产生洪涝灾害的原因范例6篇

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产生洪涝灾害的原因

产生洪涝灾害的原因范文1

关键词:城市洪涝,原因,举措,分析

引言:城市洪涝灾害的出现始于上世纪80年代末,城市规模的扩张使得洪涝灾害的比例逐渐增加,尤其是大型城市的防洪排涝能力更是直接关系着城市在洪涝灾害面前的抵抗能力,因此从城市设计层面就必须重视防洪排涝的规划,避免出现排涝体系与城市给水体系交叉的现象,避免防洪能力过低的现象。本文从城市洪涝产生原因及应对洪涝的举措入手,探讨城市防洪排涝的现状及发展趋势。

1 城市防洪排涝规划概述

防洪排涝最初的意义特指在农业种植过程中抵御洪水冲击农田、排出降雨产生的大量农田积水。而城市规模的扩大使得城市中的降雨接收面积和给排水系统的负担不断加大,因此城市也更加容易出现洪涝灾害,为此城市必须针对自身的城市布局和环境特点规划防洪排涝系统,确保城市内部不会因大量积水和洪水影响正常的居民生活。在国内尚未出现统一的城市防洪排涝规范,因此各个城市对防洪排涝的定义并不相同,在防洪排涝规划方面的重视程度也不一样,这为城市的防洪排涝功能埋下了隐患。从理论层面来看,城市防洪排涝包括防御洪水和排出积水两个方面,防洪是指针对城市周边因暴雨、山洪、泥石流等灾害涌入城市大量流体的现象修建的防御设施,排涝则是针对城市内部因降雨等情况产生的大量积水而言,主要目的是修建各类排水设施。与农田防洪排涝不同的是,城市防洪排涝要求在任何时间段内都不可以出现积水淹没的情况,而农田是允许存在一定时间的农田淹没期的。

2 城市洪涝灾害成因

城市防洪排涝需要系统性的进行规划,不能简单的修建一些排水设施和防洪障碍物,要根据城市季节性降雨的变化以及周边地质灾害出现的可能性来有针对性的规划,尤其是地下管网的规划以及地面防洪堤坝的修建,都必须与城市规划相结合进行考虑,比如北方的降雨季节性明显,且城市的地下给排水管路过于窄小,这就要求在安装排水泵的时候慎重选择位置,避免大量闲置设施。比如南方的地下管网较为密集,降雨持续性强,就可以充分利用地下管路来实现城市各个低点积水的排出。城市洪涝产生的原因有多种,主要原因如下:

2.1 地势

一般来讲,平原地区的城市洪涝灾害以内涝为主,周边并不具备形成巨大洪水的自然条件,但是大量的降雨会在城市内部的低点形成积水,因此平原地区城市的排涝是重点,比如近些年北京多次在大暴雨中出现内涝现象;山区城市最大的威胁则是洪水,周边的高山和陡坡容易在降雨过程中形成洪水。

2.2 排涝排水系统不完善

缺少完善的排涝沟系,城市扩建时未能预留排涝通道同时现状排涝河道断面不足,淤积严重,排水能力低。

2.3 排水系统出口过高

排水系统的主要目的在于将城市低位的积水排泄至城市附近的河流、湖泊,但是如果城市将排水系统出口设计过高,比如出口位置的水位长期高于排水系统,那么就容易出现积水无法排出甚倒灌的现象。

2.4 城市化带来的影响

在城市建设发展中盲目与水争地,使河道变窄,湖泊变小,导致蓄洪、滞洪面积缩小,泄洪能力和湖泊调节洪水能力降低,而这些与水争地的建设项目往往是涝灾易发区;比如济南的小清河两岸原来有许多滞蓄洪水的农田、洼地、池塘,现在绝大多数己被填平盖房,大大减少了滞蓄水量,使得小清河洪水位升高,对支流河道形成顶托,大大影响了城市洪水的下泄。

同时城市建设用地面积不断扩大,使地面硬化率提高,增加了径流系数,从而加大洪水量,导致积水现象严重。如绵阳城区的建设速度快,城市的雨水净流量总和不断增加,城区的排涝系统面临的压力也就越来越大。

3 城市防洪排涝对策

根据城市洪涝产生的原因分析,可知城市防洪排涝应充分利用地势优势,尽量减少防洪排涝设施的修建、提高防洪排涝效率。具体措施如下:

(1)完善防洪、排涝沟系,提高河道防洪、排涝标准并进行拓宽改造,尤其针对城市内部的低洼地区要理顺排涝系统,以打通排涝通道,使涝水顺利排出。城市的防洪排涝系统应定期检查,并根据城市规模的变化调整设计。

(2)高水高排,采取修建截洪沟,加大收水设施,拆除棚盖等多项措施将高地势雨水排入山洪沟或河道,避免地势高的雨水顺道路排入低洼地区,尽可能减少低洼区的汇水面积,降低积水量。将各个区域的积水相互分割进行排出,能够有效的降低洪水的整体危害,也能够降低排水系统的负担。

(3)低水低排,为确保低洼地区涝水顺利排出,针对排涝河道的主要出口流量大、水位高的特点,必须重视水位高程衔接,根据外河排涝水位和现状地面标高,确定河道自排或泵排方式;此外各低洼区应结合现状特点有针对性地提出提高地面标高或增设泵站等排涝措施。

(4)应对超标准涝水的措施:首先是将洪涝分流,同一个城市周边的洪涝源头可能有多个,因此一旦出现洪涝灾害,应尽可能的将各个区域的洪涝分割,通过各区的排水系统单独的排出,避免汇合的洪涝造成更大的损失;二是在排水系统的出口设置防止洪水倒灌的装置,加装大功率的排水泵,提高排水效率;三是要在城市周边设置蓄水区,主要目的在于将山区的洪水阻隔在蓄水区,或是起到减缓洪水速度的作用,同时在城市内涝时,也可以讲蓄水区作为主要的排水区。

(5)对于解决市区局部地区积水问题的重要措施是完善雨水管道系统,按排雨标准扩大雨水管沟断面,加大雨水收水设施建设,重视雨水设施的管理养护,改善道路行洪、积水的局面。

结语:我国在城市防洪排涝方面的研究起步较晚,由于固有城市布局的限制和城市规划领域技术的制约,导致许多城市的防洪排涝能力都不足以满足当前城市发展的需求。虽然当前国内在防洪排涝方面已经制定了相应的规范,针对性的研究也在不断深入,但是距离国际先进水平还有较大的差距,需要不断的探索和针对国内城市规划实际来强化城市防洪排涝能力。

参考文献

[1]于琪洋.加强城市雨洪资源利用,保障城市可持续发展[J].水利发展研究,2002,2(3):12-14.

[2]谢华等.城市化地区市政排水与区域排涝关系研究[J].灌溉排水学报.2007,(5):lO-13.

[3]鲁航线等,城市防洪、排涝及排水三种设计标准的关系初探[J].城市道桥与防洪.2007,(11):64-66.

产生洪涝灾害的原因范文2

一、减去导入环节中不必要的教学步骤

导入好比是提琴家上弦和歌唱家定调,第一个音定准了,就为演奏或歌唱的成功奠定了基础。同样道理,教师的导入如果能导在学生的心坎上或教材的要害处,就可以激发学生的学习兴趣,激起学生的学习动机,使他们进入一个良好的学习情景中,为接下来的教学起到事半功倍的效果。但如果在新课导入过程中,拖泥带水,又未揭示教材的本质问题,就既不能吸引学生的注意,也不能快速开启他们的心扉,就不利于教学任务的圆满完成。以“自然灾害对人类的危害”的新课导入为例,我们先来看W老师在新课导入时安排的几个步骤:

1.多媒体呈现1998年长江洪涝视频,2008年汶川地震视频。

2.请同学说说发生在身边的自然灾害。

这一环节共耗时15分钟,很显然,导入部分存在拖沓冗长、穿靴戴帽的问题。一节课才45分钟,单在导入环节就用这么多时间,是没有必要且很不合理的。可以说,精彩的导入一般都是简洁、干净的,而拖泥带水往往是导致一堂课失败的重要因素。W老师设计前两问的目的是为了激发学生的学习兴趣及导出这节课所要学习的内容,但是很明显,这两者内容重复,而且多个视频很耗时。

再来看看J老师对这一节课的导入:

1.多媒体呈现不同类型的自然灾害图片。

2.请学生说说那个灾害更严重,判断依据是什么?

这样的导入共用了5分钟的时间,简单明了,既让学生感知了自然灾害的类型多样,也让其感知自然灾害危害很严重,往往会造成人员的大量死亡,从而激发其进一步学习的动机。

二、减去授课过程中不必要的教材内容

教材是教师实施教学活动最重要的课程资源,能否正确理解和把握教材内容对课堂教学质量的影响很大。在教学设计时,教师需要对教材内容进行加工处理,对一些“赘余”的教学内容要大胆减去或一笔带过。在这次活动中,两位老师对自然灾害的概念、特点、危害等内容进行了不同的处理:J老师在上课过程中基本省略了这一内容,而W老师在讲这个内容时却颇为详细。

这一节课的课程目标是“以某一自然灾害为例,分析自然灾害对人类的危害,从而增强学生的减灾防灾意识”。因此,在讲解这节内容时J老师选取了我国常见的一种自然灾害――洪涝,以本地区的一条河流――曹娥江为例,重点分析了洪涝产生的原因及解决途径。对自然灾害概念、特点、分类、危害等内容,花了四五分钟,简单地交代过了,而把大量的时间放在了洪涝产生的原因及解决措施上,实现了课堂的高效教学。而W老师却把这一内容作为重点知识一一详细讲解,结果整节课的时间安排上就出现了问题,并且还大大增加了学生的记忆内容,这样的处理极大地影响了整节课的教学效果。当然删减教材内容得有一定的依据,既要根据课程标准和教材的要求,还要基于学生的学习特点与需求等。课标中没有要求的内容但课本有的应尽量减去,如,“自然灾害的特征”“20世纪90年代以来,我国主要的洪涝灾害”这些知识应该是编者为了内容的完整性而加上去的,上课时可以不讲,也可以让学生简单阅读就行。还有学生一看就一目了然的或者在初中时已经掌握了的,再说也并非本课的教学重点的,也可以减去。在减去不必要的教学内容后,就有足够的时间解决本节课的重难点问题了。

三、减去补充知识中不必要的链接与拓展

地理本来就是丰富多彩,但囿于篇幅的限制,教材呈现的往往是高度凝练、概括力极强的语言。因此,在教学过程中增加了一些阅读材料,如,在“自然灾害对人类的危害”一节中,就增加了《中国的自然灾害》《20世纪90年代我国洪涝灾害》《1998年长江流域的洪涝灾害》《2003年淮河流域的洪涝灾害》四则阅读材料。用这些阅读材料作为教学案例,既有助于增加学生的学习兴趣,也有助于突出学习重点和突破学习难点,培养地理思维和解决问题的能力。事实上,引用阅读材料来丰富教学已成为绝大多数教师的共识。但有些教师在引用材料时却出现了一些问题:有动辄就链接材料,一节课下来使学生疲惫不堪的。有链接长篇大论,导致材料与问题不在同一幻灯片上,因操作不便而影响了教学效果的。有同一问题链接多则材料,名之曰加强巩固,实则浪费时间的。不知从何下手的。我们从以上这些链接导致的结果中不难看出,它们或多或少地影响了教学目标的有效实现,因此,在教学设计时对这部分内容应减去或作适当修改。也就是说,在教学过程中链接的材料必须精心选择,要有可读性和针对性。另外,还要控制总量,不能因为链接太多而冲淡教学重点,喧宾夺主。在这方面,J老师在备课时对教学案例进行了大胆取舍,减去了那些不必要的部分,因此,链接就比较合理。如,他在讲“洪涝灾害危害”这一内容时,选取了身边河流――曹娥江,内容如下:

材料一:曹娥江分布图

材料二:曹娥江为绍兴市最大河流之一,发源于金华市磐安县尖公岭,流经新昌、嵊州、上虞,在绍兴县新三江闸以下注入杭州湾,流域面积6046平方公里,涉及绍兴、杭州、金华、台州、宁波等5个市。上游四大支流:澄潭、新昌、长乐、黄泽,先后在嵊县城关附近会合。曹娥江干流(自嵊县东桥始),旧时按流经县域分段命名,嵊县段称剡;上虞段(含姚江)在今百官龙山以上称舜江,上虞龙山以下到三江口,俗称前海,其北,俗称后海,即今杭州湾。东汉江安二年(143年)五月初五日,曹娥之父盱,因龙舟竞渡溺于江苏,尸不得见,投江自溺求父尸,以孝女闻名,始以庙前一段江称曹娥江。民国始,统称自嵊县城关至入海口为曹娥江。

从材料一曹娥江分布图让学生认识曹娥江流向,流经地区的地形,气候,及干支流情况。而材料二则具体介绍其流域特征。然后通过这两则材料分析其产生的自然灾害及原因。既激发了学生的学习兴趣,也增强了其热爱祖国热爱家乡的情感,也使学生在解决问题中学会学习,体现新课程“学习对生活有用的地理”这一理念。

另外,教学中适时的拓展可以激发学生的发散性思维,丰富教学内容,拓展教学空间,同时又能推进教学的顺利进程。但教师一定要注意对教学重难点的把握,所补充的材料要围绕教学目标,切不可冲淡教学主题,更不能让地理课成为故事会。在这次同课异构中,金老师简单补充了泥石流爆发,在山区的你我应该如何逃生这样情景,增强了学生的防灾意识。黄老师在讲解中国洪涝灾害时,对1998年长江的洪涝灾害,淮河洪涝灾害情况做了大量描述,她想通过这些补充内容让学生进一步了解我国洪涝灾害很严重,但其实这块内容在这里中并不是教学的重点,因此,教师只要简单提及一下就可以了,没有必要大篇幅的拓展。这一现象很多教师在新课讲授过程中都时有发生,他们总是对自己感兴趣的内容滔滔不绝地“一泻千里”,其结果往往是“离题万里”。

四、减去辅助手段中不必要的知识呈现

这里的知识呈现主要指的是幻灯片上显示的内容。由于受时间与能力的限制,传统“一支粉笔加一张嘴”的教学方式无法在黑板上手写大量的文字,所以不重要的知识一般也不会在黑板上呈现。但自从有了现代多媒体技术以后,情况就不同了。由于课件都是在备课时制作的,时间相对比较充裕,因此,很多教师喜欢把一些知识的注解、拓展都一股脑儿地呈现在幻灯片上。而在实际操作时,由于时间所限,一些教师还没等学生看清楚幻灯片中的内容就走马观花般地一晃而过,这样,往往造成学生的视觉疲劳;还有些教师恰好相反,他们会详细讲述呈现的所有内容,结果往往是冲淡了教学的重点,无形中增加了学生的负担。如,前面提到的“洪涝的概念、特点”“20世纪以来自然灾害的典型事件”,W老师都一一地呈现在幻灯片上实在有点画蛇添足,极大地影响了一节课的质量,的确有删减的必要。

我们再来看一下J老师对这一内容在幻灯片上的知识呈现:

1.自然灾害概念。

2.自然灾害危害。

3.洪涝灾害。

(1)原因。

(2)措施。

高考答案要求尽量做到高度概括、语言精练,尽可能地用地理学科语言回答。但这些能力的具备不是一蹴而就的,除自己平时的训练积累外,也有教师的引导影响。J老师通过对教材的处理,就自然灾害的概况以两个大标题呈现,灾害的原因最终概括为以上几点,简洁明了、要点清晰,符合高考答案要求,久而久之,就能对学生起到潜移默化的影响。而有些教师则喜欢把要讲的重要知识点、课堂设问的答案完整地显示出来,这样既不便于学生做课堂笔记,也不利于培养学生的概括能力。因此,我们要减去辅助手段中不必要的知识呈现,也就是说课件也需要简而精。

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关键词 农业气象灾害;防御对策;山西吉县

中图分类号 S42 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)09-0246-01

1 吉县主要农业气象灾害

1.1 干旱灾害

通过对吉县1961―2011年间的降水量进行分析,得出了吉县多年来的平均降水量为543.2 mm,随着全球气候变暖现象不断加剧,温度逐年升高,在一定程度上加速了田间蒸发的速率,因此吉县的年平均降水量根本不能满足农作物正常的生长需要,在近50年间吉县大部分年份的降水量还达不到平均水平,水资源相对短缺,再加上年内的降水比较集中,降水的年际、区域以及季节的变化比较显著,对当地的农业生产造成了严重影响,很容易出现干旱灾害。吉县在春季出现干旱灾害的情况比较常见,几乎每年都会出现不同程度的春旱,直接对冬小麦的返青以及秋作物的播种产生影响,如果春旱比较严重再加上前期缺乏底墒,将会使土壤湿度无法与冬小麦的正常生长需求相适应,造成冬小麦减产,严重的情况下还会出现绝收。

1.2 暴雨洪涝灾害

吉县的暴雨洪涝灾害主要集中在汛期,即在每年6―9月出现暴雨洪涝灾害的概率较大。其中6月和9月出现洪涝灾害的概率是全年洪涝日数的18%,而7月和8月是全年总洪涝日数的80%。洪涝灾害经常出现在夏季,并且表现出了明显的地域特征,山区多于平川,北部高于南部,暴雨洪涝灾害多出现在下午至傍晚的时间段内。

1.3 冰雹灾害

冰雹灾害性天气出现时会使农作物的枝叶、茎秆、果实等出现不同程度的损伤,对农作物的产量和质量产生极大的影响。冰雹天气还具有明显的季节性变化。近50年来,吉县的冰雹天气多出现在夏季和秋季,每年的3―9月都会有不同程度的冰雹天气出现,其中6―8月出现冰雹的概率最高,是全年冰雹次数的61.9%,其次是秋季,冬季没有冰雹灾害性天气出现,一旦出现冰雹天气将会造成巨大的经济损失。

1.4 大风灾害

吉县大风灾害多发的季节是冬季和春季,尤其是春季大风灾害造成的破坏较大。春季是万物逐渐复苏的季节,此时的温度逐渐升高,土地开始解冻,而此时土壤表层的蒸发速率也开始加快,加速了土表失墒的速率,直接影响冬小麦的生长,在大风天气出现时往往伴随有扬尘或者沙尘暴天气,出现这种现象的原因是由于大风天气刮起表层土壤造成的。吉县出现大风天气最多的时间段是在每年的4―5月。

1.5 干热风灾害

吉县通常在每年的5月中旬或者6月中旬出现干热风,这个时期正是小麦乳熟期,此时如果出现“热风”或者“干风”极易使小麦出现“高温热害”或“低温干旱”,干热风天气会严重破坏农作物的水分平衡以及光合作用的正常进行,导致小麦籽粒出现干瘪的现象,会对小麦的产量和质量产生影响。

1.6 低温冻害

所谓的低温冻害是指在某一时间段、某一地域内出现的气温明显偏低,对农作物正常生长造成影响的一种天气现象。低温冷害有4种类型,即冷害、寒害、霜冻以及冻害。小麦冻害主要是由于天气条件超过了小麦的抗寒能力造成的,小麦的冻害程度要受到低温持续时间以及降温强度的共同影响,同时也与小麦的品种、播种时间、播种量、土壤类型、水分含量以及营养成分有关,小麦一旦遇到低温冷害将会影响小麦的产量。

2 防御对策

2.1 保护生态平衡,加强建设水利工程

近些年来,随着我国的人口不断增多,人们为了追求经济利益,开始乱砍滥伐,造成气候变暖现象加剧,使吉县地区极端灾害性事件频繁出现。因此,要对吉县的生态环境加强保护,政府部门应积极倡导植树造林、退耕还林等工程建设,在实现经济发展的同时还要保护生态平衡,应不断加强水土保持工作,为了使气象灾害对农业生产造成的影响降到最低,应不断提升人类防御农业气象灾害的能力[1-2]。

2.2 建立健全农业气象灾害防御机制

为了提升对干旱、大风、暴雨洪涝、冰雹等灾害性天气的预测预报水平,气象部门应将现代化的信息技术和气象科技两者进行结合,建立起具有现代化水平的气象监测和预警系统,提升灾害性天气发生时间、地点以及强度的预报精确度[3-4];不断建立健全农业气象灾害防御机制和气象灾害平台,最大限度地发挥出气象为农服务和应急保障能力,不断提升气象灾害信息的准确性和及时性,为政府部门正确决策提供依据。

2.3 完善气象灾害预警信息体系

受农民接受知识教育水平的限制,使农村成为了防御气象灾害的脆弱区,因此气象部门很难在第一时间内将气象灾害信息及时向农村进行传递,气象灾害造成的损失较大。由于公共设施、基础设施以及防灾减灾能力都比较薄弱,有很大一部分的农民还不能完全掌握好气象灾害防御知识,再加上防御气象灾害的组织保障体系还不甚完善,很容易影响农业的正常生长生产。因此,对气象部门来说应不断完善气象灾害预警信息机制,从而提升农民抵御气象灾害的能力。

3 参考文献

[1] 段永生,周元懿.喀什主要农业气象灾害及其防御对策[J].北京农业,2015(12):179-180.

[2] 张潜玉.三门峡主要气象灾害对农业的影响及防御[J].北京农业,2014(30):212-213.

产生洪涝灾害的原因范文4

——雨果

有些不能复活

1632年,中国江西省建昌府建昌县一名男子漂洋过海,来到日本长崎县。两年后,身为当地兴福寺默子禅师的他,在穿流整个长崎县城的中岛川河上,指导建造了一座眼镜形状的双孔石桥。

1647年6月,这座日本最古老的石造拱桥被大洪水冲坏,次年得以修复。1982年7月,历经三百多年风雨的眼镜桥,桥面铺装、防撞护栏和连岸桥台又一次被大洪水冲跨,但桥基、桥墩和桥梁等主要结构得以幸存,很快又被修复。

20年后,中国水利水电科学研究院副总工程师程晓陶参加长崎大水灾20周年纪念活动时,在一堆介绍日本长崎风光的小册子中随手一翻,就看见第一页上印着修复后的镜桥倩影。

桥,可以一次次修复或重建。而30年前,在长崎这场城市型水灾中丧生的299名市民,却再也不能复活。

上帝的灭世利器

1982年7月23日下午5时左右,从海面飘来大团乌云,像块黑布,一下子遮住了长崎市的天空。随即,几道闪光,几声霹雳,豆大的雨点瓢泼而下。不一会儿,闪电发狂迸射,撕裂天幕,大雨倾盆如注,有如天河决堤奔泻。狂风如猛虎咆哮,雷声如大炮轰鸣,房屋街道都似颤抖起来,一些旧门窗破屋顶吱吱摇晃一阵后被轰然掀倒。

长崎市上空正好是暴雨中心,据暴雨观测记录,19时至20时,一小时降雨量最大达到了187毫米,总降雨量达到了500毫米,这是日本至今仍保持的一小时降雨量的最高记录。长崎市与周边地区的雨量过程图表明,最大24小时雨量超过了600毫米。暴雨肆虐,在天空上耀眼闪电和建筑中昏暗电灯的照耀下,眼见雨水在大大小小的斜坡平道上快速汇集如溪,奔流向下;很快又壮如瀑布,冲刷直下;不久就形成汹涌洪流,狂泄而下。洪水旋卷着垃圾、桌椅、牲畜等各色杂物浩浩荡荡地一路摧枯拉朽,冲倒电线杆、树木,冲走洗衣石、车辆,冲垮房屋、桥梁,冲到河道后沿河低洼处蓄积反涌,街道渐渐变成河道,杂物车辆飘如小舟,在水中旋转碰撞。

正在户外或地势低洼处的居民,有些被洪水冲击卷入水中溺水而亡;有些碰到漏电的电线杆触电身亡;有些因为车辆电路浸水无法打开车门,连车一块儿,被冲进海湾活活淹死。这场暴雨夺走了299人的生命,形成重大人员伤亡。暴雨造成23346户人家进水,1193户人家的房屋倒塌或损坏,小汽车损失超过了2万辆,交通、通讯、电力等生命线系统完全陷入瘫痪,财产损失重大。

洪水过后,到处道路破裂、桥梁垮塌、房屋断壁。垃圾袋、衣物、花草等挂满斜倒在地的电线杆、树木,瓢盆、收音机、床垫、门扇等深陷在淤泥堆里,四处狼藉,满目疮痍。有人到处寻找亲友遗体,哀哭之声时时可闻;更多的居民清理自家残局,在废墟中扒拉可用的物品;政府机关、医疗卫生机构、公用事业单位等相关人员在脏乱不堪、臭气熏天的环境中,忙着抢修水、电、气设备设施,忙着调集配发粮食衣物饮用水,忙着救治伤患,消毒防疫,防止胃肠道疾病、呼吸道疾病和各种皮肤病等多种疾病流行爆发。

长崎的这场水灾,建立起“城市型水灾害”的概念。城市型水灾,即城市地区不能及时排出强降水或连续性降水而产生积水洪涝灾害造成巨大人员伤亡和经济损失的现象。近些年,强降雨造成的城市水害,在许多地区许多城市频频发生,已呈愈演愈烈的趋势。2000年,韩国首尔,洪水肆虐后的街道上,无数汽车像搭积木似的交错堆叠,水灾导致49人死亡。2002年8月,捷克普降暴雨,首都布拉格上游梯级水库像推多米诺骨牌一样相继紧急泄洪,致使低洼处积水深达4米左右,大量建筑地下室进水,市内3条地铁均成了地下河,到次年3月才完全恢复通车。在美国,政府年平均花费的水灾救灾款高达30亿美元,但年平均洪灾伤亡人数仍是稳中无降,未投保的财产损失逐年增长。在非洲,暴雨洪涝后的城市贫民窟,往往尸横遍地,更如人间地狱。

由于老天爷发难,以现代化城市为受灾主体的“都市型水灾”已成为当今社会关注的重点。在电视等媒体现场报道、微博随手拍等图片、视频冲击下,城市水灾看上去格外惨烈。一系列城市内涝洪灾,像是在证明水灾的确是上帝的灭世利器。而如果我们继续对自然的教导充耳不闻,也许《圣经》中上帝以水灾灭世、也以水灾创世将不是传说。

总关风雨总关情

日本长崎是一座三面环山的港湾城市,城市如只八爪章鱼,从海岸线依次向山坳山岗触须蔓延,市中心就处于圆形剧场底圈。长崎面海环山,同一地区存在着海洋性气候、季风性湿润气候和台风性气候三种形态,降水量年均约2000毫米,雨水充沛。加之四周山陡坡急,地势比降低,自古以来是洪涝灾害的高发区。长崎市遭受1982年大型水灾,客观上是由于降水过强,但不可否认的是,长崎市在这次水灾中遭受如此巨大的损失,还有很多其他因素。

首要的是,城市人口高度聚集。1945年长崎市原子弹爆炸时人口只有24万,死亡人数达73884人。近半个世纪后,长崎已成为拥有42万人口的现代城市。在城市快速扩张中,新增市区或为山坳或在山冈,本身洪涝风险较大,地下排水管道建设、防洪排水标准与实际降雨量差距巨大。城市内天然绿地面积有限,很多地表被钢筋水泥覆盖,使得地表径流剧增,有限的下水道无法及时将雨水排除。以往城外的行洪河道两岸高楼林立,被挤压成市内的排水沟渠,向市外排水的能力减退。城市建筑向高空发展的同时向地下发展地库、车库、设备等占用空间,一旦洪涝发生,各种地下设施即遭灭顶之灾。城市交通、供水、供气、供电等公共系统防洪意识和能力不高,1982年长崎水灾中很多死伤源于倒地电杆漏电和全自动车门断电后无法打开。

总体来说,现代城市的快速发展、人口财产的高度聚集与城市排水防洪意识和能力之间的落差,是造成城市型洪涝水灾的另一个客观原因,也是城市型洪涝水灾人员财产损伤惨重的主要原因。现代城市面对暴雨非常脆弱。即使只是水电气、交通、网络等城市“生命线系统”某个局部出现问题,也会给城市的运转及经济社会活动带来极大阻碍,甚至波及临近城市。可以说,城市型水灾所带来的间接影响和衍生灾害还要远远大于被淹区的直接损失。

暗处已无秘密

其实,日本上世纪60年代进入快速发展轨道后,城市化进程过快引发的城市治水矛盾在70年代就爆发出来了。1972年7月9日至15日,发生在大阪一带的暴雨总雨量只有328.5毫米,1小时最大降雨量才25.5毫米,却形成了洪水四溢的局面。1973年,大阪府大东市71户灾民,依据1947年“国家赔偿法”第二条和第三条联名国家、大阪府、大东市三级政府,要求5255万日元的损害赔偿。1975年,继这起日本水害诉讼第一案后,水害诉讼案件猛增到18起,成为推动“日本河川行政管理变革的前奏曲”。

首先,大东水害诉讼事件之后,日本各级政府感受到民间对治水需求的压力,对都市防洪治水的认识深度和重视程度都显著增加。1975年第5个治水五年计划投资完成率从第3个5年计划的71%迅速上升到100%。日本河川治水、灾后恢复重建等相关事业费占国家公共事业费的比例提高,1977年最高达到20%。将“新型都市水灾”成灾机理与治理对策列为一级资助的课题、科研投入也明显增大。

其次,针对城市型水灾害的新特点,采取了系列综合变革措施。20世纪70年代,日本社会资本(国家经济基础资源设施)整备审议会下设的河川审议会,在对口的河川局工作指导下,建议促成了日本特定河川综合治水对策,即对高速城市化的流域,实施以综合治水对策为骨架的流域整治计划。1979年日本鹤见川被建设省指定为“综合治水特定河川”,1980年成立的“鹤见川综合治水对策协议会”,在着眼于提高城市排水能力的基础上,大力发展“雨水蓄滞”技术,即在小区周围、楼间空地、学校操场、河道边公园等地方修建雨水调节池,以临时蓄水,分滞洪涝。并大力推广“雨水渗透”技术,即将不透水路面、蓄水池改用透水材料建设,让雨水回补地下。鹤见川流域成为日本综合治水对策的成功典范,其经验模式得以在日本全面推行。

再有,日本非常重视依法治水,以法律制度推动防洪治水体系的建设和完善。日本1949年就制定了《水防法》,此后在国土水资源利用和保守方面先后颁布了《治山治水紧急措施法》(1958年)、《水资源开发促进法》(1961年)、《河川法》(1964年)、《水源地域对策特别措施法》(1973年)等。在城市建设方面与防洪治水相关的法律有《都市公园法》(1956年)、《下水道整备紧急措施法》(1961年)、《都市公园整备紧急措施法》(1962年)、《都市绿地保全法》、《废弃物处理设施整备紧急措施法》和《住宅建设计划法》(1966年)、《都市计划法》(1968年)等。2000年,在名古屋城市大型水灾后,又痛定思痛全面修订了《水防法》,加强水灾害应急管理,强调向社会公布洪泛预想区和包含有避难场所等信息的“洪水灾害地图”。2003年,日本又颁布《特定都市河川浸水被害对策法》和相应的实施规则,打下了日本城市防水体系的重要基础。该法案对特定都市河川的指定、防水规划、防水措施、规制方式及法律责任等作了全面规定,特别要求新建设施雨水渗透阻碍面积1000平方米以上的必须取得许可,并必须根据地面硬化增加的径流量按防洪标准配建相应雨水蓄滞渗透设施。

还有,日本近些年来非常重视地下骨干排水管建设和城市洪涝灾害信息管理建设。20世纪90年代起,日本对东京、大阪等超大城市投入巨资改建地下骨干排水管系统。在东京城区地下60米深处,逐渐形成了净空高达20~30米的地下巨大运河系统,并且采用了地理信息系统、GRS管理系统等电气和探测技术,对整个地宫基本上实现了电子化覆盖和控制。在紧急情况下,其通风、排水设施还能够作为核爆紧急避难场所等的比例提高,1977年最高达到20%。将“新型都市水灾”成灾机理与治理对策列为一级资助的课题,科研投入也明显增大。

构建良心的法律底线

由于大都市气温高、粉尘大、热气上升,容易形成周边气流汇聚的热岛效应,而上升热气流一旦遭遇高空的冷气团,就容易形成暴雨。城市雨岛效应与热岛效应相伴而生,超大型城市暴雨的频率与强度会高于周边地区,因此大都市更容易成为暴雨中心、更容易遭受洪涝灾害的现象将会长期存在。

然而,除少数发达国家发达城市外,许多大城市针对都市型水灾害,并没有未雨绸缪,甚至遭受惨痛教训也未能亡羊补牢,大灾大治。雨果说下水道是一个城市的良心。在信息网络高度发达的今天,日本、美国这些国家大型城市下水道建设经验、综合洪涝防治经验已轻轻松松可以获得。

现代城市建设中,许多建设工程会带来阻碍行洪排水的负外部性,这些因素绝非个人、家庭、团体的力量可以防止;而大型的防洪治水工程更是公共工程,没有政府主导实际很难推动。城市建设的长远规划、地上地下工程的同步进行,需要许多个公共部门协调进行。城市洪涝水灾防范工程建设与水资源的蓄积开发利用的并存和并行,需要综合的权衡和周密的论证。城市水灾风险防范中市民的参与和动员,需要建立政府与市民间的信息畅通和良好互动。大都市城市排洪与周边地区城市间的局部和整体利益的冲突与协调,需要不同政府间的沟通和支持。这些都需要长远的规划、详细的方案、具体的标准和切实的执行,都不是单凭社会结构中的某些组织和个体的良心就能顺利推动的,根本上得依靠一套可行的制度去形成正常的工作机制。

法律是一个社会的道德底线。在频频发生的城市型水灾面前,当务之急需要建立完善与城市水灾防范相关的法律制度,在城市地下管道规划、公共工程投资、建筑配套设施、地面施工标准、绿化渗水措施、洪涝风险信息公布、洪涝保险计划等方方面面明确具体的法律规则和法律责任,才能做到排蓄兼顾、风险可控、长治久安,才能避免短视工程、豆腐渣工程、污染工程带来的更大危害。

我们只有构建起城市建设良心的法律底线,才能构筑好城市洪涝灾害的抵御防线。

公民的责任

城市洪涝灾害防控是非常复杂的。现代城市洪涝灾害防控的现实经验表明,完全控制洪涝灾害是不可能的,也是不经济的,城市洪涝灾害防控理念应从控制转向预防管理,走上洪涝风险预防与合理承担结合的新型模式。而良好的城市洪涝灾害管理需要应将雨水排放与雨水蓄积利用结合起来,应将工程与非工程的措施结合起来,应将政府公共部门和社会民众结合起来。可以说,公众的参与和民众的整合已成为现代城市洪涝灾害防控的一个共识。

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一.叠置分析

叠置分析是通过叠加含有不同信息的各个数据层面产生一个新的数据层面,这个新的数据层面综合了原来各个数据层面所具有的属性。

以ArcGIS为平台,选取湘教版地理必修三区域发展差异中探讨我国东中西区域差异形成原因为例。形成我国东中西三大地带的原因有很多,下面将从自然因素(地形、气候、自然资源)社会因素(城市化水平)经济因素(交通运输状况)三个方面来探讨。

教学准备:教师在课前准备好本节课所需的地图数据:中国东中西分区图、中国地形图、中国气候分布图、中国自然资源分布图、中国大中城市分布图、中国交通分布图。

教学过程:在ArcGIS中加载中国东中西分区图(如图1),引导学生熟悉每个分区的的省区范围;打开全国交通分布图(如图2);将两个图层叠加(如图3),分析东中西部的交通分布特征。按照同样的方法,将东中西分区图与中国气候分布图、中国大中城市分布图、中国自然资源分布图、中国地形图依次叠加,让学生分析东中西部的地形特征、气候特征、自然资源特征、以及城市分布特征。最后让学生总结归纳东中西部的自然,社会,经济特征,明确其区域发展差异。通过多图层叠加分析,提高学生信息提取与分析的能力,增强学生的探究意识与解决问题的能力。

二.缓冲区分析

缓冲区分析是对点、线、面按距离设定条件,在其周围一定宽度范围内自动建立缓冲区多边形图层,实现数据在二维空间的扩展,并进行分析得到所需结果。

以ArcGIS为平台,研究我国洪涝灾害的影响。我国位于最大洋与最大陆的交界位置,季风气候显著,降水主要集中在夏季。长江是我国的黄金水道,但同时又是我国洪涝灾害最为严重的地方,尤其是有“九曲回肠”之称的荆江段,更是成为洪涝的重灾区。下面将以荆江段的洪涝灾害为主,介绍缓冲区分析的应用。

教学准备:获取我国的河流分布图以及全国市级行政区划图,准备研究区域相关的河流水文数据以及气象资料。

教学过程:打开我国主要河流分布图以及行政区划图(图4),通过ArcGIS的查询功能让学生对我国的河流分布状况进行动态学习;提取出长江荆江段及其所流经的省市(图5),让学生分析荆江段河流的特点,加深对九曲回肠的认识;每年5-8月,季风气候给我国长江流域带来丰沛的降水,根据雨量的大小以及汛期的长短,荆江段的洪涝影响范围也会发生变化,教师引导学生分析荆江段的洪涝影响区域;在ArcGIS中制作荆江段的洪水范围缓冲区(图6),分析不同雨量的受灾面积以及主要的受灾区域,分析洪涝灾害对江汉平原和洞庭湖平原的影响。通过缓冲区的建立,学生可以动态的了解不同降雨量的影响范围,提高学生的分析能力以及获取信息的能力。

三.数字地形分析

数字地形是GIS中地形起伏的数字化表达和存储形式,常见的地形模型主要是数字高程模型(DEM)。

教学准备:获取某一区域的DEM,准备研究区域其他与教学内容相关的资料。

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关键词 无人机;航空遥感系统;灾害;应急救援

中图分类号P237 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)119-0197-02

我国的地域相对广阔,并且地形、地质等自然条件相对较为复杂,是自然灾害频繁发生的国家,尤其是近几年,我国的自然灾害相对较为频繁,所以应该对救援的质量与效率进行不断的提高,以此来降低灾害所产生的损失与影响。无人机航空遥感系统具有快速、高效、分辨率高等特点,所以在灾害中得到了广泛的应用。

1 无人机航空遥感系统的概述

无人机遥感系统的内容主要有:飞行控制系统、任务传感器、无人驾驶飞行器、无线通讯系统、稳定云台、应用分析系统、数据处理系统以及地面控制系统等等,通过相应的系统来提高对无人机的控制以及无人机的使用。

无人机航空遥感系统主要是通过对无人飞机的控制,来实现对相应灾害的检测与救援。其主要是有舵机、无线通讯单元、GPS系统、发动机、自动反馈定云台等方面来对无人机进行有效的控制。飞行控制系统的内容有地面监控与机载控制单元两种,地面控制简单的说就是通过地面控制站来对无人机的飞行状态与任务状态进行有效的监控与管理;机载控制单元就是通过模块设计的方式,来对无人机的飞行器内部进行固化管理。稳定云台也是检测无人飞机的重要步骤,其主要是对飞行器的翻转角、航向等方面进行监控,并通过三轴自反馈控制平台,来对相应的任务进行传递,以此保障与地面的平衡飞行。

地面控制系统主要就是通过无线通讯系统来进行管理的,以此来对无人机的飞行轨迹进行研究与设置,对无人机的飞行参数与相关信息进行采集,以此为依据达到坚实无人机的效果,并按照无人机的参数来对其进行实时调度,以此来保障无人机的工作效率。

2 无人机航空遥感系统在灾害应急救援中的应用

无人机航空遥感系统的用途相对较为广泛,例如在资源调查、环境监测、森林勘探以及灾害的应急救援等诸多方面都有着重要的应用,以下对现阶段无人机航空遥感系统在灾害应急救援中的应用进行简单的介绍。

2.1 洪涝灾害

现阶段,我国对洪涝灾害进行监测的主要方式就是通过相应的水文实测站来对相关的水文信息进行分析,以此来对流域的汛情进行有效的掌握,但这种方式还存在一定的不足之处,信息的获取速度相对较慢,并且缺乏客观性,这就要求对其进行改善。也正是由于这一现状,无人机的使用受到广泛的关注,无人机在洪涝灾害方面的应用具有以下特点:

通过无人机航空遥感系统进行灾害应急救援,可以有效的进行对比,及时掌握汛情的动态发展状况,明确其变化的规律与现状,这也是其他技术难以进行实现的;通过航片来对洪涝灾害进行监测,可以及时掌握洪涝灾害的范围,及时对灾害所造成的损失情况进行研究;无人机可以结合相应的地形数据来对水位以及水深的状况进行掌握,并按照相应的数据对不同地形的灾害状况进行分析。

2.2 气象灾害

通过无人机航空遥感系统来对灾情进行监控,可以提供准确的灾情信息以及相应的图像数据,这也是对灾害状况进行掌握的基础,以此来对灾害的范围以及造成的损失进行掌握,并以此为依据做好相应的解决措施与救援工作,尤其是面对冰冻、风雪等灾害,就应该对灾害的分布范围进行动态的检测,这也是能够快速进行救援的一种方式与规律,相关部门以此为依据来开展救援工作。

2.3 地质灾害

我国地大物博,地域辽阔,相应的地质类型也就相对较多,这也就导致我国的地质灾害相对较为频繁。无人机航空遥感系统的地质灾害监控只要内容就是水文、土壤、地质地貌、土地利用价值以及相应的植被信息等等,这些信息均可以构成地质灾害状况评估的相应数据,这也是提高地区地质灾害管理的重要方式,通过对灾情进行科学、准确以及有效的评估,来制定相应的救援措施,这也就可以在一定程度上减轻灾害所造成的损失,并对抗灾、防灾以及减灾的效率进行不断的提高。此外,对于山体滑坡等重大的地质灾害,应该对灾害的分布状况与严重程度进行研究,并帮助政府对相应的资源进行合理的分配,这一可以快速的对相关信息进行获取,也可以及时对地质的状况进行检测。

2.4 地震灾害

地震灾害具有一定的突发性特点,同时,地震灾害的破坏性相对较强,所以在地震灾害发生的过程中,相应的信息数据时效性至关重要。在地震灾害发生之后,应该及时的对相应的情报进行掌握,并快速的进行调查,以此来降低损失,并制定相应的救援措施。但现阶段,一旦发生地震灾害,相应的通讯、交通等方面出现中断的现象,这也就难以及时的对震区信息进行获取。

无人机航空遥感的系统则可以有效、快速的对灾区的信息进行获取,利用相应的传感器来对震区的状况进行调查,这也就可以将震区的状况、信息以及相应的损失进行有效的解决。并为救援工作的有效开展提供了依据,也可以对震区的位置、范围、强度、建筑物以及基础设施的破坏程度进行确定,这也就在一定程度上提高了救援的效果与质量。

3 结论

近几年,我国的自然灾害频繁发生,造成了一定程度的损失。这就要求在灾害出现的过程中,提高救灾的质量与效率,并对灾区的信息进行及时、准确的反馈,以此来保障救援工作的顺利进行。无人机航空遥感系统则是对该状况进行有效的解决,以其自身的优势在灾害中得到广泛的应用,从根本上提高了灾害救援的效率与质量。

参考文献