致了这些地区的干旱情况更加严重。
2.3 对大风冰雹灾害产生的影响
除了洪涝灾害、旱灾对我国的农业生产产生影响之外,大风冰雹便是我国的第三大农业灾害。现如今,全球气候变暖的问题越来越严重,大风冰雹灾害也随之呈现出逐年上升的趋势。大风冰雹灾害的主要特点就是发生频率高、涉及范围广。这样就会使得灾情在局部地区比较严重,同时累积损失也就会非常严重。大风冰雹灾害所造成的损失在农业自然灾害中占据十分之一左右。
3.气候变化对中国农业病虫害产生的影响
3.1 气候变暖对农业病虫害的影响
现如今,全球气候变暖越来越乐兀这就导致了农业害虫的发育提前,繁殖数量也就增加了。据统计,全球气候变暖会使害虫增加一至三代。随着农业害虫的不断增加,其对农作物危害的时间就会增长,与此同时也就会使农业生产的经济损失严重,不利于病虫害防治工作的进行。全球气候变暖的日益加剧使得我国有些地区的“暖冬”问题也越来越严重。大家都知道害虫繁殖需要温暖的环境,这样一来随着冬季温度的不断升高,对害虫的繁殖就变得更加有利。害虫的繁殖数量增加,则它的死亡率就会逐渐下降,那么总体来说害虫的数量始终处于增加的状态。另外,气候变化也会使新的农业病虫害产生,以至于对农业的生产造成更加严重的损失[2]。
3.2 不同地区的气候变化对农业病虫害的影响
对农业病虫害产生的影响也和不同地区的气候变化有密切的联系。比如说,我国西南地区及长江流域是我国水稻的主要生产区域,但是由于受到气候变化的影响,暖干化的趋势更加严重,病虫害也变的越来越严重。由于气候变暖的原因,我国西北地区的降水量逐渐增加,暖湿化的迹象频频出现[3]。我国重要的粮食产地之一东北地区地处最北方,纬度比较高,冬季的气温也比较低。而由于受到全球气候变暖的影响冬季的温度逐渐升高,使得病虫害的分布范围逐渐扩大。而另外一个我国重要粮食产地华北地区,由于气候变暖越来越严重使得华北地区的降水量逐年减少,温度的升高为病虫害的繁衍提供了便利条件。
总结
随着经济的发展,全球性气候变暖的问题也越来越严重,这样也就会对中国农业气象灾害和病虫害的影响越来越严重,使得我国的农业生产受到了严重的影响,损害了我国的根本利益。本文主要对气候变化对我国农业气象灾害与病虫害产生的影响进行了分析,或许认识并不充足,但仍希望可以对以后我国的农业安全生产能够有所帮助。
参考文献
[1] 顾娟.浅谈气候变化对我国农业气象灾害及病虫害的影响[J].农业科技与信息,2016,(28):65-66.
篇2
关键词:洪涝灾害;防洪规划;脆弱性
中图分类号:P333.2 文献标识码:A 文章编号:
0 引言
城市灾害是由于自然或人为原因,城市和人民生命和财产损失的事件。这个城市的人口密度影密度,固定资产是高度集中的,它不仅聚集社会的财富,也是国民经济的命脉和社会的稳定。各类生产,生活设施,城市现代化建设的快速发展,城市居民的公共设施的依赖,使城市的更为突出的灾害的区域脆弱,一旦遭受重大灾害,后果将不堪设想。
据不完全统计,每年自然灾害死亡人数是75 %,洪水所造成的财产损失是40% ,这也是人们一向视洪水如猛兽的原因。洪涝灾害是我国目前面临的最主要的自然灾害,其每年造成的经济损失已占国民经济总产值的3. 5%左右。洪涝灾害是城市灾害中的重要组成部分,它历时虽短,但造成的损失却极大,不仅破坏生命线、交通运输等,还会阻碍整个城市的经济发展。随着城市的快速发展,城市洪涝灾害的发生频率越来越高,越来越危险,这不得不引起我们的注意。
1 城市洪灾的危害及成因
1.1自然因素
太阳辐射的变化。火山喷发,日食,太阳黑子活动将导致太阳辐射的变化,导致大气环流的异常变化,导致洪水泛滥。研究表明,在太阳活动峰年,手太阳能源的大气输入量的增加,因此,加强大气引擎功能,另一方面,在这一时期,由于和磁热效应,易产生变形和松动的磁致伸缩效应的地壳,地球地壳热水蒸汽容易泄漏,并在这种情况下的大气过程的匹配,洪易。在太阳黑子活动谷年,风暴减弱,减少热效应在地壳中的居里点附近,在岩石的点这段时间居里将由于磁致伸缩效应和变形,可以引发一些不稳定的地壳部分的变化,有利于地震,地下热蒸汽逸出,并与大气环流的合作,形成洪水。自然地理位置。我国地处亚洲东部、太平洋西岸,地域辽阔,自然环境差异大,具有产生严重自然灾害的自然地理条件。地势西高东低,这使我国大多数河流向东或向南注入海洋。独特的地理位置和地形条件,使全国约有60%的国土存在着不同类型和不同程度的洪水灾害。东部地区城市洪灾主要由暴雨、台风和风暴潮形成,西部地区城市洪灾主要由融水和局部暴雨形成。气候水文因素。我国是典型的大陆性季风气候,受东南、西南季风的影响,降雨在时空分布上极不均匀,雨热同期,易旱易涝。洪涝灾害与各地雨季的早晚、降雨集中时段以及台风活动等密切相关。
1.2人为因素
许多人为的因素如如乏有效的防洪工程建筑,河道水系的填占、毁坏,都市化洪水效应等。人为因素的影响有以下3个方面:城市/城市热岛效应,如二氧化碳增加,全球变暖的温室气体,然后改变大气环流,气候,造成洪水灾害增加;改变表面性质,影响区域气候和洪水发生的因素,导致洪水城市规划失效。
2 近年来我国城市洪灾加重的原因
我国城市洪灾的加重,因为除了自然因素,以及人口的迅速增长,无尽的需求,掠夺的本性,使环境恶化,自然灾害,但也与城市规划,建设的许多方面,管理和其他错误。主要从以下两个方面:一是城市洪水承载体(不动产,房地产,资源)迅速增加,价值迅速提高;二是加快城市内涝增加速度。
2.1城市绿化减少
随着城市化的发展,植被的减少,城市地面硬化速度的增加,不透水表面大大增加,成为了城市的钢筋混凝土森林。不透水表面增加,不仅降低了雨水的渗透,和降低表面粗糙度,最大降雨地表径流,导致城市径流,持续时间缩短,含量明显增加。其次,城市的绿色植被衰退,直接形成地表径流,增加城市内涝。
2.2城市排洪能力差
随着城市化速度的加快,城区人口迅猛增多,工业、企业大量增加,生活用水和工业用水量大幅度上升,废水相应大幅度增多。而我国大多数城市,尤其是中、小城市,目前使用的是雨水和污水共用的下水系统,排放能力不足,一遇暴雨,污水和雨水同时涌入下水系统,常造成下水管道暴满,不能及时排洪,造成污水四溢,泛滥成灾。
2.3城市水体面积减少
由于城市社区、交通、工厂等大量侵占原来的蓄涝池塘和排涝水渠,不仅使城市水体不断减少,还打乱了原来天然河道的排水走向,因而加剧了城市排涝时的压力。尤其在汛期,江河水位或潮位高涨,雨洪无法自排,城内水体又无法调蓄,从而加重了城市洪涝灾害。
2.4城区降水增多
随着城区面积的不断扩大及/热岛效应不断增强,城区上升气流加强,加上城市上空尘埃增多,增加了水汽凝结核,有利于雨滴的形成。二者共同作用,使我国南方城市,尤其是大城市,暴雨次数增多,强度加大,城区出现内涝的几率明显增大。
3 城市防洪规划的几点思考
既然洪水给城市居民带来生命和财产的威胁,甚至造成致命的打击,人们就应该做好防洪规划,阻止此类灾害的发生。防洪规划的过程就是人类为防洪减灾而进行的计划及实施的过程。在做规划时,除应考虑提高防洪标准、加快建设城市防洪工程并保证其质量、增加地面覆盖度、良化生态环境、妥善管理防洪设施外,还应从以下几个方面加以考虑。
3.1考虑洪灾的风险与脆弱性风险是指人类生存环境中的某一部分遭受未来灾害袭击而造成损失的可能性。洪水灾害的城市规划应该包括风险度评定和风险管理。风险度评定是将人类活动、建筑物和自然资源信息相结合,确定灾害事件的可能影响。风险管理是减小、分散和分担可能不利结果的过程。
脆弱性是指倾向于不利结果的容易程度,也是人类对灾害的响应能力。现代化的城市在水患面前变得日益脆弱,这是因为城市是国家经济发展的中心,城市对水、电、煤气、通讯、交通等生命线工程系统的依赖程度日益增高,城市向地下开发,以缓解空间不足的矛盾,高层建筑的动力系统也往往置于地下室,而地下空间是防水患的薄弱环节。随着科技发展,城市往往是通讯、交通等网络系统的中心。
防洪规划的脆弱性是衡量人们风险暴露度的尺度,是衡量人们参与、应付、抗御洪水能力以及从洪水灾难中恢复能力的尺度。不同的城市因其基础设施、地理位置、经济发展水平不同,它们抵御灾害的能力就不同,即面对同一灾害时其脆弱性不同。考虑到风险与脆弱性,才能处理好洪水风险与城市发展之间的关系。
3.2减少地面沉降
我国沿海地区因过量抽取地下水,出现不同程度的地面沉降。地面沉降使原有防洪设施效能下降,导致洪灾的发生。天津、上海、常州、阜阳等几个城市均有不同程度的地面沉降。因此,要严格控制地下水开采,采取回灌等措施,减少地面沉降。
3.3建立现代化防洪体系
在防洪过程中,应该充分利用现代化技术,以提高其效率。较适用的是遥感和GIS技术,如利用二者进行洪涝灾害承灾体的识别和信息提取,建立洪涝灾害的救灾减灾应急系统。洪涝灾害承灾体是指淹没区域内的各种地物及其属性,以前主要利用专题地图和现场调查的方法提取信息,但专题地图不具有良好的现势性,现场调查费时费工,而且在灾中也无法进行现场调查。如果洪涝灾害背景数据库中的数据现势性好、内容齐备,从遥感数据中得到洪涝灾害的淹没范围后,再利用GIS技术进行多个数据的空间叠加操作,即可快速获取承灾体的信息。
要了解洪涝灾害的发生发展过程,进行灾害损失和灾害的预测,为进一步救灾减灾决策提供科学的依据,必须将遥感和GIS技术结合起来,利用遥感技术获取灾害背景数据、孕灾环境数据、致灾因子和灾害承灾体信息,利用GIS技术进行信息接收、传输、处理和分析,以实现对洪涝灾害实时、准确监测。
参考文献:
[1]吴庆洲.我国21世纪城市水灾风险及减灾对策[ J].灾害学,1998, 13(2): 89-94.
篇3
关键词:安全性,影响因素,规范时效性
1.引言
一个成功的土建结构,有着投资大,功能强,收益高,使用年限长等特点。如何保证其安全性,是当前也是今后相当长一段时间内所面临的重要课题。结构的安全性是指结构在设计使用年限内,防止破坏的能力。如何在保持经济性的条件下保证结构的安全性,是工程从业人员的最终努力目标。
2.对现有土建结构的安全性的评价
随着社会经济的发展,原有规范下设计的土建结构各方面较现在已经大不一样了。各种荷载值发生了变化,结构的使用环境发生了变化,使用功能也发生了变化,加之一些人为的破坏,很多以前修建的结构已经不能满足现在生活的需要了。据调查,美国很多土建结构建成后不到三十年就出现了不同程度的需要处理的损害,我国的很多大型结构也逃不过这种境况,一般使用三十年后就需要大修。使用环境更恶劣的,使用十年后就需要翻修了。有专家估计,基础设施“大建”的二十年过后就是“大修”的二十年。而且种种迹象表明,这种“大修潮”正在提前,随之带来的是巨大的经济负担。
3.影响土建结构安全性的因素
影响土建结构的安全性因素很多,主要包括:我国结构设计规范的安全设置水准和规范的实效性;结构的使用环境,施工质量,后期的服务,工程参与各方的相互配合等。
3.1 规范的安全设置水准和规范的实效性
影响结构的安全设计水准的最重要两个因素是:1.规范规定的荷载标准值;2.规范规定的荷载分项系数和材料强度分项系数。
国家经济环境的变化,带来了交通量大小的变化以及交通流类型的变化,为了满足当前生活环境的需要,荷载值和荷载类型较从前已经有了一定的提高,同时伴随着相关理论的成熟,陆续出现了新的荷载。荷载的增加直接带来了结构的安全隐患。
荷载分项系数和材料强度分享系数分别是对其标准值做的相关修正。两者都体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度。在安全系数法中,称之为安全系数,体现了安全储备的概念;在概率可靠度设计方法中,称之为分享系数,体现了失效概率和可靠指标的概念。安全系数或分项系数越高,安全度越高。在安全系数或是分项系数的取值方面,各国不尽一样。相比而言,我国的安全系数或是分项系数取值较低,离美国,英国,日本和欧洲等国的标准较远。但这个不是越高,就一定是越好的。要同时考虑经济的因素。但从结构安全性来看,高数值的安全系数或是分项系数,可以使结构有很大的安全储备,能大大提高结构的安全性。但是会造成很大的浪费,不经济。
从安全系数法到概率可靠度设计法,实际上是规范实效性的体现。以《公路桥涵设计规范》为例,我国最初的规范大部分是参照前苏联的设计规范改编而成。虽然是源于前苏联的规范,但结合了我国的具体情况,增加了不少新内容,设计方法采用的是传统的容许应力设计法。到了1974了,在新编的《公路桥涵设计规范》中,虽然仍然是采用容许应力设计法,但已经具有了极限状态设计法的思想,采用极限状态方程式来表达容许应力法。1985年,在交通部颁布的相关规范中,基本上是采用按照分项系数表达式的极限状态设计方法进行结构设计的。1999年10月1日实施的《公路工程结构可靠度设计统一标准》,引入了结构可靠度理论,通过统计数学的方法,确定结构的可靠度来度量结构的可靠性。《统一标准》的主要意义在于在度量结构可靠性上,由经验方法转变为运用统计数学的方法。这无疑是设计思想和设计理论的一大进步,使得结构设计更符合客观实际情况。
3.2 结构的使用环境
使用环境包括自然环境和人文环境。土建结构的寿命一般来说是比较长的。几十年过去了,最初修建时的使用环境可能和现在该结构的使用环境大大不同。在自然环境方面,随着现代工业的发展,对环境造成的破坏是有目共睹的,酸雨,臭氧空洞,洪涝灾害等对我们的生活带来了巨大的变化。其中对工程结构来说,酸雨和洪涝灾害对其影响最大。酸雨能腐蚀混凝土和钢筋,二者被腐蚀的直接后果是承载能力降低,安全储备陡降,危险性急剧增加。洪涝灾害对土建结构的威胁就更大了。据不完全统计,近五年的大型洪涝灾害发生次数较五十年前增加了10倍。当初设计的洪涝频率如果是百年一遇,现在可能变成十年二十一遇了。
在人文使用环境方面,有很多结构被挪作他用的例子。结构的使用目的发生改变,会带来荷载的变化,加上结构自身被随意改变,受力情况发生变化,结构被破坏也就是情理之中的事了。
3.3 施工质量,后期的服务,工程参与各方的相互配合
结构的安全性在某些方面,是可以被控制的。其中施工质量,后期服务就能控制结构的安全性。正确的施工,将设计的成果充分的表现出来,能很大程度上提高结构的安全性。现在很多被破坏的结构,究其缘由,大部分是施工的原因,业主过分强调进度,偷工减料,不按正确的施工程序进行操作,导致结构抗力打折,安全性降低。
后期服务对保证结构能在设计寿命内完成预定使命有着举足轻重的作用。以高速公路为例,超载是严重损害公路结构的。很多高速公路在完工一年后,就出现了大大小小的裂缝,有的路段甚至出现了路面下沉,严重影响了行车效果和使用寿命。如何有效的控制超载,完成对公路的养护,是全体交通工作者面临的难题。
保质保量的完成工程结构设计、施工,需要参与各方积极配合,互相协调。业主过分干涉设计或是施工,设计施工双方不和,容易导致工程不能按时完工,工程质量下降,严重者,更会导致工程倒塌等现象。湖南凤凰桥就是一个很具代表性的例子,由于业主过分干涉施工,不遵循设计图纸和不理会监理意见,使得监理人员和设计人员基本上被架空,最终导致了凤凰桥的倒塌,酿成了重大事故。
4.结论
土建结构,意义重大。在经济性合理的情况下,尽可能的提高其安全性,与个人、与家庭、与国家都是有百利无一害的。由于时代原因,在设计思想方面我们无能为力,但是在施工质量,后期服务,相互配合和使用环境方面,我们还是可以有作为的。严把质量关,保质保量的施工,周全的后期服务,是我们个人就可以做到的。严格按照结构既有功能使用,杜绝超标准使用,则需要我们大家的共同努力。
参考文献:
篇4
关键词:除险技术;水利水电工程;自然灾害
一、目前水利水电工程中可能会发生的状况
我国经过几个阶段的发展,水利水电工程的发展程度已经居世界前列,随着科技的不断进步,越来越多的新型设备投入到水利水电工程行业当中创造了巨大的经济效益。发展壮大的同时,也不能忽视水利水电工程中存在的各种隐患,一些状况的发生,常常阻碍了工程的进展,有的还能影响工程的整体质量,甚至导致严重事故的发生。为了减少经济上的损失,保障相关人员安全,水利水电工程的除险技术的研发和开展也就势在必行了。针对水利水电工程除险技术将要面临的负面情况,整理了以下几个引发的方面:
1.排水系统的故障
水利水电工程是受季节和天气影响较大的一种基础设施工程,在洪涝灾害频发的季节,水利水电工程将要面临极大的考验,一些洪涝的发生影响了水利水电工程的施工,排水系统也会遭受破坏进而使得整个工程排水不畅,由洪涝引起更大程度的影响和损失。严重的可能会形成大范围的洪涝灾害,威胁到人民群众的生命财产安全。
2.慰飧浇泥石流、山体滑坡等灾害
除了由河流为主体的洪涝灾害外,地质因素为主体的泥石流、滑坡等灾害也会对水利水电工程造成影响,而且由于灾害发生环境和内容的不同,泥石流、滑坡等灾害往往具有更大程度的破坏性,对于灾后的重建工作也更加的困难,对于水利水电工程的施工安全,影响极大。
3.对于江河等堤坝的质量问题
质量永远是一个水利水电工程及设施永远值得强调的地方。少数工程的建设中存在着,为了追求效益,使用劣质建筑材料或者直接在设施建设的过程中偷工减料的情况,这些情况的存在直接导致了,水利水电工程中各设施对于发生自然灾害时的防御能力的降低。降低了工程的安全性,在发生灾害时更有可能造成更为严重的损失。
4.水利水电工程中开关站及输电设备方面的隐患
水利水电工程建设过程中,对于开关站和相关输电设备的使用是必须要进行的。同时,开关站和输电设备方面,由于技术条件的限制,也导致了这两方面的相关设备在自然灾害的防御方面相对较为薄弱,容易在自然灾害发生时遭受毁灭性的破坏,从而导致相关电力事故或者工程施工的发生。同时,因为设施本身的原因,容易受到人为的破坏,也是导致相关设备发生事故的原因。
5.传统土石坝在工程中的局限性
一般的水利水电工程施工中。通常将土石坝用作承载整个工程的作用。土石坝本身在施工中有着工艺简单,施工便利等优点,但是缺点也十分明显,对于洪涝灾害防御能力较为薄弱,在对于大型水域灾害发生时排水等措施通常是不能满足排险效果的,因此,土石坝也常常是制约着水利水电工程安全建设的一个不利因素。
二、针对水利水电工程中出现的险情进行分析探究
只有对险情的出现进行探究,分析出险情发生的各种影响因素,总结出险情的发生规律,才能更好的进行研发水利水电工程除险技术,和相关的方法措施。为今后水利水电工程上对于险情的预防和应对,创造出理论上的依据。
1.险情发生具有突发性
在水利水电工程中,一般来讲险情都是突然发生的,这与自然灾害中存在的突发性是有一定程度的关联的。由自然灾害引起的水利水电工程事故也因为同样的原因在事故的预防上存在一定的难度。一般情况下自然灾害给水利水电工程带来的影响都比较严重,加之防范等原因,常常使得破坏程度再一次被加深。
2.险情的复发性
在险情发生后,可能由于一些原因导致再次出现相同,或者不相同的险情。而且两次险情之间很难对于第二次出现的险情进行有效防范,经常发生的情况是可能对于第一次险情进行了有效的方法,却无法阻止第二次险情的发生。这是十分不利于水利水电工程除险工作的。
3.我国当前除险技术的主要内容
水利水电工程的除险施工人员应该对水利水电工程极容易出现险情的地方进行提前的标注,分析其容易出现险情的原因,在施工的过程中,对这些地区的施工材料一定要严格把关,对此地方的建设一定要根据具体情况进行设计,保障水利水电工程的防御能力,专业的除险人员还应该对水利水电工程的设施情况以及水利水电工程所处的周边环境、地质因素有一个全面的掌控,对水利水电工程容易出现的险情类型进行分析,以保障在特殊的自然灾害在来临之前能够做一定的预防,以降低险情对水利水电工程带来的危害。同时还要注意以下几点:
(1)合理选择水利水电工程快速抢险的施工方法。抢险人员必须结合水利水电工程周围的环境特征来选择合理的抢险方法,例如,将气候特征、水文特征以及交通特征等方面作为主要因素。
(2)抢险人员要对除险内容进行具体分析。鉴于水利水电工程除险技术应用具有高度复杂的特征,所以要求除险人员必须要基于水利水电工程实际情况来进行具体分析,以便于其可以及时掌握整个除险施工中的技术要点来确保其顺利开展。
(3)保证除险施工过程中指挥的高效性。除险人员在水利水电工程除险施工中必须按照管理人员的指示进行施工。这样才能在进行除险施工作业中,保证施工作业具有较高的工作效率。相关工作人员要严格按照在除险工作中进行管理的人员指挥进行施工工作,管理人员要结合实际情况,对施工中不同方面进行安排,在全局范围内进行规划,确保整个除险工作能够在指挥人员的控制下快速进行。为了更好更有效率的完成除险工作,在除险工作前期,指挥人员还要对出现工作中可能会使用的物资、工具设备进行科学的统筹,确保在进行出现工作时物资使用的流畅。
同时要纠正管理人员存在的“重效益,轻安全”的侥幸心理,对于项目中存在的安全隐患,要给予坚定地清除,在进行除险指挥的过程中,管理要全面,确保二次险情的出现引发的姻缘安全事故。对于工程项目内存在的设备,要针对不同灾害形成的不同破坏现象做出不同预案,以求能够在险情来临时,更大程度地发挥除险技术的工作效果。
三、结语
有鉴于在水利水电工程中,自然灾害对于工程有着极高的破坏性,而且灾害往往具有不可预料的突发性。因此,应当把水利水电工程除险技术的研究纳入到今后水利水电工程工作的重点中去,在进行除险的过程中相关工作人员需要端正态度,争取做到进场迅速,工作合理。以保证除险工作能够在实际中发挥出越来越高的价值,为祖国的水利水电事业的建设做出保障,为祖国的繁荣事业,为中华民族的伟大复兴贡献出属于自己的一份力量。
参考文献:
[1] 张春敏.水利水电工程除险技术研究[J].建筑工程技术与设计,2015(21).
篇5
关键词:城市;水利经济;关系;效用
1引言
一个城市形成的主要因素有很多,但是水资源为最重要生态环境因素。一般来说,海滨、江边、水乡等城市都形象的表现了城市和水之间的关系,就算是干旱半干旱地区的城市,其都是靠近水资源而建立的。城市水系对城市发展具有重要的作用,其不仅仅可以防涝抗旱,还可以调节该城市的气候,维持生物多样性。随着经济发展,人类生活水平不断提高,城市中人们对于水资源的利用需求也大大提高。专家根据数据推测,我国城市生活用水量将会在2050年达到720亿立方米。随着近年来水利工程的建设加快,城市进程也不断推进,而水生态是人居住的主要资源,是城市经济发展的必要条件。
2城市水资源存在的主要问题
城市水资源随着社会经济的发展,已经呈现出无法满足人们需求的状态,其对城市经济的发展也会呈现出一定的滞后作用,城市水资源存在的问题主要有以下3点:(1)洪涝灾害。水资源和城市发展二者是相互作用的,当水资源满足城市建设的需求时,水资源就有利于城市建设,促进城市经济发展;当水资源无法满足城市建设的要求时,城市经济也会收到其影响。当前,我国仍旧有一半以上的城市没有完善的防洪措施。大多数的城市的防洪水平较低,甚至难以应对国家规定的100年到200年一遇防洪标准,有些河道甚至无法满足20年一遇的标准,一旦出现了洪涝灾害,则会给人民群众带来大量的损失,使得城市经济严重滞后。(2)城市防洪建设设施不足。因为城市原油局面被水泥地、楼群和其他人为建筑群替代,那么这就会使得排洪面积小,地方难以渗水,汇流时间短,从而容易造成洪涝灾害。(3)生态环境恶化。随着社会经济的不断发展,城市规模开始越来越大,城市逐渐向原本农村地区扩张,从而道路不断扩张,城市保水能力下降,原本的植被覆盖面被马路、楼群所替代,而且随着城市中的湿地和水域面积大幅度下降,使得城市生态变的异常脆弱,这些问题的出现,使得城市经济难以进入到良性循环当中,城市经济的增长速度放慢。
3城市水利建设开发并用
3.1更新水利观念,加大城市水利功能多样化
(1)城市可持续发展。城市可持续发展需要满足生态环境的进一步发展,从而需要确保城市水利生态化,城市对水资源的建设需要从生活、生产用水中出发,从而形成人水相依的关系,确保人们的生产、生活用水,以此确保城市经济正常健康发展。(2)建设必要的水网和水工程设施。在进行城市水利工程建设中,需要进行全面规划、统筹监督,联系不同水系,从而建设合理、科学的水利工程,利用优秀的水利文化设施来完成城市生态环境的提高,从而使得城市形成“水域共建、水绿共融”的独特城市生态风格,形成特有的水利经济体制。(3)加强城市工程建设的同时,提高水生态环境质量。1)对城市原有水资源提供行政上的保护,建设饮水区,来确保城市饮水安全。2)保护地下水资源。由于供人供水、雨水、污水都会对地下水资源产生污染,是城市建设良好的水生态的影响因素,地下水对于城市的生活、生产具有重要的作用,所以城市领导班子必须要确保地下水资源的洁净。
4水利经济效用分析
随着社会经济的快速发展,城市开始向农村地区扩张,并且城市人口剧增,所以人们对水资源的需求越来越大,供需矛盾也越来越尖锐,水资源成了影响城市发展的重要因素。就以河北石家庄为例,其地下水降落中心区已经达到50米,并且漏斗地区逐渐扩大到300多平方米,城市处于严重缺水状态,这样的水资源状况,已经严重制约了城市经济的发展。
5实现城市水利经济发展的措施
水资源作为国民经济发展的重要影响资源,城市想要进行可持续发展,就必须要解决好城市水生态的问题。(1)首先要对水进行正确的认识,水不仅仅是自然资源,又是经济资源,更是战略资源。水在人们日常生活中是必不可少的,而且在农业、农业、服务业等产业形态中也是极其重要的,一个城市如果没有水资源以及良好的水利措施,那么谈和城市经济的发展。(2)在城市建设发展中,首先要确保城市水资源可以满足日常生活生产,否则会出现过度抽取地下水,超过城市水生态的原本承受能力。而且一些缺水城市为了满足其用水需要,往往会不惜成本的进行调水,由此可见,水资源对城市发展具有极其重要的作用。城市在利用水资源进行经济发展时,需要建立节能减排的产业,尽可能进行水资源的循环使用,以此来确保经济发展。(3)人类自身各种功利化活动, 是影响水环境的主观原因。城市需要建设良好的水生态来促进城市经济发条,就必须要减少城市污水排放,并且建立完善的城市排水系统,减少城市自身排洪压力。并且需要建立科学的供水体系,做到先地表水、后地下水,最后为环境水,从而使得城市形成和谐的生态环境,从而使得城市经济处于良性发展。
6总结语
一个城市的水环境直接影响了城市的经济发展情况,和人们生活息息相关,所以一个发展规划良好的城市必定是具有健全的城市水资源规划,在城市发展中需要重视如何利用有限的水资源来改善城市生活环境,并且维护城市经济带,促进城市进一步发展,
参考文献:
[1]索丽生.城市水系建设[A].中国水城市长论坛主题报告[C].2003.
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[3]任光照,徐小恺,王国新.我国水资源开发利用业绩与前景[J].水文,20155(5).
篇6
【关键词】水利工程;水保工程;局地降水;影响
改革开放以来,我国为了促进经济的平稳、持续发展,对矿产、林木、土地等自然资源的开发和利用程度逐年加大,随着自然资源的过度开发和利用,许多地区的区域性气候发生了变化,并影响了局部的降水量。近年来,随着我国环境问题的日趋严重,水利和水土保持工程作为调节区域性气候的有效方法,被广泛应用于我国对河流和水土的治理中,并取得了显著的成果。
一、水利水保工程概述
水利工程建设的根本目的是为了控制和调节自然界的地下水和地表水,以实现除害兴利的目的。近年来,随着我国环境保护力度的加大和新能源战略的实施,水利工程获得了极大的发展,水利工程项目不仅有效的调节了地表水和地下水,促进了区域气候平衡的恢复,还通过对水力资源的利用将自然界的水利势能转变为能够供人们使用的电能,从而达到了除害兴利的目的。
水土保持工程是防治水土流失的一项措施,我国经济发展给环境带来的破坏,很大一部分反应到了水土流失中。水土流失主要的产生原因就是人们对自然的过度开发和利用,包括过度开荒、过量放牧、过度的林木开采等。水土保持工程师利用工程学的原理,通过工程或者生物的方法实现对山区、丘陵、干旱等容易发生水土流失现象的地区进行防治,并保护、改良和合理利用水土资源。水土保持工程包括山坡防护工程、山沟治理工程、山洪排导工程、小型蓄水用水工程等。水土保持工程能够有效保护并遏制水土流失现象,并对区域性气候实现有利影响,促使区域气候和生态环境恢复,能够有效发挥水土资源的经济和社会效益。
二、水利工程对局地降水的影响
水利工程作为人类改造和利用自然的工程项目之一,不仅能够实现较高的经济效益,还会对区域性气候产生一定的影响。水利工程是通过水库控制水量,并用水利带动涡轮实现发电的工程项目。水库的建设,会淹没大量的田地和农田,形成大面积的积蓄水,在阳光的照耀下会为局部地区提供大量的湿润空气,提高区域气候的湿润程度并促进降雨量的增加。
但将水利工程的影响范围扩大来看,水利工程还能有效避免洪涝灾害的反复发生,当洪涝灾害发生时,降雨量的激增会导致河流面积的扩大,河流水域面积的增加,会导致水汽蒸发量的加大,促进降水的生成,导致洪涝灾害的反复发生。水利工程的水库,不仅有调节水量控制轮机转速从而控制发电功率的作用,其另外一个作用就是在洪水来临时实现有效的蓄洪。水库的蓄洪作用,能够减少水库下游的河流表面积,从而降低洪水来临时由于河流表面积拓宽导致的水蒸气大量蒸发,在实现蓄洪作用的基础上还能有效降低河流区域降水量,从而为防洪减灾提供方便。
正常情况下,水库仅仅会对小区域气候产生影响,并不会对河流的流域面积内气候产生影响。虽然水库会积蓄大量的水资源以用于生产和灌溉,但在正常降雨的条件下,水库积蓄的水量平均到整体河流中并不会给河流面积带来影响,因此,水利工程会带来区域面积降雨量增加,但不会造成河流下游降雨量的减少。
通过对水利工程对区域降水量的影响进行分析,一般来说,水库效应产生的区域降水量增加多发生于冬、春两季,一般会区域降水量会较水库建设前多15%左右,这主要是由于冬、春两季由于水库的温度效应,需要给地层空气增暖,使大气的不稳定度增大,对流作用加强导致的。而夏季则降水量增加的不明显,由于秋季会发生干旱,为了保证下游充足的供水量水库会向下游泄水导致水库面积减小,因此秋季的区域降水量则会比平时降低3%左右。
三、水保工程对局地降水的影响
水保工程主要目的是为了防止土壤侵蚀,保持水土,防治水土流失,其治理对象往往是小流域的坡面和沟道,并且以土壤水资源和土地的保持和综合利用为宗旨,目的是为了保土蓄水、拦截泥沙和合理排蓄变害为利。在水保工程中,虽然会利用到固态版、砂石填充或者建造人工地下挡水层等方法方法进行水土保持,但大多数水土保持工程为了确保工程能够实现对目标区域实现长期的水土保持,会采用栽种水土保持林地、灌木以及栽种水土保持农作物或植物等自然水土保护法,因此水土保持对区域降水的影响是很明显的。
水土保持能够提高土壤的含水量,并利用植物以及工程措施实现土壤对水的保持,因此会在很大程度上影响区域气候。在没有进行水土保持工程时,空气中的水蒸气大部分都是由河流表面蒸发而来的,而水土流失严重的地面通常比较干旱,平时的降水也不能有效的被突然吸收保持,大多径流入河流中。水土保持工程建设完成后,干旱的突然会提高蓄水能力,土壤的湿润会导致区域内地表水蒸发的数量加大,促使周边的空气变得更加湿润,因此水土保持会增加区域降水。因此,由于水土保持工程导致土壤下垫面性质改变,尤其措施面积扩大、林草植被度提高和截留雨水数量增加,同时大量库坝塘和高标准梯田所拦蓄径流量不断增多,增强了林冠蒸腾和下垫面蒸发,增多了内源水汽,加快了区域水分循环,从而在春、夏、秋、冬四季均会较大的提高区域降水量。
综上所述,水利水保工程作为人们对水资源保护和利用的有效措施,其对区域降水的影响是不同的。水利工程对区域降水的影响会随着季节而变化,而水土保持工程则会促进区域降水,从而进一步提高区域土壤含水量,帮助土壤恢复植被覆盖从而促进生态环境的恢复,最终实现区域性水土流失的治理。因此,我们在进行水利和水保工程建设时,不仅要考量其直接带来的经济效益,还需要保证工程项目建设不会给区域气候和降水量带来较大影响,只有这样,才能在水土资源的治理中实现水利工程和水保工程除害兴利的目的。
参考文献:
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【关键词】水资源 管理 可持续 利用
中图分类号:TV文献标识码: A
前言
水资源管理是当前以及未来相当长一段时期内,我国水利工作的头等大事。对人类赖以生存的生态环境、国民经济发展和人民群众的饮水安全都具有重大的影响。要切实加强水资源管理,确保城镇供水水源安全。满足城镇经济社会发展用水安全的需求,这对新时期水资源管理工作提出了更新、更高要求。
一、城市水资源可持续利用和管理的影响因素
1、供水安全
城市供水的主要来源――水源地的污染是威胁城市社会生态系统供水安全的主要因素。上海市的水源地水质安全主要面临着3方面的挑战:首先是来自上游的污染威胁。我国长江流域城市众多,特别是长江中下游地区。统计资料显示,全国2万1 326家化工企业中,分布在长江沿岸的就有9 000多家,占全国的45%。这些化工企业沿江布局增加了下游城市的供水安全风险,若一旦发生严重污染事故,将严重影响处于其下游的各个城市和地区的水环境质量。其次是本地的点源污染和面源污染。在2008年对上海市河道水质的研究显示,污染物主要以有机污染为主,氨氮、溶解氧、化学需氧量超标严重,其中劣V类水的河道长约占40%。虽然从《上海水资源公报》(如图1所示)来看,近年来上海市主要河道的水质有所提升,但要全面达到水环境功能区要求仍有较大差距。其三是咸潮入侵。上海市近年来由于长江水位持续偏低以及长江上游沿岸取水量的不断增加,长江口河势发生了一定的变化,增大了咸潮入侵的风险。
从图2可以看出,近5年来,上海市的用水总量和居民生活用水量都呈递增的趋势。
2、洪涝灾害
降雨变化的趋势对城市的水资源管理提出了新的挑战。降雨量的改变,特别是极端暴雨的发生会加大一个城市的防汛压力。以上海的降雨量为例,随着全球气候大环境的变化,上海的降水趋势也在发生着改变。比如,从1982年开始,市区多雨偏湿周期趋向延长,降水量的年际波动愈发显著。市区与郊县的降水量差异呈扩大趋势,近40年来市区降水增长率为郊县的1.5倍,以历史统计资料为基准的降水重现周期的可信度有所降低。以2001年至2007年7年间为例,共发生应是5年一遇的强降雨6次,30年一遇的强降雨8次,100年一遇的强降雨3次。城市化大背景下造成的河网萎缩减少了城市原来的泄洪渠道,容易导致地表径流不畅,形成都市洪涝灾害。河道本来具有美化城市环境、开发漕运水道、提供水产品、调蓄洪水、调节局部气候、进行环境教育等功能[8]。城市化进程造成我国许多城市的河网受到人工改造的明显影响。以上海市为例,近50年来,市区河道长度减幅为60%,市区河道面积减蝠为27%,且以村级等末端河道为主。河流数量的减少和长度的缩短势必导致河水的流量增加,从而增加了快速城市化进程的地区发生洪涝灾害的可能性。城市化导致都市不透水硬化下垫面面积的增加,也减少了雨水下渗,增加了地表径流的形成,导致都市更易发生洪涝灾害。图3所示为2005年至2011年来我国城市建成区面积的变化情况。[10]
3、污水处理
城市的污水处理能力不仅关系到城市社会生态系统自身的健康循环,也关系到下游城市的用水安全和环境品质。污水处理厂的建设与一个城市的污水处理能力息息相关。上海市截至2011年,已建立了污水处理厂53座,年可处理污水总量达19亿3 354万t(见图4)。这有效缓解了城市工业及居民污水排放对环境造成的压力,但是中心城区与郊区城镇的污水处理率的差异仍值得引起重视,截至2010年上海市中心城区的污水处理率达到87.5%,而郊区城镇为69%。
二、水资源可持续利用对策
1、加强污染源治理
污染源分为点污染源和面污染源。点污染源指工业、生活污水的入河排污口、治理点污染源应主要采取以下措施:一是修建污水处理设施,提高污水处理能力。二是加强排污口的管理。一方面控制排污口的数量,在水质没有达到水功能区划目标的河段,不再审批新的排污口,对非法建设的排污口,坚决予以取缔,优化现有排污口的布设,增加河段的纳污能力;另一方面密切配合环保部门加强排污口的管理,严禁超标排放废污水面污染源主要包括工业废渣、工业粉尘、生活垃圾以及农田农药化肥的施用,这些污染物随降水渗入地下、汇入河道或随灌溉渗入地下,污染地表水和地下水,治理面污染源,一方面加大对工业废和生活垃圾的治理和管理力度,禁止乱堆、乱放;另一方面,大力推动绿色农业和生态农业的发展,加大对农药、化肥企业的管理,鼓励支持低毒和无公害农药和化肥的生产,优先施用无机肥,减少农药、化肥的施用量。
2、加强节约用水管理节水,是保护水资源的有效措施
推广节水措施,更是保护水资源的关键环节。一方面,节约清水可以减少污水的排放量;另一方面节水本身就是保护有限的水资源,在节水措施上,因地制宜,分类指导,大力发展节水农业、节水工业。节水农业要在普及渠道防渗、管道输水、小畦灌溉、园林化耕作的基础上,探索节水新途径,井灌区水利用系数的提高,主要是继续增加地下输水管道的铺设面积,引进并推广喷灌、滴灌等先进的节水灌溉措施;渠灌区在水泥浆砌石的基础上,可用水泥砂浆抹底及两个内侧面,并加强管理,以提高灌溉水利用系数。工业节水的关键是降低耗水定额。首先,建设污水处理设施,提高水的重复利用率;其次,在工业用水单位安装智能卡水表,对企业用水进行摇控,按照用水定额批准水量,定额以内按规定收取水资源费,超出部分加价收费,用经济手段制约浪费;此外,重点抓好用水大户的节水和新上项目的审批。
3、增加生态环境用水量
污染物总量控制方案及其他工程措施的实施,都以一定的设计流量为前提,没有一定的清洁水稀释,就不可能实现水质控制目标,达不到保护水资源的目的。为此,可将污水处理厂处理后的中水部分用于改善水环境;在水量允许的情况下,争取一定量的环境用水;在重点河段拦蓄雨洪资源。
4、加强水的监测管理
水质监测是监督各项污染源、防治水污染的重要措施,也是水资源管理和保护的基础。只有全面落实水质监测规划,不定期对各类污染源进行监测,加强人河排污口管理,才能达到水资源保护的目的。某市自1994年以来,在全县布设70眼地下水位观测井、5处地下水水质长期观测点,每年取样两次,对地下水水质进行监测,指导全县水资源保护工作的开展。此外,还布设了两个观测断面,每年进行4次水质观测,以及时了河水质变化,指导排污口管理。
结论
我国的水资源问题依然严峻,水资源没有得到合理协调的使用,影响了经济发展和人民的生活,迫切需要在现代水资源管理新思想指导下寻找合理有效的解决办法,通过建立现代水资源管理体系,实施最严格的水资源管理制度,以及河湖水系连通战略,使我国人水和谐,能够可持续利用,这需要国家的强有力支持,法律的完善,和社会各方面的共同努力,才能有效解决我国的水资源问题。
参考文献:
[1]左其亭;马军霞;陶洁;;现代水资源管理新思想及和谐论理念[J];资源科学;2011 年12 期
[2]左其亭;马军霞;;和谐论――一种新的研究社会科学的理论方法[J];社科纵横;2010 年03 期
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【关键词】城市化;城市雨洪;影响
1、城市化对水环境的影响
1.1城市化对城市气候的影响
随着我国经济建设的飞速发展,城市化的进程也逐渐加速推进,致使我国城市建成区域的地表下垫面结构和功能随之发生了很大程度的变化,城市地表垫层的不断硬化等变化促使城市区域的气候特征发生了一定的变化。城市化建设过程中,地表覆被的变化使地表上辐射发生了变化,城市生产生活中大量的能源消耗增加了大气中的热量,改变了原来的热、水循环过程和大气质量。对城市化带来的气候变化进行的总结表明:城市化地区的污染物浓度要比农村地区高5~25倍,辐射少5%~30%,云量多5%~10%,年平均气温高0.5~3.0℃,湿度少6%,降雨量多5%~10%,见表1.1。[1]
表1.1城市化对城市气候的影响
1.2城市化后降雨的变化
1.2.1城市热岛现象
城市中分布有大量人工热源,同时城市空气中二氧化碳与其他颗粒量大于农村,使城市气温明显高于农村地区。城市空气层发生热力对流,在空气中水汽充足时,容易形成对流降水。
1.2.2稳定滞缓的降水系统阻碍现象
因为城市不同的建筑物高度各不相同,城市区域的粗糙程度要比城市郊区的粗糙程度大,在引起湍流的情况下对稳定滞缓的降水系统也有一定的阻碍作用,使城市地区降强度增大和降雨时间变长。
1.2.3城市凝结核现象
城市工业生产中排放的污染物,凝结核达到一定程度的情况下会吸收水汽形成大小均匀的云滴,使大云滴逐渐增大,最终形成降雨。城市化对城市降雨的影响见图1.1。
1.3城市化对城市降雨径流的影响
城市建设的不断发展,各种不透水材料的使用导致城市地表路面的下垫层发生了很大改变,对城市水循环的影响明显。城市化前,蒸发量占降雨量的40%,地面径流量占降雨量的10%,入渗地下水量占降雨量的30%,屋顶径流量占降雨量的13%,入渗地下水量占降雨量的32%。城市下垫层改变的影响因素是被不透水的水泥、沥青和不透水砖等代替原有的大面积水域、林地、草地和农田,从而隔断了降雨与土壤之间的水分通道,导致入渗和蒸发量的减少,同时增加了雨水径流量,进而增加了城市排水压力和城市雨洪灾害的发生几率。
城市化对城市区域降雨径流形成的影响:
1.3.1城市地表径流量增加
随着城市的不断发展,城市地面类型和特点发生了很大的变化,使得城市建成区域的地表径流系数增大。城市区域原有的植被、绿地等可以对雨洪径流量进行吸收、渗透,城市地表对雨洪径流的自然下渗大大减弱,城市降雨大部分都形成了地表径流。根据周玉文(1997)在北京市百万小区所做的实验,在一小时内新旧沥青路面的降雨损失分别为草地的6%和12%,为土地面降水损失的14%和26% [2]。
1.3.2城市地表径流汇流时间缩短
城市发展过程中,硬化地面和不透水路面、混凝土路面等硬化地面的面积不断急速增加,致使城市地表的粗糙率减小、雨洪径流的入渗量减少、降雨后地面汇流时间缩短。城市建成区域的面积越来越大、城市自身的自然调蓄能力的不断下降、不同区域城市雨洪量在短时间内出现迅速叠加,加大了城市建成区域内的城市防洪压力。见图1.2城市化前后城市雨水径流过程线,表明在降水历时与降雨量相同的条件下,出现了汇流时间缩短、洪峰流量加大、出现洪峰时间提前。
图1.2城市化过程中径流产流过程变化对比示意
1.3.3城市雨洪径流污染负荷增加
城市路面、屋面、空气中集聚的污染物,被雨洪排入河流,城市河流水体流速的增大,增加了悬浮固体与污染物的量,同时加剧了地表、河床冲刷,使径流中固体污染物含量增加,水质急剧恶化。枯水期,径流减少,污染物浓度变大;汛期,河流流速变大,增大了固体与污染物的量,使下游污染物荷载量明显增加。
2、城市雨洪的控制
2.1城市雨洪控制的定义
城市雨洪控制,国外一般称之为城市雨水管理,它采用多种措施,作用于城市建成区的屋顶、庭院、道路、绿地、广场等不同性质表面所产生的雨水径流,实现消减洪峰流量、降低降雨径流量、延长雨洪汇流时间,改善城市局部气候,美化城市生态环境,地下水回灌,控制地面沉降等目的。同时雨水可供冲洗厕所、冷却、制冷、洗车等生活和工业用途[3]。它涉及水文、管理、环境和生态等相关学科,具有实现资源利用和自然灾害防治的双重效果,可以作为解决城市雨水洪涝灾害、干旱缺水及城市水环境污染等问题的一个重要措施。
2.2城市雨洪控制的意义
2.2.1城市雨洪控制减少城市内涝
城市内涝灾害主要来至城市暴雨。调蓄、储存雨洪,减少了暴雨汇流的速度与径流量,消减洪峰,避免或减少洪涝灾发生的几会和造成的损失程。城市雨洪控制的目的就是调蓄、储存与利用时空分布不均匀的雨洪资源,使其由“废水”转成有效资源水。在时间、空间差内可以实现错峰、调蓄、消峰的控制作用。
2.2.2城市雨洪控制实现雨洪资源化
我国大部分城市地区水资源短缺尤为明显,在北方地区,城市缺水大都是以资源型缺水,即北方地区城市社会与人口发展规模速度超过本地水资源的承载能力;南方城市中,其主要表现为工程型短缺或水质型短缺。北方城市地区,不仅降雨量少,而且集中在夏、秋季,特别是暴雨。导致大量的雨洪资源不能有效的资源化增加城市水资源量,同时还可能导致城市发生洪涝灾害的危险增大。城市雨水控制的目标就是采用工程性和非工程性控制技术措施对城市雨洪加以生态化、资源化的控制利用。
2.2.3城市雨洪控制是城市生态修复的需要
城市化的加快、城市人口的增多,“注重经济,忽视环境”的观念,城市生态环境不断受到破坏。由于城市硬化路面的增加造成土壤含水量降低,热岛效应加剧;硬化路面代替了原有的植被和土质,加速雨洪径流的汇集,使洪峰形成加速,城市雨洪灾害急剧。
2.2.4增加城市适宜的水域面积,扩大城市水域空间的面积
我国现阶段城市的传统防洪理念和工程技术措施,只重视雨洪径流的快速外排,忽视城市内部就地源头滞留、下渗等各种生态化的就地消化,城市建成区域的排水设计标准普遍较低,内涝频发。在城市规划时,应重视保留城市原有河流、湖泊及湿地,尽量恢复原有城市水体的调蓄空间,恢复漫堤。
3、小结
随着城市化的推进,城市下垫面结构与功能也相应发生改变,进而影响了城市水环境。
城市地区的雨洪灾害,由于城市地区水文特性的改变引发雨洪特征的改变,同时包括城市化发展中其他因素。
城市雨洪控制具有非常重要的现实意义:①城市雨洪控制减少城市内涝。②城市雨洪控制实现雨洪资源化。③城市雨洪控制是修复城市生态的需要。
【参考文献】
[1]吴普特,冯皓等.中国雨水利用[M].郑州:黄河水利出版社,2008.
篇9
关键词 暴雨内涝;农业用地;危险性评价;上海市;浦东新区
中图分类号 P333.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2011)12-0019-03
危险性评价是目前国际减灾和灾害风险研究普遍关注的热点问题,是自然灾害风险评估的前提[1-2]。暴雨内涝灾害一直是造成农业损失的重大问题,特别是在经济发达的大城市周围地区,投入成本高,地位显著,进行有效的灾害管理,最大限度地降低对农业造成的损失是当前防灾减灾部门的难题[3-4]。该研究不仅可以完善危险性评估的方法与案例,也可以为极端降雨灾害事件的损失评估提供依据,从而为政府防灾减灾提供科学支撑和决策依据。
目前,灾害风险评价研究主要集中于灾害的自然属性,即危险性评价[5-6]。危险性评价主要是衡量致灾因子对承灾体的致险强度[7],是灾害风险评价的第一步,一般用灾害发生的强度和频率来表示。危险性评价方法主要有3类:一是以历史灾害频率分析为主的单因子评估法;二是综合历史灾害强度、频率和孕灾环境的多指标评价法[5,8-11];三是结合灾害情景模拟的评价法。其中,对于单因子评价法和多指标评价法来说, 前者方法过于简单,忽视了灾害发生的强度。后者不能明确灾害强度和频率之间的关系[5]。二者都不能准确反映灾害的致险程度[5]。近年来,随着GIS技术的发展,情景模拟方法的应用日益广泛。该方法是以一定历史灾害数据为基础,假定灾害事件的多个关键影响因素有可能发生的前提下,基于成因机制构造出未来的灾害情景,从而用来评估灾害的不同致灾可能性和相应的灾害可能活动强度[5,12]。对于暴雨内涝灾害而言,根据其特点和研究区状况,农业用地受影响较大。该文基于情景模拟,对浦东新区各镇的农业用地进行危险性评价,探讨浦东新区农业用地在暴雨内涝灾害中的危险性空间分布规律[5],为建立规范、合理、科学的灾害管理提供依据。
1 研究区数据来源及方法
1.1 研究区概况
上海浦东新区地处上海市东大门,位于东海之滨,地处黄浦江下游和长江入海口南侧,全区面积569 km2,是上海市受海洋气候影响最大的区域。近些年来,浦东新区社会经济发展迅猛,已成为一个基本具备现代产业结构的新城区。同时,现代农业在浦东新区发展中占有重要地位,决定了其面临灾害的高风险性和灾害评估与预防的重要性[13]。统计显示,浦东新区是夏季暴雨内涝灾害多发地区,加之农业用地排水设施不健全,是上海暴雨内涝的重灾区,随着极端降雨灾害发生频度的上升,浦东新区每年因暴雨内涝造成的损失严重。浦东新区农业用地分布图如图1所示。
1.2 研究数据来源
该研究的土地利用数据来自2006年3月上海市航空遥感图像解译得到的浦东新区土地利用数据[14];DEM数据来源于2005年上海市等高线数据,等高线间距为0.5 m;1968—2009年42年最大日降雨量数据和排水能力分布图均由浦东新区防汛办提供;SCS径流模型中用到的参数均借鉴已有的研究成果[15]。
1.3 研究方法
1.3.1 P-III模拟不同重现期的最大降雨量。暴雨内涝的致灾因子为降雨,而极端强降雨虽然发生的频率低,但是损失严重,不同重现期的最大降雨量数据是目前防灾减灾策略制定的前提。该文利用拟合暴雨频率结果较好的P-III型概率曲线[16],根据近42年浦东新区的年最大日降雨量数据,得到浦东新区不同重现期的最大降雨量数据。其概率密度函数和保证率函数分别如下:
f(x)=■(x-x0)■exp[-β(x-x0)]α>0,x≥x0(1)
α=4cs2 (2)
β=2σcs(3)
x0=m(■)(4)
式中,参数x0为随机变量x所能取的最小值;α为形状参数;β为尺度参数;Γ(α)是α的伽玛函数;m为数学期望,σ为均方差;cs为偏态系数,cv为变差系数。利用spss统计工具计算,并通过拟合优度检验,在显著性水平a=0.05,自由度为1时,查表得χ20.05=3.84,通过计算χ2=1.645,χ2
1.3.2 暴雨内涝模型。研究参考已有的暴雨内涝模型[17],结合ArcGIS的三维分析和空间分析模块,利用城市地形模型、城市降雨和径流模型、城市排水模型进行模拟计算,获得6种重现期下的最大径流量、淹没深度等数据。
利用ArcGIS将浦东新区0.5 m×0.5 m等高线数据转换成30 m×30 m的DEM数据,并根据专家咨询和实际考察,需要对洼地进行预处理[18]。对生成的DEM数据低于3.0 m以下的区域进行洼地填充,最后得到修正后的DEM。地表的产汇流的计算采用经过修正的、适合上海地区的SCS水文模型[5,19],利用研究区的经验径流参数、已经计算的降雨量数据以及城市的排水能力进行计算,根据浦东新区2009年排水能力分布图,计算径流量和排水能力之差,最终得到不同重现期下的实际径流量。其中排水能力值是假设日最大降雨量持续时间为2 h,且排水设施没有达到排水限制的情形,实际净流量的计算公式为:
W=■(Qi-V)×S(5)
式中,W为研究区总径流量;Qi表示第i个栅格单元的径流量;V表示排水能力;S表示栅格单元面积(30 m×30 m);n表示栅格单元个数。
1.3.3 危险性指数。为了更加直观地反映暴雨内涝灾害的危险程度,采用危险性指数来衡量其危险性的大小[19]。危险性指数越高,内涝灾害的危险性就越大。该文的危险性指数是指通过构造模型来计算被淹农业用地。首先,根据实际调查以及承灾体实际受到的影响,将积水深度划分为4个等级:I级:水深在0.1 m以下,基本无积涝;II级:水深在0.1~0.2 m,轻度积涝,田地有积水,但对作物以及蔬菜的影响不大;III级:淹没深度在0.2~0.4 m,中度积涝,作物、蔬菜以及花卉等大部分被淹没,损失严重;IV级:田地积水在0.4 m以上,重度涝灾,作物等基本全部被淹没,损失非常严重,田间蔬菜、花卉大棚也会严重进水,居民家庭也受到严重影响。由于各种危险性级别对区域整体农业用地危险性的贡献不同,给I~IV级的危险性级别分别赋予危险性系数为20、40、60、80,相同水深淹没农业用地的危险性系数相同。最终,该情景各区域的危险性指数即为该区不同危险级别的农业用地在浦东新区该危险级别中所占比例的累计求和,用公式计算过程如下:
特定情景下各镇不同危险级别的淹没农业用地占浦东新区该危险级别淹没农业用地面积的比例:
fi(uj)=gi(uj)/ci (i=1,2,…,m;j=1,2,…,n) (6)
其中,gi(uj)代表各镇每种危险级别的被淹没农业用地面积;m代表危险性级别;n代表各个镇,ci=Σ■■gi(uj)。Wi代表I~IV 级的危险系数20、40、60、80,那么,区域农业用地的内涝危险指数即为:
Hj=Σ■■fi(uj)×Wi(7)
用上述公式,将各镇农业用地危险性指数求和,得浦东新区各镇危险性大小(表1)。
2 结果与分析
2.1 暴雨内涝淹没分析
根据计算得出的暴雨内涝总径流量,结合城市地形模型,根据径流量与淹没体积相等的原理,采用GIS中的“等体积法”,凡是高程低于淹没高程的栅格都计入淹没区,得到6种重现期(T)分别为20、50、100、200、500、1 000年的最大淹没深度(表1),利用GIS中的栅格计算,用浦东新区DEM与不同重现期的淹没水深栅格图进行栅格相减,得到不同情景下的浦东新区暴雨内涝农业用地的淹没深度分布图(图2)。
可以看出,在6个暴雨重现期的淹没深度图中,从50年一遇开始,淹没深度的范围急剧增加,淹没深度最大的地区是在孙桥镇,这些地区是低地势,排水能力相对较差的地区,而高桥镇、机场镇以及三林镇、北蔡镇等由于地势高,淹没范围很小。
2.2 危险性分析
针对6种淹没情景,利用GIS统计分析工具统计浦东新区各镇每种危险性级别被淹农业用地面积, 根据公式(6)求出浦东新区各镇该危险性级别所占全部被淹该危险性级别农业用地面积的比例。最后利用公式(7)计算得出浦东新区各镇的危险性指数如表2所示。
评价结果显示,在6种情景下,张江镇危险性指数值最小,这与张江是浦东新区最新发展的高科技园区,农业用地较少,经济发达,政府部门的防灾减灾策略实施完善,并具备良好的基础设施和完善的排水条件有很大关系;20年一遇的情景中,孙桥镇、北蔡镇、机场镇和川沙镇的危险性指数很高,50年一遇的情景中,曹路镇、机场镇、合庆镇和川沙镇的危险性指数很高,100年一遇的情景中孙桥镇、机场镇和川沙镇的危险性高,200年一遇的情景中,孙桥镇、高桥镇的危险性高,500年一遇的情境下孙桥镇和川沙镇的危险性高,1 000年一遇的情境下,曹路镇、机场镇、合庆镇和川沙镇的危险性指数最大,区域的高程情况、农业用地的集中分布、基础设施的不完善是主要的原因。其中孙桥镇、曹路镇、机场镇和川沙镇的危险性一直处于较高的危险性水平,与模拟结果对比,说明承灾体分布情况直接影响着区域危险性大小。
3 结论
危险性评价作为灾害风险评价的基础,是关系未来灾害学发展的前提,其可靠性和准确性直接影响风险评价的科学性。该文基于情景模拟,借助GIS空间分析工具,针对农业用地,对浦东新区主要的发展农业的14个镇暴雨内涝的危险性评价做初步尝试。结果表明,在6种不同情景下,各个镇的危险性存在一定的差异。危险性指数高值分布在孙桥镇、曹路镇、机场镇和川沙镇,低值分布在张江镇、高桥镇和花木镇。该评价结果可以为浦东新区防灾减灾提供科学依据。
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篇10
关键词:洪水,水利工程,防洪
驻马店位于河南省南部,地处淮河上游的丘陵平原地区。有多种气候类型,是典型的大陆性季风型半湿润气候,那里地理位置偏南,河流众多,雨量充沛。横跨长江和淮河两大流域,现今共建有水库162座,因此驻马店市的水利设施建设与发展对长江,淮河流域的防汛工作至关重要。
1洪水和水利工程的关系
洪水是一种常见的自然现象,由于天气系统和地理位置等多种因素的影响,洪水的形成往往有多种因素构成,最主要是受自然环境因素的影响最大。但近年来,由于人类活动的干预,无法避免的干涉改变着某些自然因素,如城镇化建设的迅速扩张、滥砍滥伐造成森林覆盖率的下降、水土流失以及因全球变暖造成的冰川融化、人水争地引发的围湖造田、拦圩造田等,都对气候变化具有较强的反馈作用,进而影响着洪水的发生和特性。水利工程建设作为人类抵御洪水的主要手段之一,其设计目标、修建标准甚至采取的工艺和材料都在一定程度上与洪水的产生发展、蔓延有着密不可分的联系。本文以驻马店市为例,分析洪水对驻马店市水利工程建设的可能影响。
2洪水对驻马店市水利工程的影响因素
2.1洪水对水利工程设计的影响
驻马店市从地势来说西高东低,西部为浅山丘陵区,东部为开阔的平原,高程在37~75m之间,东西落差较大;全年降雨在时空分布上极为不均,由南向北逐渐减少,全市多年平均降水量960mm,最大年降水量是最小年降水量的3倍左右;汛期多年平均降水量556mm,占全年降水量的61%,且多集中于7、8两个月份。由于雨水集中且强度大,极易发生洪涝灾害,有资料显示,自1949年以来,全市平均每3.60a就有一次严重的涝灾,5a一次大的暴雨洪水。因此水利设施的建设和水利工程的设计对驻马店整个地区的发展有着至关重要的作用。由于洪涝灾害频发,驻马店党委、市政府和广大市民都非常重视水利工程的建设,各类防洪工程种类齐全、数量繁多,工程建设的设计因洪水的变化不断调整。首先,进行80年代以来,淮河流域不断发生全流域性的大洪水,如1982、1985、1998、2000、2007年等,洪水的不断变化对各类水利工程的建设设计影响是全方面的,如从80年代以后驻马店市的三座大型水库因设计标准不足进行了三次除险加固,2008—2014年更大规模地对全市所有中小型病险水库进行除险加固;同时主要防洪河道小洪水从不足5a一遇标准提升到了10a一遇。其次由于极端天气引发的强降雨,对水利工程均会造成不程度的损失,甚至威胁到工程的安全,不得不引用超规范的标准。例如:1975年驻马店市特大暴雨造成的垮坝溃决事故,就是因暴雨引发洪水而对水利工程的一次重创,“75.8”以后的板桥、薄山两座大型水库复建和加固工程设计时均把校核洪水标准提高到可能最大洪水(PMF)。其三,洪水还可能反过来引发极端天气的产生,给地区带来无法估量的次生灾害,进而对水利工程的运行规程设计和编制产生辐射,对水利工程设计的强度和安全标准提高了要求,促使有关部门提高水利设施相关标准的制定,完善水利工程设计方案。
2.2洪水对水利工程运行管理的影响
随着洪水发生的频次增加,洪水所引发的次生灾害也无可估计,这就更体现出了水情监测在水利工程运行管理中的重要性。通过水情检测对全市里各个流域的水位进行详细的记录。同时在管理当中,水情的预报也是格外重要的,洪水的发生时刻无法精确,因此就需要加强水利预报检测系统的建设。1975年驻马店市特大暴雨的发生所引发严重后果的原因之一就是因为当时的预测预报手段较差,造成调度不及时,未及时预警,结果损失惨重。近些年来,驻马店大力发展水文及气象预报设施发展,先后建了豫南地区最大最先进的气象雷达监测站,同时建设水情预报示范区,建成各类水文监测站点2000余个,为防汛抗洪提供了科学的依据和支撑。
2.3洪水对水利建设标准的影响
随着城市化的逐步发展,驻马店市的城市化水平也在逐步扩大,原先的河流流域与之前的设计条件也明显不同。加上市内各个新建水库的增加,河道的修整,使市区的河流来水和用水条件发生了变化。由此就造成已建设工程的规程需要做相应的必要调整,以确保水利工程的安全和洪水资源化。
3驻马店市水利工程对洪水的反馈作用
3.1影响过程
当水利工程建成之后,水库区的水面面积增加,进而使空气中的湿度增加,昼夜的温差缩小,这和湖泊调节气温的作用是一样的。众所周知,水具有调节的能力。一些研究表明,水库在建成之后,会对周围的气温有一定影响。虽然影响的范围并不大,垂直方向一般在400m以下,库区年平均气温会稍有升高。但总的来说,水利工程的建造还是对气候有一定影响的,只是影响作用并不明显。驻马店市的强对流天气,暴雨等在气候上通常是互相关联的,与全球的大气环流有密切关系。一般来说,水利工程的影响不大。
3.2影响作用
“十三五”时期,驻马店市水利工作发展目标大致确定,在保证拦蓄功能不变的前提下,规划改建杨庄滞洪区为大型水库,新建中型水库3座、小型水库38座,对板桥水库除险加固,对宿鸭湖水库清淤扩容。这一系列的工程建设计划都为防洪、抗洪提供了坚实的基础。通过治理练江河、小清河等河道,逐步提高河道的抗洪标准,增强蓄洪能力。这些水利工程通过提高自身质量和设计水平,逐渐减少洪水带来的危害,防患于未然。
4洪水对水利发展产生的影响
4.1思路的调整
洪水过后,各方都针对洪水带来的危害进行修整治理,尤其是针对洪水到来的原因以及造成的后果进行了分析总结。制定了一系列的方案,驻马店市定期召开防汛工作协调会,针对汛期产生的一系列问题,并提出汛情会商、落实领导责任、预警通报、应急抢险、重点保障、转移安置等六项机制,提升各级领导干部指挥调度能力,增强骨干抢险队伍应急反应能力,打响防汛抗洪抢险救灾攻坚战。随着“中国梦”指导思想的确立,着眼于环境,生态,民生等新的治水理念不断改善。洪水使水利设施建设的思路不断更新调整,驻马店的水利建设随着防洪抢险工作的成熟不断与时俱进。
4.2水利建设投入增加
洪水的到来,必然给社会各地带来严重的损失,洪水过后,党政府和有关机构总结经验,投巨资建设以防洪,抗洪为重点的水利工程。特别是1998年洪水过后,中央水利基本建设投资高达1786亿元,相当于1949—1998年中央水利基建总投资的70%。就驻马店而言,“十二五”期间投入的防洪工程建设资金已46亿元。“十三五”期间,随着防洪工程体系的不断分健全,在确保工程防洪安全的前提下,加大对雨洪水资源利用的重要性不断凸现,水利投资重点将逐步从以防洪工程为主转到兴利建设,以发展生态水利和民生水利为主。
4.3水利建设模式的改变
随着国家对水利投入的增加,水利工程的建设模式也在不断改进和完善,驻马店市强化重点保障机制,建立完善通信、交通、电力三大重点保障体系,科学制订重点设施专项应急保障方案,牢牢守住人民群众基本生活保障生命线。以体制机制创新为重点,建设活力水利。大力推进水利机制体制改革,建立稳定多元和持续增长的水利投入机制,继续发挥公共财政的主导作用,引导金融机构增加水利信贷资金。建设管理模式的转变带来的不仅是工程建设质量的提高,更重要的是贴近群众,造福人民,解放和发展了生产力,体现了政府的执行力,保障了资金安全,人民安全。
4.4水利信息化
随着科技的进步和信息化社会的到来,发展信息化,提速建设已经成为工程建设的一个趋势和潮流。近年来,驻马店市在加强水利建设的同时,将水利信息化的建设放在重要的地位,特意提出要强化预警通报机制,由市防汛抗旱指挥部办公室牵头,各成员单位密切配合,完善信息机制,依法及时权威汛情信息,确保指挥调度系统信息通畅,保证水情信息的快速,通畅。
5结语
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