中國科學院院士夏軍: |
應對洪災須探索治水新思路 |
■本報記者 張雙虎
6月以來,我國南方地區(qū)暴雨集中,部分地區(qū)洪澇災害嚴重。目前,長江干流監(jiān)利以下河段及洞庭湖、鄱陽湖和太湖水位仍處于超警狀態(tài)。
在大壩等水利設施大量投入建設,遙感、AI等預報預防技術飛速發(fā)展的今天,洪澇災難為何還是經常出現(xiàn)?今年的水情跟往年相比有何不同?面對環(huán)境變化,城市治水需要什么樣的新思路?為此,本報采訪了中國科學院院士、武漢大學水安全研究院院長夏軍。
《中國科學報》:我們一直在做防洪減災的工作,但為什么好像洪災還是非常頻繁地出現(xiàn)?
夏軍:防洪減災一直是流域管理和水安全的一個重要方面。由于洪水發(fā)生的機理復雜且具有很大不確定性,迄今為止,人類只能抵御一定數量級的洪水。當前地球系統(tǒng)演變面臨高強度人類活動和全球氣候變化的劇烈影響,極端氣候事件和水文事件頻發(fā)、大洪水發(fā)生的概率越來越大。而隨著人口和社會經濟的發(fā)展,一旦發(fā)生大洪水,面臨的洪災損失也越來越大。
多年來,我國的治水方略一直是工程措施與非工程措施并舉。1998年長江全流域特大洪水之后,我國開始了大江大河治理、病險水庫除險加固、重點城市防洪工程建設等工作,修建了一批控制性水利工程,使大江大河的防洪能力得到很大提高。同時,應用先進的水文信息技術和水文模型,我們建設了一批洪水預報預警系統(tǒng),在防洪調度等方面發(fā)揮了重要作用。
總體來看,我國每年中小河流還是洪水頻繁、災害不斷。因此,要提高警惕、進行系統(tǒng)性防御,同時面對不斷變化的環(huán)境,要及時總結經驗教訓,采取適應性應對措施與策略,盡可能減少損失。
《中國科學報》:今年長江流域水情和往年相比有何不同?
夏軍:最近我和長江科學研究院教授陳進研討時,提出一個問題:今年長江中下游出現(xiàn)高水位,可能是長江岸線兩側的洲灘不行洪造成的,過去荊江安全泄洪量可以達到56700立方米每秒,現(xiàn)在漢口流量才55000立方米每秒,水位就達到28.66米, 圩堤、子堤不行洪,就會造成長江槽蓄能力下降。當然,這只是問題的一個方面,如何處理好發(fā)展和保護的關系,做到人水和諧,的確是長期以來擺在我們面前的一個難題,需要站在流域綜合治理、系統(tǒng)治理角度來認識。
今年長江中下游梅雨期較往年早,雨量偏大、影響范圍廣,清江、烏江、洞庭湖水系和鄱陽湖水系全面漲水,長江干流多站超警戒水位。6月1日至7月7日,長江中下游地區(qū)出現(xiàn)了6次強降雨過程,長江流域平均降水量346.9毫米,為1961年以來同期第二位,超過1998年同期數據。目前梅雨期仍未結束,7月下旬到8月上旬將是長江中下游抗洪最關鍵的時期。
《中國科學報》:我們應從什么地方著手解決“城市看海”、農村受澇的問題?
夏軍:當前我國頻發(fā)的城市洪澇、“城市看海”問題是由氣候變化、下墊面改變、雨洪管理等多因素共同作用所造成。全球變暖導致極端降水事件明顯增多,局部地區(qū)暴雨強度和頻率明顯增加;雨洪管理存在排水除澇標準總體偏低、管理能力薄弱、排水管網堵塞嚴重等問題;城市道路和建筑物密度增加,使不透水面積比例增加,導致匯流較快,這些也是導致洪澇災害頻發(fā)的原因。此外,城市建設過程中侵占自然河湖及灘地,導致蓄滯洪等能力降低,也是引起“城市看海”的原因之一。
人口高度聚集、經濟高度發(fā)達的城市面臨的洪水災害和影響更嚴重。因此,迫切需要改進治水思路,尋求基于自然的解決方法,探索將傳統(tǒng)工程措施與“蓄—滯—滲”的綠色基礎設施和科學的江湖調控結合起來的“灰—綠—藍”(灰,地上地下各類排水設施;綠,城中綠地元素,草、樹等;藍,城中水體元素,河、湖等)統(tǒng)籌系統(tǒng)治水的新思路。
從水文學角度來看,解決城市內澇問題,要盡可能消除城市化建設帶來的不利水文效應,將城市雨水土壤入滲量、塘堰雨水滯蓄量、河湖和濕地調蓄量盡可能恢復到自然狀態(tài)。此外,還需要客觀評估城市基礎設施的抗洪能力;做到雨污分流、河湖聯(lián)通、修復濕地、恢復洼地、建設源頭LID(低影響開發(fā)理念),建設分散性大型蓄水深隧、多用洼地等工程措施;建立暴雨內澇預警預報,科學調度與管理,建設后評估與跟蹤系統(tǒng)等非工程措施;創(chuàng)新綠色城市的發(fā)展體制建設等。
在我國廣大農村地區(qū),仍面臨水利基礎設施建設薄弱的問題。水利病險工程多、排澇設施不達標等短板使洪災風險加大。此外,多數農村地區(qū)是水利信息化建設的盲區(qū),迫切需要提高洪水監(jiān)測預警能力、水利工程河湖監(jiān)控能力,通過智慧水利建設,全面提升農村地區(qū)的洪水監(jiān)測預警、防洪調度管理的信息化水平。
《中國科學報》:您曾提出“城市水系統(tǒng)5.0版本”,我們應怎樣理解這一水治理理念?
夏軍:傳統(tǒng)的城市水循環(huán)系統(tǒng),更多關注以自來水廠—污水處理廠為核心的“供—用—耗—排”系統(tǒng)。目前擔任住建部海綿城市建設技術指導專家委員會主任的任南琪,稱其為“城市水循環(huán)系統(tǒng)2.0版本”。隨后,他提出“自來水廠—污水處理廠—城市水體與濕地”為核心的“綠色+灰色”海綿城市理念的“城市水循環(huán)系統(tǒng)3.0”,并發(fā)展提出了“城市水循環(huán)系統(tǒng)4.0版本”,極大發(fā)展了海綿城市建設的“LID+水循環(huán)”認識。
近年來,越來越多的人從水系統(tǒng)角度出發(fā),研究社會—水文—生態(tài)之間的聯(lián)系,將自然科學與社會科學相融合以研究當前水問題是國際地球系統(tǒng)水科學發(fā)展的前沿。以前針對海綿城市的水循環(huán)調控研究,多為單一尺度的城市水循環(huán)管理研究,較少對多尺度水循環(huán)過程進行統(tǒng)一調控研究。在此基礎上,我和團隊提出“城市水循環(huán)系統(tǒng)再認識與改進的5.0版本”(簡稱城市水系統(tǒng)5.0)框架,認為城市水循環(huán)應包括“降雨—蒸散發(fā)—調蓄—徑流”城市自然水循環(huán)和“供—用—耗—排”聯(lián)系城市人工側支水循環(huán)。海綿體從傳統(tǒng)的LID小海綿,城市管網給排水的中海綿,一直到城市江河湖庫的大海綿形成相互聯(lián)系的城市水系統(tǒng)。
城市水系統(tǒng)5.0強調城市低環(huán)境影響開發(fā)策略,要與城市給排水、治污和生態(tài)修復的城市綠色發(fā)展結合,要與城市聯(lián)系的江河湖庫的中等級別“海綿”以及城市互動的大江大河的“大海綿”功能相結合,把系統(tǒng)思維、系統(tǒng)治理與城市經濟社會可持續(xù)發(fā)展相結合,增加城市應對全球變化和災害影響的彈性,促進城市高質量的經濟社會綠色發(fā)展。