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【关键词】收听率;指数;指标;评估;广播;频率
从上个世纪30年代尼尔森公司成立和BBC对听众进行每日调查开始,关于广播传播效果的分析与描述就越来越被“数字”所替代。按麦克卢汉的洞见,“统计学”一开始就是“作为一种说服手段”①而兴起的。“用数字说话”几乎成为每个广播人不得不面对的选择。
但是,“如何用数字说话”或“用数字说什么话”却是业界倍感困惑的一大难题。刘燕南博士所指的“缺乏对收视率数据进行再分析的能力,也就是说不善于‘剖析’数据,只能被动地、表面化地接受调查机构给予他们的原始数据或简单结论。有的在尝试数据的深度分析时,还出现一些错误”②,可谓抓住了症结。实际状况的确是:“两头有待加强,中间尤其欠缺”。“两头”指委托专业公司定期地开展收听率调查(前端)和实际应用于各种广播业务(后端),“中间”指在对原始数据进行深入研究和分析的基础上,建立科学完整的、为大多数从业者所接受的、有显见意义的、有本土特色的广播评估体系(前后端的链接)。这种链接是对资料的整理,“是感性认识到理性认识过程中的悟性阶段”。③2001年4月在厦门召开的有8家单位参加的首次全国性“广播节目评估研讨会”,④应该算作该领域学术攻坚的发轫。但“路漫漫其修远兮”,这决不是一两次会议能够解决的问题。
目前,收听率(基本上是“原始形态”)已经成为广播对内对外、对人对节目经营管理的基本“坐标”,显现出越来越多的“货币”的味道。主要被用于这么几个方面:
1.广播节目的评估标准,也就是质量好坏的认知,据此编排节目。
2.编播人员的考核依据,也就是报酬多少的区别,据此奖“优”惩“劣”。
3.引进节目的评价尺度,也就是标价高低的定夺,据此购销“精品”。
4.听众构成的分析数据,也就是市场定位的研判,据此寻找“目标群”。
5.时段等级的划分界限,也就是广告贵贱的确定,据此“招商引资”。
6.频率实力的综合比较,也就是整体竞争的砝码,据此统领上述节目、市场、广告等诸方面的综合“战役”。
由此看来,频率整体的收听率状况的研究似乎是基础和出发点,也是归宿。尽管“既具备媒体知识背景又熟悉收听率分析策划的专业人士”⑤不愿看到这样的情景,但它还是在实际运作中屡见不鲜:不同的频率几乎在同时不同的收听率报告,都公然称自己是“第一”,且相互讥嘲对方“信口开河”(频率成为管理者偏颇的战利品);商家在广告投资前进行的调查往往问出的第一句话是“哪个电台(指的是频率)收听率高”或“你们听得最多的是哪家电台”(频率成为商家无知的牺牲品)……与其让瞎子摸象,不如直接说出“象”是什么。古代有一句话叫“大象无形”,是说至高至大的意象是难以描述的。频率整体的收听率状况恐怕不在此列,应该是可以描述和必须描述的。迅速建立一套具备“4A”原则(准确性、可接受性、可信性、可操作性)的频率综合评估体系,是实际的需要,也是整个广播节目评估体系中不可或缺的基础部分。曾有研究者提出“综合考评一个台”,⑥但没有把收听率的数据作为考评的依托,而局限于模糊的“意见”。上海电视台建立的所谓“电视综合评估指数(包括频道指数、电视台指数和节目评估指数”),⑦应该算是传媒在此方面的先行实践者,尽管它还有若干可商榷之处。
本文试图构建的“广播频率综合评估指数和指标”,是衡量广播频率整体收听走势、收听规模及专业属性的综合数群体系,它包括“频率指数、人气指标和专业指标”等三个相对独立又相互联系的部分。所谓“指标”是综合反映收听率情况的绝对数、相对数或平均数。“指数”是反映收听率“变动”的指标。这一数群体系的确立,有助于对一套频率的发展前景、成长性及波动轨迹、市场定位及份额等,在宏观层面上予以把握,使决策者、商家和从业人员在应用收听率时有相对准确的坐标轴。
一、当期指数
当期指数,是反映同一频率不同时期收听率变动的相对指标。把当期单位时间收听率的平均数,与基期单位时间收听率的平均数作比较,并将两者的比值乘以基期的指数值,即为该频率的当期指数。当期,指本次报告期;基期,指过去某次报告期;单位时间,一般为15分钟;单位时间收听率的平均数,也就是把频率开机状态所涵盖的所有单位时间的收听率相加,再除以单位时间的个数。
公式为:
当期指数=当期单位时间收听率的平均数÷基期单位时间收听率的平均数×100
当期单位时间收听率的平均数=(D1+D2+D3+…Dn)÷n
基期单位时间收听率的平均数=(J1+J2+J3+…Jn)÷n
例如:把南京人民广播电台音乐频率(以下简称“FM105.8”)2001年7月调查的每15分钟收听率相加,再除以96个单位时间(音乐台开机时长是24小时,也就是96个15分钟),得出单位时间(每15分钟)收听率的平均数为1.20。同理,可算出1998年10月的单位时间(每15分钟)收听率的平均数为1.1。如果我们把1998年10月的报告期作为基期,把2001年7月的报告期作为当期,那么2001年7月的当期指数则是:1.20÷1.1×100≈109.09。
要注意的是:
1.基期一旦确定是不应轻易改变的。如被西方新闻媒介引用最多的股票指数——道琼斯股票,以1928年10月1日为基期,未闻有改。而当期通常指的是最近(新)的一次,也可特指某一次(但必须加时间为定语)。
2.当期指数可反映该频率不同时期总的收听状况,可作纵向的历史比较;但不能把不同频率的当期指数横向地来比,因为不同的频率有各自不同的基期,即便报告期相同比较起来也是毫无意义的。
3.指数可作为单个节目的参照,但不是每个节目都与指数呈同向、同比率波动。“一个市场指数,要它符合所有商品,是不可能的。”⑧
4.公式中的N为什么是全部开机时间所涵盖的单位时间(一刻钟)的个数,而不是一部分?因为只有这样,当期指数才具有普遍操作的一致性。上海电视台选取40个节目,对它自己是可运作的,但对其他电视频道就不一定可行,有的电视频道恐怕还没有40个节目。广播更是如此。股票中的指标股不是个数的问题,而是“盘子”的大小问题。⑨
图1是FM105.8以1998年10月作为基期而统计出的1999年3月、1999年7月、1999年12月、2000年4月、2000年7月、2000的10月、2001年1月、2001年4月、2001年7月共9次当期指数的比较曲线图。图2是南京人民广播电台娱乐频率(以下简称“FM104.3”)以2000年4月作为基期而统计出的2000年7月、2000年10月、2001年1月、2001年4月、2001年7月共5次当期指数的比较曲线图。
根据两套频率不同的历史当期指数比较曲线图,进一步甚至可画出各自不同的均线或回归线或上升/下降通道等。单就图1和图2,我们对两套频率的波动幅度和运行轨迹已经一目了然了。
二、人气指标
传播学界在解释“黄金时段”的概念时,一直默认了所谓的“方便是金”的观点,即“这一时段对于绝大多数观众的方便性”。⑩笔者认为,事实上一套频率的高收听点总是分布在该频率的黄金时段或次黄金时段;反过来说,只有高收听点的时段才称得上是黄金时段。不同的频率具有各自不同的黄金时段,因而也就具有不同的开发内容和打造策略。从历次调查的结果来看,FM105.8的首选黄金时段是中午,而FM104.3的首选黄金时段是早间。一套频率的“口碑”来自于占据着该频率黄金时段的品牌节目和新开发的高收听点的节目。描述这些时段和节目,也就是在描述一套频率的基本面和主导面。有了这些基本面和主导面,频率之间的进一步比较就大体可以进行了。
人气指标,是描述同一时期不同频率主导收听率或称黄金收听率差异的绝对累计数。把当期或某报告期位居前列的48个单位时间的收听率累加,得出这48个时段的总收听率,也就是所谓的毛评点(GRP),即为该频率的人气指标。
公式为:人气指标=P1+P2+P3+…P48
例如:FM1058在2001年4月的报告期中,位于前48位的单位时间收听率分别是12:00-12:17(7.01)、12:15-12:30(6.78)、12:30-12:45(6.07)、12:45-13:00(5.09)、07:00-07:15(4.94)、06:45-07:00(4.00)……累加后的值为11856,该报告期的人气指标即为11856。同理可算出FM1043同期的人气指数是108.43。而FM105.8在2001年7月的报告期中人气指数是99.57;FM1043同期的人气指数是111.07。据此,便有了一个较客观的比较图形(图3):
要注意的是:
1.单位时间的个数(样本数)至少是48,因为它正好占一个24小时播音的频率的50%开机时间,也就是单位时间总个数96的一半。香港股票市场最具权威性和代表性的股票价格指数——香港恒生指数,选取33种股票价格,是因为它们的总值占全部在港上市股票总值的65%以上。样本数太少,不具备普遍的代表性,甚至有鼓励只注重个别“人气节目”而忽略频率整体水准之嫌;样本数太多,则无法准确地反映名牌节目对一套频率的人气带动的实际状况。所以,“一半”似乎是一个合适的数字。
2.人气指标既然主要用来比较不同频率的收听状况,那么参与比较的频率除了必须选取完全相同的单位时间个数作为被除数以外,还特别要注意必须处于相同或大致相同的报告期。拿FM1058今年某期的人气指标与FM104.3去年某期的人气指标作比较,是没有意义的。
3.为什么不简单地用开机时间的平均收听率来作为“横向类比标准”,是因为各频率开机时间长度有异。即便开机时长相同,开发的时段也不同。况且广播频率的收听率在2:00-5:00基本可忽略不计,机械地计算开机的单位时间个数是不对的。
4.当然,人气指标也可辅地用于一套频率自身来比较历史的、纵向的收听状况,但这不是设计者的初衷,因为当期指数用于此类比较更全面。
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三、专业指标
专业指标,是检测频率专业属性强弱、好坏及偏差度的相对差数。把体现被测频率专业属性且收听率居前的若干个节目的一刻钟平均收听率相加,除以样本节目的个数,再减去整个频率一刻钟收听率的平均数,即为该频率的专业指标。“若干个节目”,相对于不同的频率数目可能不一样,但必须至少涵盖48个一刻钟。
公式为:
专业指标=(Y1+Y2+Y3+…+Yn)÷n-D
例如:FM104.3和FM105.8在2001年7月的报告期中,最能体现娱乐频率和音乐频率的专业属性,且收听率居前的若干个节目的一刻钟收听率均值如下表:FM104.3取了12个节目,FM105.8取了14个节目,但所取的样本节目所涵盖的一刻钟的个数是相同的,都是48个。把上表左栏FM104.3的12个节目的一刻钟均值相加后除以12,得出0.27,用0.27再减去当期整个频率的一刻钟平均收听率1.35,即算出当期频率的指标为-1.08。同理可算上表右栏FM1058的当期专业指数:14个节目的一刻钟均值相加后除以14,得出0.97,用0.97再减去当期整个频率的一刻钟平均收听率1.20,专业指标为-0.23。
FM104.3FM105.8
节目中含一刻钟个数专业节目名称一刻钟收听率均值节目中含一刻钟个数专业节目名称一刻钟收听率均值
4拉风八点档2.664华人音乐世界2.16
8冲动无限2.004环球音乐航班1.99
2就在MTV(下午)1.504欧美金曲榜1.84
4非常年轻1.482民歌新世纪1.49
4尖峰时刻1.112音乐前线1.22
4凤凰制造1.034新碟试听间1.07
4整鼓二人转0.694金曲大比拼0.98
2狗仔报道0.594流行旁边0.81
6石瑾乐园0.584今夜星光灿烂0.62
4篇篇情0.552东方不老歌0.49
2就在MTV(上午)0.554新乐天书0.45
4冲动无限0.244钻石经典0.40
4流行经典0.04
220世纪流行经典0.02
48累计一刻钟均值0.2748累计一刻钟均值0.97
要注意的是:
1.专业指标的预警界限值为0,正数值越大,说明该频率的专业化程度越强;反之,负数值越大,说明该频率的专业化程度越弱。一旦出现负数,即可认定该频率的专业定位出现偏离。由频率专业指标的计算方法,可同样算出其他非该频率专业的类型节目(如新闻、综艺娱乐、交通服务、经济等)的综合指标。
2.专业指标既可用来历史地衡量一个频率专业化程度是在加强还是在减弱(只需简单地比较不同报告期专业指标数值的大小即可),也可横向地比较不同频率的专业水平的高低(但报告期的时间必须相同或大致相同)。
3.不同频率之间,构成其专业指标的样本类型(也就是节目类型)当然不同;但同一个频率,构成各报告期的各专业指标的样本类型(也就是节目类型)却应该是完全相同的。FM104.3永远以娱乐类节目为其专业指标的样本,FM105.8则永远以音乐类节目为其专业指标的样本,除非它们改变呼号。
4.不同报告期的样本会发生变化。当节目改版以后或收听率位居前列的节目发生变动以后,这种情况就会发生。但这不影响专业指标横向、纵向的比较。
5.样本的确定需要科学的分析和实事求是的态度,“公开”是保证这两方面得以实现的前提。
由上述当期指数和人气指标、专业指标构成的频率综合评估体系,为节目评估体系、广告评估体系和听众市场评估体系提供了框架和思路,也必将成为其不可或缺的参照系。它是广播收听效果反馈从调查到应用的中间环节的首要部分,其理论价值和实践意义会在不断完善的基础上逐渐显现出来。(文中所有原始数据均来源于央视调查咨询中心。)
注释:
①[加]麦克卢汉:《麦克卢汉精粹》,南京大学出版社2000年版,第419页。
②⑤刘燕南:《电视收视率解析》,北京广播学院出版社2000年版,第19页、第20页。
③姜秀珍:《新闻统计学》,新华出版社1998年版,第59页。
④周步恒等:《建立科学规范的节目评估体系》,《中国广播电视学刊》2001年第6期。
⑥宋友全主编:《中国广播受众学》,中国广播电视出版社1998年版,第251页。
⑦⑨孙泽敏等:《电视综合评估指数原理及运用》,《收视率透析》,中国广播电视出版社2000年版,第63页。
未来趋势预测:从现在到2010年,四川的降水量比20世纪90年代多,洪涝灾害比90年代重。1999~2003年,是洪涝由少到多的时期,洪涝重,2004~2007年洪涝较轻,2008~2010年洪涝重。
关键词:四川洪涝灾害特征趋于预测
一、前言
四川省包括四川盆地(以下简称盆地)和川西高原。每年的4~10月都有不同程度的洪涝灾害发生,这是我省主要的、对国民经济和人民生活生命财产危害严重的一种气象灾害。四川省的洪涝分为严重洪涝和一般洪涝,严重洪涝只发生在四川盆地,但它包含在一般洪涝中,一般洪涝遍及全省。过去,有很多人研究过四川盆地的洪涝灾害,但没有人研究四川全省的洪涝灾害,四川洪涝灾害的基本情况如何?还不太清楚,为防治和减轻洪涝灾害的危害提供依据,我们对四川洪涝灾害的若干特征进行了分析,并预测了1999~2010年洪涝灾害的发生趋势。本文统计洪涝灾害的降水资料是四川各气象站1951~1999年的降水资料,划分洪涝灾害的标准,是甘孜和阿坝两州(以下简称甘阿地区)、盆地、攀枝花市及凉山州(以下简称攀西地区)用于日常业务的洪涝标准。
二、洪涝灾害的标准
四川的洪涝灾害主要由暴雨和大暴雨引起的,它是其成灾的形式,其次是地形复杂,植被覆盖率低。因为四川的地形复杂,各地暴雨的标准和成灾的降水量不同,所以不同地区洪涝灾害的标准也不同。
(一)一般洪涝灾害的标准
盆地和攀西地区:单站任意连续三天的总降水量≥150.0mm为一次洪灾。
甘阿地区:单站任意连续3天的总降水量≥50.0mm,或者日降水量≥30.0mm
算一次洪涝灾害。
(二)四川盆地严重洪涝灾害的标准
四川盆地内,一次严重洪涝灾害的标准是:在5~9月,5月有连成一片的2个及以上的站,6~9月有连成一片的3个以上的站,它们在相同的连续3日
内,每个站3天的总降水量都≥150.0mm。
三、四川洪涝灾害的若干特征
四川洪涝灾害的特征,分为一般洪涝的特征,它包括了四川盆地严重洪涝与一般洪涝相同的特征;严重洪涝独有的特征。
(一)一般洪涝的特征和四川盆地严重洪涝与一般洪涝相同的特征
1.一次涝洪灾害发生时,降水强度大,降水量多且集中。
盆地和攀西地区,单站连续3日总降水量,最小为150.0mm,最大在150.0mm以上,盆西、盆北和盆东山区普遍在200.0mm以上,有的站在300.0mm以上。甘阿地区,单站日降水量的最小值为30.0mm,最大值≥35.0mm。
2.洪涝灾害突发性强,来势猛,危害大,灾情重,不但危害源地还波及下游。
洪涝灾害有很强的突发性,不象旱灾那样由轻到重,它来势凶猛,往往使人来不及预防和躲避,所以灾情严重。它导致山洪爆发,河水陡涨、破坏植被、冲毁和淹没良田、建筑物和交通设施,淹死人、畜,如1981年7月9~14日,盆地西部和中部发生的历史上罕见的洪涝灾害,灾区内有43个县连续3天的总降水量超150.0mm,暴雨中心内有7个县连续三天的总降水量超过300.0mm;这次洪灾,使许多河流出现了历史最高水位,其中四川盆地内长江段水位居200年来的第三位,出现了100年一遇洪峰,有119个县(市)受灾,受灾人口1,500多万,工农业经济损失达25亿元左右。
在山区,特别是甘阿地区和攀西地区,洪涝灾害还引发泥石流,对农田和房屋、交通等造成毁灭性的破坏。
洪涝灾害不但危害源地,还波及下游。如1981年7月9~14日,盆地西部和中部发生的历史上罕见的洪涝灾害,盆地西部和中部是洪涝灾害源地,受到危害,它还波及到下游的长江沿岸,造成长江上、中游的大洪水。
3.发生频繁,年平均发生次数分布不均,甘阿大部和盆西边缘多,其余地区少。重灾年多。
洪涝灾害发生频繁,全省年平均发生次数为0.3~3.1次,其中甘阿地区0.5~3.1次,攀西地区0.2次以下,盆地0.3~1.7次,多为0.5~1.7次。最大值出现在高原上雅砻江中游两岸,年平均发生次数2.0~3.1,次大值在大渡河和岷江上游之间地区,年平均发生次数1.3~2.2次。全省年平均最大值3.1次,出现在九龙,最小值0.3次,出现在古蔺。
重灾年多,1951~1999年,四川出现的重洪灾年有以下14年:1955、1959、1961、1968、1973、1974、1975、1978、1980、1981、1982、1983、1984、`1989
年,占总年数的26%。
4.各月发生频率地理分布不均,甘阿大部和盆地西部边缘多,其余地区少。
四川的洪涝灾害发生在4~10月,主要在7~8月,各月的地理分布不均,但6—9月分布趋势的特点相同,①高频率出现地区:高原上雅砻江中游和阿坝州中部,盆地区在盆西边缘的北川—安县—江油一带和雅安—乐山一带;②5、10月分布趋势相同,高频率区在甘阿地区,为5~20%,盆地区和攀西地区大部无洪涝灾害,出现洪涝灾害的地区,发生频率低,为2~3%。③4月仅个别站有洪涝发生,频率也低。
各月洪涝灾害的最高频率都在甘孜州南部的雅砻中游江两岸。
5.洪涝灾害开始时间(月)地理分布不均
洪涝灾害开始期,全省为4~8月。甘阿地区为4~6月,大部5~6月,分布呈区域性,但错落有序;攀西地区6~7月,大部在6月;盆地区在4~8月,大部在5~6月,其中盆地北部和渠江下游东岸以5月为主,出现在8月的仅古蔺一县,除此以外的其余地区多在6月。
6.洪涝灾害结束期(月)地理分布不均
全省洪涝灾害结束期为7~10月,大部在9、10月。甘阿地区在8~10月,大部在9、10月,其分布是:石渠在8月,雅砻江以东的地区主要是10月,以西地区是9月。盆地区为7~10月,大部在9、10月,其中叙永在7月,岷江、沱江中游之间的地区和宜宾、泸州南部及广安地区在8月,南江到蓬溪一线以东的地区在10月,除此以外的其余地区在9月。攀西地区在7~9月。从表1可知,在洪涝期内,各代表站各月洪涝灾害发生频率的差异很大,基本呈正态分布。最高频率出现月,盆地在7、8月,多在8月;攀西地区出现在8月;甘阿地区主要在7、9月。
7.在洪涝期内,各地各月发生洪涝灾害的频率差异很大,洪涝灾害的高峰时间主要7、8月。
从表1可知,在洪涝期内,各代表站各月洪涝灾害发生频率的差异很大,基本呈正态分布。最高频率出现月,盆地在7、8月,多在8月;攀西地区出现在8月;甘阿地区主要在7、9月。
表11951—1999年四川各代表站4~10月中各月洪涝灾害出现频率(%)
站月
名34567891011
成都00041515000
雅安004750611700
广元004930111100
绵阳000921211200
北川0031379532600
乐山001193335900
自贡00051214200
内江00471511400
宜宾0007119200
达川002494720
南充0007117000
西昌0000022200
甘孜00215137920
理塘0011845291010
马尔康00165536233920
阿坝25142649261920
黑水02126863204670
8.洪涝灾害有阶段性和持续性
洪涝灾害的阶段性,是指全省和其中的一个地区的洪涝灾害在一段时间(连续数年)发生次数多,一段时间(连续数年)发生次数少(见表2)。
表2四川各地1951—1999年各时段洪涝次数
站名
1951~19591960~19691970~19791980~19891990~1999
马尔康815142416
松潘51091412广元537116
绵阳65693
遂宁30342
乐山898107
雅安141812119
宜宾44221
合计4556558557
1951~1999年,四川大部分地区各年代的变化与全省的变化基本相同,50年代少,60年代多,70年代少,80年代多,90年代少,其中80年代最多,但由于四川地形复杂,个别地区的变化与全省变化不同步。
洪涝灾害的持续性,是指一个站连续出现洪涝灾害的年数≥2年。全省持续年数,除马尔康2~11年外,其余地区2~7年,多为2~4,极个别站的洪涝不持续(见表3)。
表3四川省1951~1999年主要站洪涝灾害持续时间和年数
马尔持续时间54~5860~6169~7173~8385~9498~99
康持续年数52311102
甘持续时间59~6170~7177~7981~8486~8798~99
孜持续年数323422
松持续时间54~5560~6171~7578~8082~8486~8792~9597~99
潘持续年数22533243
广持续时间61~6272~7779~8388~92
元持续年数2655
绵持续时间56~5967~6875~7881~8487~88
阳持续年数42442
南持续时间无
充持续年数无
内持续时间61~6369~7072~7486~87
江持续年数3232
宜持续时间58~5968~6973~74
宾持续年数222
雅持续时间51~5254~5658~6366~7075~7883~8587~93
安持续年数2365437
(二)四川盆地严重洪涝独有的特征
四川盆地严重洪涝的特征,除了与一般洪涝的相同特征外,还有其独有的特征。
1.分布趋势独特。五江(岷江、沱江、涪江、嘉陵江、渠江)上游多,下游少,西部三江(岷江、沱江、涪江)上游比东部两江(、嘉陵江、渠江)上游多,所以分布趋势是西北多,东南少,从西北向东南减少。全盆地严重洪涝的年平均发生次数为0.1~0.8次,五江上游为0.2~0.8次,下游为0.1~0.2次。西部三江上游0.2~0.8次,东部两江上游为0.2~0.4次。全省出现严重洪涝最多的地区是盆地西北部,无严重洪涝区在盆地内长江以南的地区。
2.每次洪涝都是成片的区域性的,范围大。一次洪涝出现在连成一片的2~3个及以上的站内,所以是区域性的,范围大。
3.主要出现在7月。.严重洪涝期(5~9月)内,各月都有有严重洪涝发生,但集中在7月。各月的出现频率和排次:7月39%,排第一位;8月27%,排第二位;9月18%;排第三位;6月10%,排第四位;5月6%,排地五位。
如果自云南腾冲起在地图上向东北连接黑龙江的呼玛作一斜线,则它大致相当于年降水深为400mm的等值线,可将我国分为东西两部。斜线以东部分比较湿润,年降水深大于400mm,东南沿海及西南部分地区的多年平均降水深为2,000mm以上;西部则除天山西端山区降水深可达800mm以上外,年降水深一般均低于400mm,吐鲁番的托克逊站。21年平均年降水深仅7.1mm[4]。
东部湿润区不但总降水量较大,而且年内季节间和年际的降水量变化都很大。在许多地区,除钱塘江口附近外,每年汛期的4个月(北方一般6~9月,南方5~8月),降水量可占全年的60%至80%。降水在时程上集中程度较高的地区,在7、8两个月内的降水量可占全年的50%至60%,甚至其中一个月的降水可占全年降水的30%,而且这一个月的降水往往是几次大暴雨的结果。年降水集中,加上植被稀少常产生巨大的洪水。降水的年际变化也很大,最大年降水深和最小年降水深之比在本区内可达2(西南)至6(华北);相应地,历史调查或实测最大洪峰流量与年最大洪峰流量平均值之比,在北方达5~10倍,而在南方亦达2~5倍[4,5]。这种降水的年内和年际以及地区之间的高度不均衡和集中,常导致以下不利情况:
(1)出现大洪水的机遇较大;
(2)北方总降水量虽然小于南方,但北方降水量在年内的集中程度和年际变化幅度之大都超过南方,所以在北方河流出现大洪水的机遇也很大;
(3)出现涝灾的机遇也大。
我国海岸夏季常受台风袭击。台风登陆前和登陆后往往在沿海甚至内地造成大暴雨[4]。台风在沿海还要引起风暴潮和大风浪,对海堤和平原水库护坡经常构成严重威胁,风暴潮对位于河口的一些城市威胁尤为严重(在城市防洪一节中将作进一步说明)。综上所述,可见我国特定的水文条件是造成我国洪涝灾害频繁的主要自然原因。
其次,我国主要河流大多由于流域水土流大而挟带泥沙,挟沙河流较易成灾。我国黄河自古为患,在建国前的一千多年中平均三年两决。水灾这样频繁,与泥沙堆积,以致下游河床高于两岸有关。长江的荆江河段也因泥沙不断在河床堆积,汛期水面高出堤外南北两岸地面数米至十余米,防洪形势十分严峻。泥沙还会在水库和湖泊内淤积,减少调节容积,所以我国河流挟沙也是水灾频繁发生的自然原因之一。
据不完全统计,从公元前206年到1949年的2,155年间,全国各地较大的洪水灾害有1,092次[7],平均每两年一次,这些灾害包括黄河、长江、淮河等大河及其支流的泛滥和沿海风暴潮的漫决(古书称为海溢),也包括一些战争中“以水代兵”所造成的洪灾,但绝大部分的洪水是自然条件造成的。这些不很完整的历史记载己充分说明了我国洪水出现的频繁。至于洪水出现后,成灾的次数和灾害的程度则与当时的社会条件有关。
2、社会因素与洪涝灾害
我国人口不断增加,以近几百年为尤甚。为了争取生存空间,特别是争取近河肥田沃土而不断筑堤建圩,与水争地。其结果是不断减小河道泄洪能力和湖泊调节洪水的容积,加大洪水成灾的可能。以洞庭湖为例。从元、明到清代中叶,湖面还有约6,000km2,宋、元时开始筑堤围垸,经明、清和民国的不断建圩,到1949年已有垸田593.5万亩,到1979年增加到868.7万亩。计自1825年至1983年的158年中,湖泊面积已减少3,309km2,围湖和泥沙淤积使洞庭湖的容积由1949年的293亿m3减至1983年的174亿m3(其中因泥沙淤积而减少的容积约为40亿m3),使洞庭湖调节荆江洪水的能力大为降低,从而使洪水季节荆江的水位抬高。与水争地甚至发展到沿河设障,影响河道过洪能力。如辽河原设计可通过流量5,000m3/s,1985年洪水流量才达1,200mm3/s,即酿成大灾。现长江上游的一些城市也在修建进占江道的市政工程,后果堪忧。
另一重要的社会问题是行政圈与流域圈不一致。我国重要河流大多跨越几个省,在行政上,一个流域分属几个省,对全流域最有利的防治洪涝灾害规划而对有些省却未必是完全有利的。这时如缺乏流域整体利益观念,又未健全流域治理决策体制,便容易出现水事纠纷;或迟迟不能达成流域治理规划,或达成流域治理规划后,对实施程序又有分岐。总的结果便往往是贻误减灾工程的建设。议论未定,水已成灾,给各方面都带来损失。
另一加重水灾损失的社会因素是防灾观念薄弱。如果有若干年降水较少,社会上便容易产生麻痹思想,或以为大洪水不易出现,或误以为己有的水利工程己足以应付一切洪水。于是为了一时方便,一些城市和企业便向低洼地带发展而不考虑适当设防,一旦遭遇较大洪水,自然便招致不应有的损失。
从历史文献看,明、清两代每三年即有两次水灾[7],比历史记录的长期平均,即两年一次,更为频繁。其中原因,除了远古史记载可能不全外,明、清两代由于人口增长,与水争地愈演愈烈,以致更易成灾,可能也是一个原因。
3、防治标准
防治洪涝只能按一定的标准进行。防治标准的选定主要取决于经济和社会因素。洪涝灾害可能造成的损失愈大则防灾的标准应愈高。大江、大河的洪水往往来势猛,泛滥的范围大,可以造成重大的人员和经济损失,所以治理标准一般都比较高。黄河下游为地上河,长江中、下游的洪水位也多高于堤外地面,万一溃决,损失将极为严重,所以设防标准更高,常按百年一遇甚至更稀有的洪水设防。涝灾的发生通常比较缓慢,撤出人员财产相对较易,涝水一般水深较小,造成的破坏也相对较小,所以除涝标准一般较低,常按3~5年一遇的降水来规划抽排工程。从农业增产的要求出发,今后应提高农田防涝标准。城市往往是经济、文化以至政治中心,因此防灾的标准往往比较高。北京是我国首都,防洪标准在全国城市中是最高的。
应用现代水利工程技术原可以达到高得多的防洪和防涝标准。但过高的防灾标准,在经济上通常是不能实现的,由此可见,在各个时期允许达到的防灾标准都大致与当时的经济条件相适应。防洪涝标准应适当超前于当时的经济水平,以便保护经济发展的成果,使其免遭在某一特定标准下的洪涝灾害。经济取得一定发展后,又应对水利工程建设作新的投入,以提高防灾标准。所以由于经济和社会条件的制约,防灾标准只能适当地超前于当时的经济和社会发展水平,然后随着经济和社会的发展而不断继续提高。过多地超前于当时经济水平,是不现实的,即使技术上是可能的,经济上也往往是不可行的。例如近年日本在防洪方面提出超级堤(Superlevee)的方案。堤顶宽达100m。这是基于当前日本经济水平和水灾可能造成重大损失而提出的。60年前的日本,尽管已有建这种堤的技术,却无人敢提出如此建议。
总之各个时期的防洪和防涝工程只能达到一定的标准,这主要是由国力来决定的,如果发生超标准的洪、涝水情时,还是要成灾的。所以在建成一定标准的防水灾工程后,还需要制定紧急措施,以便在发生超标准水灾时可以减少损失。
4、大江大河和大湖水灾的防治
纵观我国水灾情况,我国在大江大河的治理中应实行“蓄泄排兼筹”,即在山区建设水库,削减洪峰和拦截一部分泥沙,同时在下游修建或加高加固堤防,以宣泄削减后的洪水、保护两岸城镇和农田。根据实际可能性还要在水库下游适当设置蓄洪区和行洪区,来进一步削减洪峰,增进行洪中堤防的安全。这样,由水库、堤防和行、蓄洪区共同组成一个最经济而有效的防洪系统;再加上在低洼地带建立适当的排涝设施,或将地面积水及时抽送入江河,或通过排涝系统,将它排入内湖或其他水体。这样便形成一个蓄泄排兼备的防洪涝系统。蓄和泄是相辅相成的。蓄是为了削减洪峰,使堤防可以安全行洪。决定堤防安全行洪的关键因素是流量。1991年淮河、太湖流域大水时淮河正阳关流量由于上、中游滞蓄了78亿m3而由1.3万m3/s降至7,450m3/s,从而使正南淮堤和淮北大堤得以安全渡汛。另一方面又因为堤防能安全行洪才有可能将超过蓄量的大量洪水送向下游,最终入海。无视蓄水削减洪峰的作用和无视蓄泄结合在我国防洪体系中的重要性,而只强调加大泄流能力会使我国堤防因负担过重而难保安全。我国的重点堤防多是有较长历史的老堤,通常隐患较多。如荆江大堤,初建于东晋太元年间,以后逐渐增长,迄今已经历约1,600年,堤身的堤基存在许多弱点,在长仅182km的堤身迄今已发现和清除了隐患十多万处[8],但还未清除净尽,而且新的蚁穴兽穴还会产生。堤基多处为透水材料,清除或改建的经济负担太大。因此,一方面要努力加固堤防,但又要理解堤防的防洪能力有一定的限度,对于较大的稀遇洪水还必须借助于水库或分洪工程来削减洪峰,才能安全通过一定的洪水。荆江大堤经加固后可以通过约6万m3/s的流量,再提高流量对两岸人民风险太大。三峡工程建成后初期有防洪库容221.5亿m3,利用这一巨大库容可将来自长江上游的百年一遇洪水(86,300m3/s)调节到可以安全通过荆江河段,使荆江河段的防洪标准由十年一遇提高到百年一遇。所以,为了下游行洪安全,今后大江、大河的治理中还要兴建大量水库。在当前由于人口增加,平原行、蓄洪区的启用日益困难的条件下,在山区根据实际可能而多建水库更具有特殊意义。
蓄泄兼筹也包括在下游平原地区开挖减河,或为干流分泄部分洪水(如在淮河流域已建成的茨维新河和计划兴建的怀洪新河),或排洪入海(如淮河入海水道)。以海河的治理为例,针对过去尾闾集中于天津的缺点,大量开挖减河,使入海的总泄流能力由1949年前后的2,420m3/s,增加到1989年的24,680m3/s。另外加高加固了堤防,使本水系的骨干河道防洪标准达到20至30年一遇[4]。
在湖泊的治理中,也要蓄、泄、排兼筹。以太湖为例,一方面要求太湖容蓄45.6亿m3,为此要加高加固太湖围堤和兴建9项排水工程。既建围堤,堤周围的低洼地带便需要排涝设施。另对湖泊治理来说,由于流速低,掺混作用较弱,如何保护水质问题往往比河流的相应问题更为严重。对于污染点源要严加控制,要求污水经处理后方准排入,对非点源污染则除控制之外,还须利用湖泊水动力特性,尽可能避免富营养化的产生。在我国的湖泊治理中还面临严重的人与水争地的社会问题,江苏里下河地区原有湖荡约1,100km2,前几年围垦了约700km2。太湖流域的湖荡则仅在1949年以后就被围垦了500km2。这些都使湖泊大量丧失调蓄能力。由于人口还以1.9‰的速率递增,需要耕地,所谓退田还湖,除个别情况外,已难实现,这就加重了治水的困难。鉴于防洪形势已十分严峻,今后也必须坚决制止进一步围垦湖泊,同时要增加对水利和农业的投入以缓和人与水争地与林草争地的矛盾。对于大型通江湖泊,如洞庭湖和鄱阳湖,还必须进行水、沙运动的定量研究,例如对洞庭湖,应利用已建立的动床数学模型,以荆江,三口分流河道,湘资沅澧的一部分,洞庭湖本身以及城陵矶上、下的长江河段,作为一个计算的整体对象,以一维计算为主,辅以二维计算,以求出整个系统的水沙运动和湖床及河床的冲淤变化,以至这些变化对长江干流洪水演进的影响。通过上述计算可以定量地预报三峡工程建成后,洞庭湖寿命的延长范围,湖区水源的变化和保护措施及分流口建闸的得失等。在以上计算的基础上,还可以进一步对湖区环境问题建立数学模型.有了这些研究成果,便可以结合实践对洞庭湖的治理作出比较落实的整治规划并预报其长远效果。整治规划可适当包括一定的机械清淤,应选在回淤缓慢的地点。三峡工程建成后,进入洞庭湖的泥沙可大幅度减少,应研究对洞庭湖实行机械清淤能否较长期保持疏竣的效益。
在我国江河湖泊的治理中经常遇到泥沙问题。建国以来,结合大量的水利工程建设,特别是结合黄河和长江的整治,我国泥沙工程技术已取得长足的进展。但展望未来,要进一步防治江河湖泊的洪涝灾害,还需要进一步发展泥沙工程技术。首先根据流域的水文、泥沙、地理、地质和经济等资料,运用泥沙工程知识,制定流域泥沙治理规划,如下世纪黄河下游泥沙淤积如何治理等。为此,要进一步完善(验证)泥沙运动的数值和试验模拟技术。配合这方面的工作,需要对水流与床面的泥沙交换,河型的转化和预报,床面形态的演变和阻力,高含沙量输沙现象,污染物与泥沙的相互作用,流域产沙等问题作进一步探讨。
除泥沙难题外,还有许多难题需要研究。例如在上游地区将兴建一批坝高接近300m的“特”高坝(如二滩,小湾和溪落渡)。许多坝将位于洪峰高、洪量大、地质条件不好、地震烈度高而且交通不便的高山峡谷区。为了节约运输量,可能更多地采用轻型坝和当地材料坝。水利工程人员将面临大量新难问题。为此也须大力发展水利工程技术。发展水利工程技术并不是易事,首先,它不是单纯试验室或理论的产物,它还需要以大量野外观测资料为依据,工作量通常是很大的。其次,水利工程技术必须经过实践考验,由于一项大型水利工程从设计到建成要经历漫长的时间,所以一项重大水利技术从构思。研究到经历考验需要较长时间而且还要担当许多风险。
水利减灾工程是公用工程,对水利减灾工程的研究主要应以国家和地方支持为宜。
5、水土保持[9-15]
水土保持对小支流的减洪、减沙可以较快见效,而且也是发展小流域经济,改善当地生态环境的有效手段。我国水土流失的代表性地区有北方降水较少的黄土高原和南方湿润的红土崩岗丘陵区。前者面积约43万km2,土壤侵蚀模数可高达1至2万t/km2/a。其中11.6万km2更是侵蚀模数特高区。该区位于黄河中游,是沟壑侵蚀区,也是黄河下游粗泥沙的主要来源。因年降水量小于约500mm,植物不易生长,故水土保持目前以筑淤地坝、建梯田等建筑物措施为主,生物措施为辅。据山西省对6条沟壑的调查结果,尽管沟壑面积仅占流域面积的44%,但侵蚀量却占总量的83.5%;而梯田、造林、种草等治坡措施,仅能控制来沙量的20%~40%。来沙量的50%以上现阶段靠淤地坝拦蓄。淤地坝的高度主要取决于沟壑的地形,一般高5~20m,可按5%洪水设计。遇大暴雨被冲毁时,大多坝身被冲开一个缺口,所拦淤的泥沙据调查只损失10%~30%。淤地坝多用水坠法建造,需要的投资较少,每立方米的库容成本仅0.03~0.05元(1985年价格)。仅黄河中游一带即已建成淤地坝约10万座,已淤积沟坝地38.13万ha。
南方土壤严重侵蚀区主要为红土地带,分布于广东、江西、福建等省,面积约69万km2。这里土壤主要是火成岩风化的产物。山岗陡峻,降雨丰沛。以广东德庆县为例,年平均降雨量达1,500mm,日最大降雨量纪录为339mm,每小时最大降雨量达74.3mm。地面坡降大,暴雨多,土壤比较疏松,导致严重侵蚀。侵蚀模数可达1到1.5万t/km2/a。崩岗是沟蚀的主要形式。治理的方法是在大小沟口修建拦沙坝,在崩岗顶部挖截水槽,将地面径流引离崩岗区,并在沟壁土坡种树护坡。对已滑落沟底含有大量石英沙的土壤进行改良,辟为果园或农地。这些措施制止了崩岗的进一步发展,还使当地增加了收入。南方由于雨量丰沛,生物措施在小流域治理中占有重要地位。今后在扩大治理范围时,仍需要建筑物和生物措施并重。对已进行上述初步治理的小流域,今后需要提高经济效益,生物措施将起较大作用。
小流域治理对支流的减洪效果相当显著。如广东五华县的乌陂河流域,面积23.23km2,约80%为陡岗。崩岗侵蚀严重,治理方法和上述大致相同。经过40年的努力,使土壤侵蚀量由1952年的6,262t/km2/a,下降到目前的217t/km2/a。河流输沙量的减少,使乌陂河下切了1.7m,大大减少了洪水泛滥的可能性。
水土保持对大江大河和大湖泊的治理最终也会带来很大好处,是治本措施之一,而且也是改善生态环境的千年大计,应大力推行。水土保持工作包括建筑物措施和生物措施。建筑物措施(梯田、拦沙坝,排水系统等)见效快,林木生长一般需要一定时间才能起到水土保持作用。为此,除了对株距和树冠高度都有较高要求外,还要求在地面积聚一层较厚的残枝落叶[15]。在我国人口多,农村燃料困难的条件下,要达到上述要求也是不容易的。
6、城市洪涝的防治[16]
城市人口和产业密集,洪、涝淹没都会造成重大经济损失,甚至交通干线瘫痪等,影响大局。以广州为例,工厂和仓库一次进水淹浸,即可造成以10亿元计的损失。所以城市,特别是大城市对防洪、防涝都有较高的要求。我国由于经济发展和人口增加,近年许多城市都在扩大,而且新市区又有建在低洼地带的趋势,这就使得城市防洪防涝问题变得更为尖锐。据部分统计结果,我国306座城市中即有200座处于洪涝威胁之中。截至1983年为止,全国已有城市防洪堤5,576km,并不同程度地加强了城市排水系统。河流洪水固然能给城市带来很大破坏,排涝不及时而造成的淹浸也能带来巨额损失。1981年及1982年,汉口因大雨排水不及,部分市区短期被淹,损失即各达几亿元。1991年江、淮水灾,主要是涝灾,太湖流域的工业城市已蒙受巨大的经济损失。由于城市财富的增加,同样的受灾范围所造成的损失将日益增加。以中等城市合肥为例,1954年和1984年两次大水淹没的市区范围大致相同,但1984年淹没造成的损失却为1954年的20倍。只此一例已足以说明水利作为保卫经济建设成果的基础设施,必须随着经济的发展而以适当的幅度前进,以达到不断提高防灾标准的目的。
人口达几百万以上的超级城市形成后,一方面由于路面和房屋减少了雨水入渗面积,缩短了集流时间,同时散热也和原野不同。这些都改变了城市水文机制,影响排水系统设计。
我国古代城市的城墙往往兼起防洪堤的作用,而护城河和城内的沟渠则构成一个排涝、供水系统。这个供排水系统还常兼有通航之利。历史上的长安(今西安)、广州、苏州、北京等是一些突出的例子。至今古代的防洪和排水系统还影响着一些当代城市的防洪、排涝格局。如在汉水上游的安康在1983年大水灾以前,利用城墙防洪已历二千多年,1983年特大洪水漫过城墙,导致重大生命财产的损失。洪水后重建的防洪工程仍包括城墙,经加高加固后已达抗御1%洪水的标准。又如苏州仍保留一个密如蛛网的渠道系统,北京的护城河经部分改建和扩大后仍为排涝系统的重要组成部分。
北京处于永定河和潮白河的冲积扇上,但洪水威胁主要来自西面的永定河。1801年永定河洪水是历史最大洪水,根据洪痕推算,洪峰流量达9,600m3/s,相应频率为万年一遇,如果在永定河上游山区假定出现了可能最大降雨(PMP),则根据计算,下游洪峰可达16,000m3/s,相应频率为一万一千年一遇。永定河出峡谷丘陵段后,两岸都有堤防。左提至卢沟桥的一段,经多次加固、加高,已能防御16,000m3/s的流量。对于西山和市区地面径流,北京原有20个人工湖成经过扩大的大然湖泊供调节之用,并有相当庞大的排水系统(包括原来的东、北、西护城河,前三门护城河和外护城河)将经过调节的径流分别通过坝河、亮马河、通惠河、凉水河等河道排入潮白河。
广州东北为白云山,北部有越秀山,珠江在两山之南通过市区。地面坡降平缓,地面高程一般为1.5~2.0m(珠江基准)。市内有排水渠、沟共800km,其中干渠272km,将山地及市区径流排入珠江。广州常降暴雨如与珠江相遇,北面山区和市区径流不能畅泄入江,便会形成内涝,淹浸广州东西两侧低洼地区。针对内涝,在50年代末期分别在东西濠(即原东西护城河)的上下端附近各修建了蓄水池。四处蓄水池的总容量为250万m3。时利用这些蓄水池蓄涝,待低潮时开后濠口闸门将池水排入珠江。北江大堤已经加固,但广州作为特别重要城市,按规定其防洪标准应高于200年一遇,而要达到这一标准,尚须防西江洪水。所以广州防洪标准的提高还须依靠西江龙滩水库和大藤峡水库以及北江飞来峡水库的调节。现飞来峡水库已动工兴建。
上海位于长江河口段,防风暴潮是上海防洪的主要问题,上海地面高程一般为3.0~3.5m(吴淞标高)。历史最高风暴潮位发生于1981年9月1日。当时黄浦公园水位达5.22m即高出地面1.7~2.2m。幸而上海已建成防洪墙,使上海得以安渡难关。事后上海决定加高防洪墙,以达到防千年一遇的风暴潮,相应的黄浦公园潮位应为5.86m。同时也决定兴建苏州河的河口挡潮闸。
随着我国城市化程度的日渐提高,在城市规划中,应高度重视预防洪、涝灾害,应尽可能保留市区的一些天然小湖泊。
7、海岸洪水
台风和其他强风所引起的风暴潮和巨浪构成对我国大陆海堤的主要威胁。
风暴潮又称增水,是风对水面的拖力和水面压力分布不匀使水面倾斜而引起的水面下风端上升,水愈浅则增水愈大。我国由于大陆架的存在,近岸海域较浅,所以增水幅度往往较大,和天文大潮叠加便使潮位大幅度抬高[4],造成沿海和河口地区的大风暴潮。每年沿海都有海堤在台风季节被风暴潮和大风浪破坏。当务之急是使沿海海堤和沿海城市的防洪堤尽快达到规定标准。
我国大陆海岸线全长约18,000km。沿海有大小岛屿6500多个,这些岛屿的岸线总长约14,000km。所以海岸线总长度很大。海岸洪水的影响规模可能相当大,是一个应该高度重视的问题。
对海平面是否有上升趋势和厄尔尼诺和拉尼纳现象有无北移迹象都应严密监视。海平面上升将引起河流溯源淤积。
8、非建筑物措施
所谓非建筑物措施(Non-structuralmeasures)是指不基于建筑物的各种措施。这些措施既包括软科学,也包括诸如加强通讯设施之类的工程措施(非建筑物措施常被误译为非工程措施)。
首要的非建筑物措施是健全流域治理的决策体系,使流域管理能在统一规划、统一计划、统一调度和统一管理下进行。
水利是基础产业和基础设施,水利不兴,其他产业在水资源方面的需求使得不到应有的保证,发展便要受限制;即使取得发展,也可能被一场洪涝灾害所断送,没有安全保障。1991年淮河流域水灾,堤防未破,主要损失来自低洼农田和少数城市涝灾,而直接经济损失已达355亿元。如果淮北大堤和洪泽湖大堤不保,据估计淮北和苏北仅农田即将有4,000万亩被淹,重要城市、工业、两淮煤矿以至津浦铁路都难保安全,所造成的直接经济损失将增加690亿元。更何况还必然造成人员的重大伤亡。然而起了重大作用的治淮工程,自建国至今40多年中累计所用投资共92亿元,平均每年仅2.2亿元。从以上淮河一例,已可看到防灾效益的巨人。另1996年长江中、下游汛期,湖南、湖北两省主要堤防工程的防洪经济效益约达840亿元,为建国以来长江中、下游防洪投入137亿元的6倍多,效益也是很大的[17]。我国洪、涝、旱灾频繁,成灾损失往往巨大,和欧美大不相同。我国有一句老话:“治国必先治水”,这是符合我国国情的。
水利工程是一项十分复杂的科学技术。现代江河湖泊的治理关系到成千上万人生命财产的安全和重大社会经济利益的得失,因而必须要求不断提高防洪、防涝技术,而且对治理措施的长期效果能作出定量的预报。这是十分艰巨的,需要国家对有关的研究工作给予大力支持。遥感技术在监测灾情发展方面是很有效的,今后希望能得到进一步发展,使其能直接测定水流速度和水深,以便在防灾方面也能起作用。汛期冲积河流(如黄河及长江中、下游)的河床不是固定的,所以遥感测水深比较难。遥感测水流的含沙浓度也不容易。浑水含沙量变化时,水流颜色的变化,至少从肉眼观察,是不显著的。
为了减少灾害损失,平时即应对灾害可能多发区作出风险分析,预报灾情的各种可能发展过程,相应地设计最优撤退路线,并提出各种减灾措施。
应建立各种制度,促进各种水利工程的安全运用。如法国认为水库初次蓄水最为危险,为此对水库初次蓄水制定了详细的保卫条例,要求保证通讯无阻,如遇险情,可以随时通知下游。对我国已建立的《水法》和《防洪法》及《河道管理条例》应认真执行。严格制止盲目与水争地并清除防碍行洪的河滩建筑物和堆渣。最近长江上游一些城市如重庆、江津和巴县都进占河槽,建造围堤,填成陆地。如果各地群相效尤,纷纷围江造地,对长江行洪和通航便可能造成重大影响。事关大局,这些城市理应商请流域机构,在兴建占江工程前,统一规划占江的市政工程,统一研究工程实施后对长江行洪和通航的影响,然后决定工程是否可行。
应增强社会的防灾意识,使公众理解水情是随机发生的。严防因几年降水较少便放松防灾,甚至减少水利投资,不愿兴建水利工程,以致洪、涝猝然而至,损失惨重。所谓随机发生包括地点和时间。在地点方面1991年水灾发生于江淮地区,1996年在洞庭湖区发生,今后可能在其他地方发生,也可能仍在江淮和洞庭湖发生。在时间方面,千年一遇洪水并不是相隔一千年才出现一次的洪水,长江1860年和1870年接连出现千年一遇洪水。应使公众知道,更应使公众理解,要使国家富起来,一方面要进行经济建设,另一方面要防治洪涝灾害。不愿投资防灾,可能使多年经济建设的成就被一场洪涝灾害断送掉。至于人员的伤亡则更是难以弥补;且于社会安定团结不利。
应提倡有利于减灾的各种保险制度。
9、主要结论
(1)我国存在着洪、涝水灾频繁发生的自然条件和社会条件。历史上许多河流都发生过大灾害,造成重大的人员和财产损失。由于水灾频繁发生,损失重大,而且随着经济建设的发展,损失也加大,因此在我国的水利国策的制定中需要特别重视洪、涝水灾的防治,以促进经济持续发展。
(2)如果单纯从技术出发,防灾可以达到高得多的标准。但由于经济和社会条件的制约,防灾标准不可能一次提得很高,只能随着经济发展而逐步提高。所以防洪、涝水灾的工作必然是长期的。随着经济的增长必须不断地向水利建设作新的投入,使防灾标准得以相应地不断提高。因为防灾标准初时不允许达到很高,所以出现超标准水灾的机遇起初也比较高。对超标准水灾应制定应急措施,以尽可能减轻灾害损失。
(3)应加强流域治理决策体制,以便及时协调各方要求,作出决策。流域治理必须在统一规划、统一调度下进行。应强调团结治水和顾全大局,以保证治理工程的实施不受贻误。议论未定,水已成灾的局面再也不应重演。
(4)大江大河的治理对策是蓄泄排三者兼筹。既要建设水库、调节供水和拦蓄部分泥沙,还要保护湖泊调节洪水,也要加固和加高下游堤防和适当安排一些行、蓄洪区以利泄洪。为此,有时还要增辟分洪河道和排洪入海河道。在堤外低洼农田和城镇应建置排涝设施。清障也是江河防洪的重要工作。对侵占河道的工程,审批必须十分审慎,以免影响防洪以至航运大局。在江河的治理中也应与环境部门协作消除某些环境的不利影响,如对大城市的污水应要求处理后方得排入江河。我国自1984年至1995年河流污染长度已增加1倍以上,值得高度警惕,加紧防治。
(5)我国有易涝耕地约3.6亿亩。过去主要从防灾观点出发,鉴于涝灾成灾较慢,危害较小,所以防涝标准一般都在五年一遇以下。但如考虑人口增长形势还很严峻,耕地不足而农业又要求上一个新台阶,则这3.6亿亩便蕴藏着很大的潜力。假设能将其中的2.0亿亩防涝标准提高并因此而挽回一季收成,若单产按250kg计,其总收获就可能达到近500亿kg。易涝土地大部分是肥沃的冲积土,一般也不缺水。改造易涝田的费用可能低于远程引水灌溉,而且除减少塌房等损失外,还可能改善环境。涝情在洪季最严重,这时正是各种水电供应较充分的时候,可用于电动抽排。仅长江中下游平原地区即有易涝耕地约6,500万亩,应对排涝作慎重规划。
(6)在太湖的治理中也应蓄泄排兼筹,要限制盲目围湖和减少入湖泥沙,以保持湖泊容积,必要时还可加高加固围堤以增加湖泊蓄量。由于蓄量毕竟有限,所以湖泊必须有足够的泄水能力,以便排泄超限洪水。湖泊周围的低洼地区,包括圩垸,应有一定的排涝能力。污染问题在湖泊治理中往往是一个重要的问题。应结合污染,和湖泊的水沙运动建立数学模型,以便对湖泊的治理进行定量研究。
(7)黄河总的说是水少沙多,下游由于泥沙堆积已成地上河,治理极为复杂。加以上游水多沙少而中游以远则水少沙多并有高含沙量水流形成;上、下游水库运用方式也不一致,更增加了冲淤现象的复杂性。建国以来,在黄河整治方面作了大量工作和研究,取得了40多年安渡伏秋大汛的重大成就。但鉴于黄河的重要性和有关泥沙问题的复杂性,为了继续确保安全,对治黄研究还需要给予进一步的大力支持,妥筹治理黄河下游泥沙淤积的对策。
洪涝灾害的后果最终是以居民生命和财产以及社会各种公用设施的被害程度来体现的。目前我国的防洪重任主要是交给水利部门修堤筑坝,并依靠在汛期进行抢险救灾来确保社会的安全。近年来由于注重宣传水利建设成就,对于我国70余万km2的广大洪泛平原所存在的洪水风险宣传不够。除江河沿岸的广大居民对洪水灾害的严重性有一定体验外,大多数地方领导及群众对洪水风险认识不足。在地方的经济发展中没有考虑足够的防洪减灾对策。比如,在低洼易洪易涝地区建设经济开发区;由小城镇迅速发展起来的新兴城市对洪水不设防;城市地下建筑物没有防洪涝设施;大量病险水库下游的城市及居民区没有对应大坝失事的预警系统;蓄滞洪区内安全建设不足,居民安全缺少充分的保证;对易洪易涝地区的房屋建设没有明确的安全要求;…。以上种种都充分说明,我国在发动全民投入防洪减灾方面存在严重缺欠,宣传不足。在广大干部群众中存在着严重的麻痹思想,又缺少足够的防洪减灾知识,面对突然发生的自然灾害束手无策,成为防灾弱者。在洪涝灾害发生的过程中不但不能成为防灾减灾的积极因素,反而成为需要救助的对象。因此加强对防洪减灾知识的普及和宣传,使广大洪泛区内的群众面对洪水能够自救、互助,确保个人、家庭及身边公用设施的安全,应当是今后动员群众的一个主要目标。为此需要加强如下几方面的工作。
普及洪涝灾害风险教育,灾害情报向全社会公开
尽管我们已修建了许多防洪工程体系,但由于标准较低,隐患较多,发生溃坝、溃堤的可能性仍然存在。因此应当让广大群众准确地了解自己的生活环境中可能发生的洪涝灾害风险。即一旦现有防洪工程不能抵挡洪水而溃决后,洪水会淹没多大范围、自己所在位置会淹多深,持续多长时间,洪水水流流速有多大,应当采取什么样的自救措施,如果需要避难应当在什么时间,通过哪条路线向何处避难等。为达到这一目的,需要编制洪涝灾害风险图并向社会公开发行和销售,并通过各种媒体向社会广泛宣传。实时公布每次洪水所发生的灾害过程和受灾情况。无论是公布灾害风险图也好、公布受灾害情况也好,无非是为了提醒广大群众注意自己身边可能发生的灾害情况,使大家更好地防范洪水,对洪水灾害有一定的思想准备和物质准备。只有当广大群众充分掌握了灾害情报时,在洪水灾害发生时整个社会才会冷静而有序地开展防洪减灾和自救。这样就可以增强整个社会对洪水灾害的防御能力。因此灾害情报公开是防洪减灾的首要条件。
各级政府认真抓好洪泛区域的管理
防洪减灾实际上包括两方面的内容,即防洪和减灾。防洪是指用防洪工程体系,加上洪水预报、调度等手段,使洪水顺利下泄,不致泛滥成灾;减灾是指通过对洪泛区域的日常管理,加强洪泛区应对洪水灾害的能力,一旦发生洪水泛滥也会将洪水灾害造成的损失压缩到最低程度。目前我国在防洪方面所做的工作较多,但在减灾方面工作还很薄弱,甚至是空白。比如美国在进行洪泛区管理时,将100年一遇洪水的淹没范围定义为洪泛区。在该区域内的一切建筑都要取得许可证。建筑物要达到一定的耐水要求,达不到要求的不能取得政府贷款,不能参加洪水保险。在该区域内的建筑物多次被淹或淹没一次其修复费用超过房屋产值50%以上的国家要强行收购,住户向其他地方迁移。同时政府要求在该区域内的城镇必须达到100年一遇的防洪标准,在此基础上开展洪水保险工作。对于达不到上述标准的不准参加洪水保险,…。对于所划定的洪泛区域,是不允许自由开发和发展的,其发展是受国家设定的各种条件限制的,这些条件能够充分保证在洪水泛滥时,该地区是相对安全的,不会造成太大的损失。通过这样的管理,大大提高了地区自身防御洪水灾害的能力。这样就可以大大减少对防洪工程的依赖和压力。
二流域管理机构要管流域的事
目前我国已设立了七大流域机构。按水法规定流域机构是由国家授权的水行政管理部门,代表水利部行使水管理权。但目前各流域机构主要是管理河道水系的规划和开发治理,而对流域内各种对水系有影响的行为,不利于防洪减灾的各种开发行为没有干预能力。目前的流域管理机构只管理水系而没有管理流域。可事实是流域内的许多不合理开发活动都会影响到水系的管理,如水土流失、水质污染、水资源的无序开发利用、洪泛区内人口和财产的集聚等。为了让流域管理机构真正管好水系必须授予流域管理机构更广泛的权力。让流域管理机构能参与流域内各种开发保护规划。对流域内各种不利于水系管理的开发活动有干预权和否决权。如对有可能造成水系污染、淤塞、危及水利工程安全、计划外引水及在高风险区内等的开发项目,流域管理机构应当有权制止和否决。因为流域机构代表的不是某一地方的利益而是整个流域的利益。
从防洪减灾的角度来讲,流域管理机构除了制定江河的防洪规划之外,还应当制定流域洪泛区减灾规划,负责编制洪泛区的洪水风险图,对不同风险区内的防洪减灾工作提出指导性意见。制定洪泛区管理条例,对洪泛区内各种开发活动提出控制原则。协助地方行政部门开展防洪减灾知识的普及,对地方防洪减灾社团提供技术指导和培训。流域管理机构从水系防洪管理跨向全流域的防洪减灾管理也是实现全民防洪减灾体制的重要条件。
三结论及建议
面对日益增强的洪涝灾害,需要逐步改善我国的防洪减灾体制,建立全社会的防洪减灾保障体系。增强全社会的防洪减灾意识,提高全社会的防洪减灾能力,共同迎接洪水灾害的挑战,应当是我国所面临的重要任务。为此建议尽快开展以下工作。
有计划地向社会公布我国洪涝灾害风险图
目前制作洪涝灾害风险图的技术已趋成熟,建议由国家防办指定编制单位,首先编制各流域洪涝灾害风险图。之后,再指定各省、市、自治区的防洪主管部门在流域洪水风险图指导下编制各省、市、自治区的洪涝灾害风险图。各地、市、县可根据地方特点决定是否有必要根据省级洪涝灾害风险图编制本地方的详细洪涝灾害风险图。编制风险图所需费用可在防洪费用中开支,但要经上级主管部门审核,成果由指定专家验收。风险图完成后要广泛地宣传和提供给居民使用。
制定我国洪泛区管理条例
由于我国各流域防洪标准较低,洪涝灾害频繁,而作为承灾体的广大洪泛区不能盲目发展。应当根据洪涝灾害风险制定或调整本地区的发展计划。建议国家防办应尽快着手制定《洪泛区管理条例》,对广大洪泛区实施风险管理。(注:目前我国将未破堤情况下行洪的淹没范围称作洪泛区。而将破堤后可能淹没的广大洪泛区称为堤防保护区。此种提法有许多弊病,值得商榷。)《条例》的内容包括:
1洪泛区的界定。
2洪泛区洪涝风险的界定。
3洪泛区洪涝风险的管理,包括防洪管理、工程管理、经济管理、社会管理等。
4洪泛区内开展洪水保险的基本原则。
5流域机构、地方政府、社团、个人在洪泛区管理中的责任和权力。
6洪泛区内安全建设及管理资金的分担。
制定我国流域管理法
鉴于流域管理的作用越来越重要,为保证流域的可持续发展,需要开展以流域为单位的国土综合整治。防洪减灾也要由单纯的水系防洪工程建设扩大到洪泛区的减灾管理。我国现行的流域管理机构职能难以胜此重任,因此需要扩大和明确流域机构的职能。同时现代流域已不再是封闭的系统,为协调流域圈与行政圈、经济圈、供水圈的关系,需要有《流域管理法》尽快对流域管理机构的工作提供法律保障。《流域管理法》应由国家制定,并授权有关部门针对各流域的特点,制订分流域的《补充说明》。《流域管理法》应包括的内容有:
1流域管理机构的地位、性质。
2流域管理机构的职能。
3流域国土综合整治规划的制订。
4流域可持续发展的基本原则。
5流域专业规划的协调,包括农、林、水、土等资源发展规划的协调。
6流域管理机构与流域内地方政府的协调。
7流域管理机构与其他流域间的协调。
8流域管理机构的经费保障与管理
为尽快建立起我国全社会的防洪减灾保障体系,减少国土对洪涝灾害的脆弱性,提高国土的安全度,需要通过法规制定将中央、省市、地方各级政府及社团、个人的职责和权限加以明确划分,使整个社会能共同面对洪涝灾害,完成各自的使命。这一体系的建立将使我们的社会面对洪水不再是一盘散沙,而成为一支强大的防洪队伍,那时洪涝灾害就不再可怕。
专家点评:
洪水灾害往往表现异常凶猛,具有巨大的破坏力量。我国过去的防洪抢险工作多注重工程建设,依赖专业队伍和的力量,忽视了发动全社会来共同抗御洪水。而全社会的防洪减灾行动需要用法规来规范社会行动,有序地完成防洪减灾行动。作者建议
(1)公布我国洪涝灾害风险图
(2)制定《洪泛区管理条例》
(3)制定《流域管理法》
全社会防洪减灾保障体系与现行防洪保障体系的不同在于:
(1)在强调防洪的同时注重减灾工作,
(2)从单纯的河道防洪建设扩大到洪泛区的风险管理,
在行业内部将宏观经济管理看作是市场经济体系的重要管理与支持体系,是市场经济获得长期发展和持续成长的基础。在业界宏观经济管理被理解为政府和经济主管部门利用宏观的调控措施(银行利率、行业补贴、就业政策、法律规范等各种形式),以宏观的层面对市场进行运行方式和管理手段的调节,进而实现市场的经济总量、产业结构、经济制度、经济政策、经济法律适应市场发展需要的工作。宏观经济管理既是以经济为中心的管理工作,同时也是以社会平衡发展为中心的控制工作,对于从宏观上约束、规范、促进市场经济建设有着不可替代的作用。
2宏观经济管理的演进历程
宏观经济管理发源于西方市场经济国家,在二战后世界进入了以和平与发展为核心的建设时期,在经济领域布雷顿森林体系的建立开始了西方市场经济国家对宏观经济调控和管理的分析,这是对战争的反省,同时也是对金融体系世界层面上的重要反思。在布雷顿森林体系建立的谈判过程中,西方国家看到了宏观经济调控和管理的价值,开始告别传统的微观经济学说,最终形成了对宏观经济管理的广泛认同,进而促进了战后世界经济体系的建立。经过60多年的发展,国际市场经济体系在宏观经济管理的条件下,得到了迅速发展,避免了多次经济领域的世界性灾难,这使得宏观经济管理得到全面地认可,进而确定了宏观经济管理的价值和功能。在美国金融风暴的影响下,世界看到了加强宏观经济管理的重要价值,在主体经济领域人们对宏观经济管理已经取得了共识,认为在市场经济体系下,要想获得高效、稳定的经济发展,必须依靠全面的宏观经济管理,通过宏观经济管理的全面开展和运行来实现对市场经济的促进与发展作用。
3宏观经济管理中更好地体现对市场经济发展价值的措施与方法
中国市场经济发展需要宏观经济管理,市场不能有效地提供公共产品和服务,市场无法自发消除垄断,市场不能够完全体现公正的收入分配,市场不能有效地处理外部经济的问题,市场调节有一定的盲目性和滞后性,等等。我国的企业为了创造出更大、更多的经济利润,于是纷纷引进国外的最新技术、最新设备,并且加大产量和发展的步伐,以便在竞争中获得有利地位,占领市场,盲目生产,这样就造成了供大于求的结果,而这些都需要政府的宏观调控加以解决。当前,我国面临的国内外经济形势非常严峻,西方发达国家实行贸易壁垒,因此,应该对宏观经济管理的手段和方式进行完善和提高,才能满足我国市场经济发展。
4结语
在进行宏观经济管理活动的过程中,应当结合经济发展实际情况,顺应时展规律。宏观经济管理行为同样需要能够满足市场经济发展需要,以及平衡市场的能力。从内容上看主要包括几个方面:首先,宏观经济管理需要目标市场调控相关不足部分。由于市场调节的能力有限,又存在弱点,往往在进行调节的过程中缺少必要的实时性,因此,需要政府加以宏观调控。当前,我国市场经济体制是公有制为主,多种所有制经济共同发展。其次,在进行宏观调控的过程中,政府对国有企业放权,不会过多干涉国有企业的生产与经营决策问题,这样就十分有效的维护了形成的市场经济环境。并对市场经济的弊端进行规范,从根本上确保了国有资产以及相关问题的安全性。最后,进行宏观经济管理能够更好的维持市场经济的环境良好与秩序健全。通过加强宏观调控的力度,能够更好的实现社会分配的公平性。更好的维护国家经济利益。国家也会在这个过程中,不断增强监督力度与机制。不断促成良好经济竞争环境。
二、宏观经济管理条件下的经济信息重要性分析
经济信息具有十分重要的意义,是我国国民经济发展过程中重要的一项内容,其能够对整个国民经济发展过程中的不同部门之间形成良性沟通提供桥梁性的作用。同时,也是经济管理部门行为的重要数据指导。能够有效的促进社会经济生产管理效率提升,拓展人类智力发展。因此,大量的收集和掌握经济信息对提升生产力以及提升实践效率意义重大。经济信息同样还能够具体影响经济社会的发展,其能够从很大程度上影响国家经济建设过程中对资源的开发程度与利用效率。是工业发达国家在进行发展的过程中必然要经历的。能够从根本上推动发展。与此同时,经济信息在现代经济环境当中表现出多元化功能的特征,能够开发、增值、预测经济行为相关活动。在人类社会生活当中,信息、物质以及能源作为人类发展的不可或缺重要基础,其中信息的重要性表现出越来越重要的地位。
三、基于宏观经济管理条件下的经济信息应用措施
宏观经济管理行为从内容上看主要包括几个方面,具体包括计划、决策、监管以及服务等部分。为了能够进一步提升宏观经济管理实际效率,需要不断健全宏观建立机构机制。经济信息意义重大,其对宏观经济管理的影响更加至关重要,因此在进行宏观经济管理行为开展的过程中需要采取更加行之有效的措施,不断提升和完善经济信息管理系统。
(一)构建科学合理经济信息管理网络
在进行经济信息应用措施管理的过程中想要做好信息工作,必然需要具备如何掌握经济信息的能力,而经济信息掌握同样需要遵循一定的收集原则和规范。经济信息的收集工作更加需要科学的设计与规划,不能贪多求全。盲目的经济信息收集会增加信息管理的负担,不利于形成良好的经济信息管理。同时,经济信息收集还要确保信息的及时性,要充分体现出信息的时间观念。除此之外,经济信息的掌握与收集更加要有针对性,只有有针对性的信息才具有使用价值。另外,经济信息的收集还应当从实际出发,形成系统性、完整性的长期信息收集机制。
(二)建立宏观经济管理信息系统
宏观经济信息管理系统是一种在一定范围内体现经济信息总体正常运行的内部联系和特征的信息。对于宏观经济的管理,要逐步建立一配套的宏观经济管理信息系统。此系统应坚持有一定的目的性、系统的完整性,允许一定的独立性、保证一定的可靠性、讲究经济性的原则。体制改革是宏观经济政策效应能够实现的保证,所以要加大力度进行体制改革,首先要大力发展非公有制经济,为加快国有经济的发展打下良好的基础,要不断的改革国有企业提高劳动力的流动性,还要改进我国的金融体制,逐步与国际金融接轨,更要实现财政体制变革,实现中央政府和地方政府的良好财政体系,要建成现代国家体制,不断提高政府的效率和廉洁性。
(三)加强经济信息导向作用
我国不断加大宏观经济管理力度,最终目的在于推进我国经济发展整体进步。为了实现这一最终目标,在宏观经济管理中要加强经济信息的引导作用。经济信息在宏观经济管理和控制中一直具有双方面的影响,积极影响和消极影响。只有保证经济信息应用科学合理,才能促进经济管理效率的提升,若应用不当,则会对宏观经济管理起到制约影响。因此,在宏观经济管理中必须要加强经济信息的引导作用,以经济信息为重要的发展导向,实现推进经济发展的重要目标。例如,在某地区内进行经济信息的收集、整合,分析出对该地区经济发展的影响。以此为依据相关部门采取合理的宏观调控政策以促进经济发展顺利,推动区域经济整体进步。同时,通过经济信息的引导,能够避免出现局部经济和整体经济冲突的问题。提升局部经济发展效益推动整体经济进步,实现宏观经济管理目标。
(四)加强宏观经济体制改革
基于经济信息所产生的重要意义,在经济管理中相关部门要注重经济信息引导下宏观经济体制的改革。结合区域经济发展形势,可以进行的宏观经济体制改革有:
①在考虑到宏观经济长效发展的基础上,对国有企业当前的体制进行分析,并采取针对性、个体化措施加强对国有企业体制的改革,提高劳动力的流动性。
②基于我国当前经济体制的发展情况,可大力倡导,发展非公有制经济,以便能起到推动国有经济健康、良好发展的作用。
③通过对国际金融形势的分析,加强对我国现有金融体制的改革,使国内金融体制能够与国际接轨,进一步地促进我国经济的良性发展。
四、结束语
水库坝址位云江上游文成县珊溪镇附近(图1),坝址以上河长92.4km,控制流域面积1529km2,占飞云江流域面积的47%。
坝址以上流域地形以高山为主,河道蜿蜒曲折,水流湍急。流域内植被良好。
坝址以上地处亚热带季风区,气候温和,雨量充沛,属暖温带多雨气候。坝址以上流域多年平均降量量1876.9mm,年降水量在1280~2458mm之间。降水量年内分配不均匀,主要集中在5~7月的梅雨期和8~9月的台风期,台风暴雨是造成本流域洪水灾害的主要天气因素。
2珊溪水库施工期洪水预报模型
珊溪水库施工期洪水预报模型采用浙江省水文勘测局研制的姜湾径流模型,该模型的径流系四水源组成(地表径流;壤中回归水径流;壤中径流;基岩风化层径流),而各种水源认为是产生在介质特性发生急剧变化的交界面上,其模型结构和流程如图2所示。
图2姜湾径流模型流程图
R-产流量(mm);α-产流面积系数,即α=R/(P-E);F1-淋溶层稳定下渗率(mm/t),一般取2.5~10.0mm/h;F3-沉积层稳定下渗率(mm/t),一般取1.0~1.5mm/h;Rs-地表径流;Rg-地下径流,包括Ri和Rig(mm);X1-淋深层垂向调蓄系数;X2-沉积层垂向调蓄系数;R1-壤中总径流;Rig-基岩风化层径流;Rgg-母质层总入流;Ril-壤中回归径流;Ri2-壤中径流;Ki2-淋溶层容积(mm);Ks、Kil、K12-坡面淋溶层侧向汇流系数;KKg-基岩风化径流消退系数;Qs、Qil、Qi2、Qg、Q分别为四种水流在出口断面的流量和总出流量。
2.1预报流域的划分
根据飞云流域的特性和施工期的特殊性,把珊溪坝址以上流域划分为二个单元,即百丈口水文站以上流域,其控制面积为866km2,流域内有三插溪、司前、仙居雨量站和百丈口水文站,其中三插溪水库在1998年7月建成,其上267.5km2的来水已受控制调节;百丈口至珊溪区间流域面积为663km2,内设有外墙、黄坦、西坑雨量站和珊溪水位站。
2.2珊溪水库预报模型参数的率定
2.2.1珊溪坝址以上流域面平均雨量计算
报汛站网的布设原则是充分利用原有的报汛站点,以最经济的站点数达到能够掌握所需水情的变化,满足水库水文预报的精度和将来运行调度的需要为目标。经过对流域内原有的雨量站优化计算分析,最后拟定分布比较均匀的8个报汛站,其中二处报汛站为新增。按单元用算术平均法计算面雨量,单元流域的根据站(表1)。
表1单元流域面雨量计算根据站表
单元流域名
面积(km2)
雨量站名
备注
百丈口F1
599
三插溪、司前、仙居、百丈口
150km2/站
百丈口-珊溪F2
663
外墙、黄坦、西坑、
百丈口、珊溪
133km2/站
2.2.2产流量计算模型参数的率定
采用日模型进行率定,应用浙江省水文勘测局的“多层筛选网格计算法”软件,对年径流、次径流进行同步模拟计算——根据地区、流域的特性、设置各参数的合理取值范围,然后进行第一层面的网格计算,淘汰不合理的参数组;第二层面则对次径流以《水文情报预报规范》的规定为标准进行网格计算,从中选出年径流深误差在许可误差范围内,次径流深合格率最高的参数组群。再从中选出次径流深合格率最高,同时年径流深误差最小的参数作为最佳参数组。
2.2.3汇流计算模型参数的率定
首先根据洪水退水过程线自下部至上部的拟合程度判断其参数的合理性。由于退水末段陡与缓主要决定于X、F3和KKg这三个参数,而KKg可用退水过程线直接计算,如果各次洪水退水末段拟合好了,就可认为X和F3求得的数值也是合理的。其次是向上综合壤中流参数Kf2和Ki2,可从两方面判断壤中流参数的合理性:一方面判断流量过程线腰段的拟合程度;另一方面判断壤中流的峰现时间(壤中流的峰现时间应在地表径流峰值出现之后,在基岩风化层径流峰值之前)。最后,对于大暴雨造成的特大洪水,关键是拟合其上部的峰断和峰现时间,即壤中回归水径流和地表径流的汇流参数F1、Ks和Kil的率定。各径流拟合、叠加过程线参见图3;珊溪水库施工期洪水预报模型参数见表2。
表2珊溪水库施工期洪水预报模型参数表
单元流域名
Ws
(mm)
Wum
(mm)
Wtm
(mm)
Wdm
(mm)
B
C
K
KKg
X
F1
(mm/h)
Kf2
(mm)
F3
(mm/h)
Ns/Ks
Nil/Ki
Ni2/Ki2
百丈口
90
20
50
20
0.30
0.167
0.94
0.72
0.49
14
5.5
1.5
1/4.1
3/2.0
4/7.9
百丈口-珊溪
90
20
50
20
0.30
0.167
0.98
0.88
0.49
12
5.0
1.7
1/9.0
1/3.2
3/2.7
3珊溪水库施工期洪水预报的作业流程
百丈口站断面的流量预报由控制流域内的面平均雨量,经过产流计算得到径流深,然后划分水源,再由各层面水源汇流至出口断面叠加得到百丈口站出流过程。
珊溪入库流量预报由两部分组成,百丈口站断面预报流量经汇流演算至珊溪水库断面,与由百丈口——珊溪区间流域内面平均雨量计算得到的区间出流叠加,得到坝址断面的出流过程。
各断面的计算过程皆经过实时校正计算。百丈口站断面水位过程由流量过程经水位~流量关系转换得到。珊溪水库坝址水位过程需根据预报入库流量过程再通过求解水位库容、水位导流洞泄流和水位围堰堰顶过流方程组得到。
4模型的运行
4.1作业预报
水库施工期由于导流方式在变化,水位壅高,天然河道水流条件不断改变。因此,洪水预报模型各项参数要根据施工进度及时进行调整,建模以来正式作业洪水预报10余次,预报精度较好,特别是5次过堰顶洪水的预报及时准确,为施工区人员转移、设备抢救作出了重要贡献。
例如:1998年5月14日的洪水,根据作业预报17时堰前洪峰水位63.50m,将超过当时堰顶高度,建议做好漫堰准备,采取一切必要减灾措施,结果18时出现超过堰顶的洪水,由于工程指挥部根据洪水预报作了严密部署,采取了各种防洪有效措施,工程不仅没有人员伤亡,物质损失也极小。
4.2成果评定
表3是5次过堰顶洪水的洪峰水位作业预报统计,从表中可知最大水位误差0.18mm,最小水位误差0;时间误差最大1.33h,最小0,皆达到部颁规范的甲级标准。
表3过堰洪水作业预报一览表(水位单位为m,时间单位为年:月:日:时)
序号
降水开始时间
终止时间
预报洪峰水位
预报出现时间
实测洪峰水位
实际出现时间
水位误差
时间差
1
98.05.14.02
05:14:13
63.50
05:14:17
63.32
05:14:18
+0.18
1
2
98.06.19.12
06:19:23
63.31
06:20:5
63.46
06:20:5
-0.15
3
98.06.21.7
06:21:18
64.75
06:21:21
64.75
06:21:21
4
98.08.28.13
08:29:0
59.25
08:29:5
59.13
08:29:3:40
+0.12
1:20
5
99.10.10.7
10:10:14
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洞庭湖地处长江中游,天然湖泊面积2625KM2,是我国最大的调蓄湖泊,担负调蓄长江和湘、资、沅、澧四水洪水的任务,每年调蓄长江洪水约30~40%,洞庭湖洪水主要是暴雨洪水,受长江上游约100万KM2又受洞庭湖水系约26万KM2地域洪水的影响。洞庭湖最大组合入湖洪峰流量64053M3/S,最大出湖流量43500M3/S,当重现54年洪水洞庭湖区需分洪160亿M3,无论是长江洪水,还是湘资沅澧洪水都将在洞庭湖发难,造成洞庭湖区泛滥成灾,若长江洪水与四水遭遇,洪灾将会更严重。
二、洞庭湖防洪形势分析:
经过近几年来国家加大对洞庭湖的治理力度,堤防的抗洪能力有了较大提高,加之长江三峡工程及湘、资、沅、澧水上游一批水库的投入运行,洞庭湖造成洪灾的机率理应减少,但由于江湖水情变化、全球气候变暖、泥沙淤积等自然因素加剧,经综合分析洞庭湖防汛将存在以下几个方面的问题。
1、江湖水情关系变化
洞庭湖由于围湖造田、泥沙淤积加剧,迫使洞庭湖湖床高程抬高,蓄洪湖容锐减,湖区蓄、泄洪能力进一步削弱,在同等洪峰流量下,水位抬升明显。如:湖口七里山1954年洪峰水位34.55M,出湖流量43400M3/S;1998年水洪峰水位34.55M,出湖流量28500M3/S,在相同水位情况下,泄洪能力下降,因为洞庭湖吐洪能力减少,湖区水位抬高,20世纪90年代对比50年代多年平均洪水位,湘阴抬高2.43M,沅江抬高2.4M,南嘴抬高1.79M。同时由于洞庭湖水位抬高,也引起湘、资、沅、澧水尾闾水位抬高,20世纪90年代对比50年代多年平均洪水位,长沙抬高1.83M,益阳抬高0.59M,常德抬高1.75M,津市抬高1.65M。水位抬高加重了湖区的防洪压力,给洞庭湖区安全渡汛提出了更高的要求.
2、泥沙淤积严重,湖区行、蓄洪能力下降
洞庭湖在每年的汛期,湘、资、沅、澧四水及长江四口的洪水携带大量泥沙入湖,每年入湖泥沙1.75亿T,其中长江四口来沙量占81.7%,由城陵矶入长江0.45亿T,滞留在湖区1.3亿T,蓄洪湖容相应减少(相当于每年损失一座防洪库容为5000万M3的水库)。洞庭湖湖床逐年抬高,湖区行蓄洪能力下降,洞庭湖每年新增沙洲0.4万KM2,湖区水面率下降,加之主洪道的阻洪作物降低了水流速度,加速了泥沙的淤积速度,严重影响了洞庭湖的行蓄洪能力。
3、现有防洪大堤防洪标准低、抗洪能弱
目前洞庭湖区有7850KM防洪大堤,其中一线防洪大堤3500KM,间堤850KM,内湖堤3500KM,多为均质土堤,洞庭湖的一线防洪大堤虽经过五六十年代的治湖运动,八十年代的加高培厚,九十年代的除险加固,防洪标准有所提高,但由于湖区堤防有以下两个特点:一是堤基条件差,堤防多是依河势而建基础多为沙基堤,且绝大多数堤基未做处理;二是堤身填筑质量差,大堤都是在原有老堤上逐年加高培厚修成,质量不好。在高洪水位的长时间浸泡下,堤防经常发生渗漏、管涌、滑坡、崩岸等险情,在1998年汛期洞庭湖共发生各类险情2万多处,大部分堤防都发生了不同程度的险情,几千公里防洪大堤险像返生。
4、人力不可抗因素的存在
洞庭湖洪水多为暴雨性洪水,长江四口、湘资沅澧四水组合入湖,洪水在洞庭湖汇集从而在湖区泛滥成灾,全球气候变暖是否会诱发灾害性天气的形成,还有如70年代河北板林水库失事给下游造成了毁灭性的灾害,所有这些人力不可抗因素的存在,都是洞庭湖区防洪最不可估量的潜在威胁。
三、洞庭湖防洪对策及整治措施:
洞庭湖治理是一项系统而又庞大的综合性工程,其治理不仅关系到洞庭湖区的局部利益,还关系整个长江中下游的整体体益,洞庭湖又称“长江之肾”每年分泄长江超额洪水,九八年洞庭湖共调蓄洪水160亿M3,大大的减轻了长江下游的防洪压力,确保了长江中下游大中城市的防洪安全,洞庭湖治理要科学规划、统筹安排、综合考虑上、中、下游的整体利益,做到“拦、蓄、挡、泄”相结合,具体措施如下。
1、工程方面的措施
1.1:在湘、资、沅、澧上游修建控制性水利工程
在湘、资、沅、澧上游修建控制性水利工程拦蓄上游洪水,拦洪错峰,以减轻下游的防洪压力,现在洞庭湖水系湘、资、沅、澧上游仅有一座以防洪为主的水库,即澧水上游的江垭水库,在发生如九六、九八年的大洪水时水库调洪削峰力不从心,为了保证洞庭湖区及长江中下游的防洪安全,按照湖南省防指“水库在汛期要把防汛放在第一位”的重要指示精神,省防指研究决定应适当降低汛前库水位,将库水位在期前严格控制在汛前控制水位以下,保证留有一定的防洪库容,经调整后洞庭湖水系上游的18座大型水库总防洪库容41.76亿M3,(其中:湘江流域10座水库控制流域面积2.8万KM2,防洪库容7.53亿M3;资水流域2座水库控制流域面积2.27万KM2,防洪库容10.23亿M3;沅水流域4座水库控制流域面积8.3万KM2,防洪库容16.4亿M3;澧水流域2座水库控制流域面积6484KM2,防洪库容7.6亿M3)如重现九六、九八年洪水上游防洪库容明显不足,应在四水上游新建综合性利用的大型水库,增加防洪总库容,提高四水尾闾的防洪能力,确保下游防洪安全。
1.2:加固堤防,提高抗洪能力
洞庭湖现有一线防洪大堤3500KM,按照重点、一般、蓄洪垸的标准进行加固,提高大堤的抗洪能力,如果一旦堤防溃决,将会造巨大的社会、经济损失,堤防是防洪工程的重要组成部份,“千里金堤毁于一穴”对于一线防洪大堤的险工险段应加强治理,消除堤防隐患,进一步提高大堤的整体抗洪能力。
1.3:束水攻沙,减少湖床的泥沙淤积
每到汛期湘、资、沅、澧四水及长江四口携带大量泥沙入湖,入湖后由于过水断面加大,流速减小,水流携沙能力降低,至使大部分泥沙淤积在洞庭湖。束水攻沙,加大流速提高水流携沙能力,对洞庭湖洪道进行整治,使中小洪水归槽,减少泥沙淤积的速度,尽量减轻泥沙淤积对防洪安全的威害。
1.4:大力整治洪道,确保行洪安全
对于洞庭湖主洪道内的阻洪高秆作物、废堤、残埂应彻底清除,以畅洪水,减少汛期行洪阻力,对具部行洪过水断面太小,不能满足安全行洪的洪道采用挖泥船疏浚与固堤相结合的方法,治理效果良好,对洪道疏浚一方面可以扩在过水断面,提高安全行洪能力,同时利用疏挖的泥土用于堤防的固堤护脚,又可以加大堤防的抗洪能力,提高防洪标准。
1.5:继续实施平垸行洪、退田返湖
由于历年围湖造田,导至湖区水面锐减,洞庭湖蓄洪量减少,为了防洪安全,洞庭湖将堤垸划分为蓄洪垸和重点垸,在水位过高时,蓄洪垸主动蓄洪,以减低水位,保证重点堤垸的安全。现在湖区共有万亩以上蓄洪垸24个,蓄洪容量163.28亿M3,应继续做好蓄洪垸的配套设施建设,确保蓄洪垸的人民生命安全,对于蓄洪垸的运用应坚持在科学调度的前提下,满足防洪整体要求。
2、非工程措施
2.1:上游加大水土保持、减少水土流失
淤积在洞庭湖的泥沙大部来自四水及长江四口,在长江、四水上游加强水土保持,可以从根本上缓和洞庭湖泥沙淤积,减少泥沙淤积对洞庭湖防洪的影响,减缓因泥沙淤积造成湖区蓄洪能力的急剧减少。
2.2:力争早日实现水文气象信息化
水文气象的及时传输已成为决定防汛成败的关键因素,汛期的水文气象资料为防汛指挥者提供重要参考,只有对水文气象实施实时监控,才能保证防汛决策的正确性、科学性。同时水文气象信息现代化也是水利现代化的重要标志,力争早日实现水文气象现代化,为洞庭湖防汛服务,为水利现代化服务。
2.3:健立健全防汛保障制度
洞庭湖共有蓄洪垸24个,总面积436.69万亩,耕地231.32万亩,人口149.7万人,在遭遇特大洪水时,蓄洪垸的垸民将流离失所无家可归,为了减少蓄洪垸内人民的后顾之忧,建议国家逐步建立与健全蓄洪垸内人民的防汛保障制度,确保他们最基本的生活保障,减少蓄洪时的人为阻力,保证最佳蓄洪时机。
2.4:防汛物资储备要充足到位
汛期如发生险情,将耗用大量的防汛物资,若防汛物资准备不充足,廷误抢险时机后果将不堪设想,汛前应将防汛物资准备充足,在后勤保障上为确保安全渡汛创造先决条件。
关键词:遥控器软件解码单片机
在单片机控制产品的开发应用中,为了向控制系统软件控制命令,键盘往往是不可缺少的。传统方法是利用并行输入/输出接口芯片扩展一个键盘接口,或者直接利用单片机的并行端口进行扩展。在某些应用环境下,这种方式2个弊端:①键盘和控制系统连在一起,不灵活,环境适应性差;②浪费单片机的端口,且硬件成本较高。
使用红外遥控器作为控制系统的输入设备,具有成本低、灵活方便的特点。本文目的就在于介绍软件解码研究的一般方法和红外遥控器进行二次开发的应用技术。该方法已在多个应用系统设计中成功地实现,效果良好。
红外遥控器是一种非常容易买到,且价格便宜的产品,种类很多,但它们都是配合某种特定电子产品的(如各种电视机、VCD、空调器等),由专用CPU解码,作为一般的单片机控制系统能直接使用。使用现成遥控器作为控制系统的输入,需要解决如下几个问题:如何接收红外遥控信号;如何识别红外遥控信号;解码软件的设计。其它的问题都是非本质的,例如遥控器面板功能键标注的问题,可自行设计、重印即可。
1红外遥控信号的接收
接收电路可以使用集成红外接收器成品。接收器包括红外接收管和信号处理IC。接收器对外只有3个引脚:Vcc、GND和1个脉冲信号输出PO。与单片机接口非常方便,如图1所示。
①Vcc接系统的电源正极(+5V);
②GND接系统的地线(0V);
③脉冲信号输出接CPU的中断输入引脚(例如8031的13脚INT1)。采取这种连接方法,软件解既可工作于查询方式,也可工作于中断方式。
2脉冲流分析
要了解一个未知的遥控器,首先要分析其脉冲流,从而了解其脉冲波形特征(以何种方式携带“0”、“1”信息),进而了解其编码规律。脉冲流的分析应从分析脉冲的高、低电平宽度入手。笔者用软件的方法实现了对脉冲流的分析。以图1所示的接口为例,如果没有红外遥控信号到来,接收器的输出端口PO保持高电平;当接收到红外遥控信号时,接收器件信号转换成脉冲序列加到CPU的中断输入引脚。用软件测试引脚的逻辑电平,同时启动TC计时器,测量该引脚分别为逻辑“0”和逻辑“1”情况下的时间值,存储起来,然后打印、分析。下面用8051汇编语言给出对脉冲流进行采集、存储的程序段:
MOVR0,#00H
MOVR1,#28H
MOVTMOD,#01H
TK:JBP3.3,TK;等待低电平到来
;测低电平宽度
TK1:MOVTH0,#00H
MOVTL0,#00H
SETBTR0
TK0:JBTF0,TKE;超时无效返回
JNBP3.3,TK2
CLRTR0
MOVA,TH0
MOVX@R0,A
INCR0
MOVA,TL0
MOVX@R0,A
INCR0
;测高电平宽度
MOVTH0,#00H
MOVTL0,#00H
SETBTR0
TK3:JBTF0,TKE;超时无效返回
JBP3.3,TK3
CLRTR0
MOVA,TH0
MOVX@R0,A
INCR0
MOVA,TL0
MOVX@R0,A
INCR0
DJNZR1,TK1;循环
TKE:RET
这段程序首先将TC0设置成16位定时器方式,初始化RAM地址指针R0和循环计数指针R1,每当引脚的逻辑电平发生跳变时,停止计时,将计时值保存到连续的RAM中。这段程序可以连续测量40个脉冲的时间值(包括40个低电平脉宽)。笔者以TC9012芯片的遥控器为对象,采集了所有按键的编程脉冲波形,并且对同一按键进行了重复实验。限于篇幅,采样数据不能给出,仅给出脉冲流的规律(仿真机CPU晶振为6MHz):
①引导脉冲是一个时间值为0937H~0957H的低电平和时间值为084FH~086FH的高电平;
②数据脉冲的低电平时间值约为0.127H~0177H;
③高电平时间值有2种情况:00BBH~00FFH(窄)、02EFH~0333H(宽)。
由大量数据总结分析,按键编码有如下规律:
①除引导脉冲外的脉冲是数据编码脉冲,数据“位”信息由高电平脉宽决定:窄脉宽表示“0”、宽脉宽表示“1”;
②每个按键的脉冲流译码后,包含4个字节的信息:
*所有按键的前2个字节编码都一样,都是2个字节的“0EH”;
*第3字节是键码;
*第4字节是键码的反码。
经过对相同按键脉冲进行多次采样发现,相同按键脉冲序列的对应位置脉宽时间值是在一个小范围内波动的(不是一个确定值),因此,对模式的识别不能采取精确比较法。对此,本人采取模糊的办法进行了抽象处理。根据上述实验规律,将软件译码时对脉冲的分析判断依据及算法设计思想总结如下:
①引导脉冲的低电平和高电平宽度的判断依据是时间值的“高字节大于08H”,低字节忽略;
②数据脉冲流的低电平脉宽相同,忽略不判断;
③高电平脉宽是判断数据流每位是“0”还是“1”的依据。本人抽取的判断是脉宽的高字节若小于2表示“0”,否则表示“1”,脉宽的低字节忽略。
实践证明,上述判据是有效可行的。这样处理不仅使解码软件的设计简单化,而且大大提高了解码的速度。使用上述判据编写软件解码程序时,要注意脉冲流采样数据存储地址与脉冲的对应关系。软件主要有如下几部分:
①判断遥控信号的到来(在解码前调用1个独立的子程序);
②采样并存储脉冲流;
③判断引导脉冲是否有效;
④解码前2个字节并判断是否为“0EH”;
⑤解码第3个字节,该字节即为有效键码;
⑥键码的查表映射(如果使用原键码,可省略这一步)。
3解码软件的设计
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