设计洪水流量随着防洪工程的发展而增大。以日本流域面积最大的Tone River为例,将其基本设计流量的几次历史性提高绘于图2。在1980年审定的总体规划中,基本设计流量为22000m3/s,其中由水库和导流明渠承担削减6000m3/s的洪峰流量,河渠和防洪堤负责16000m3/s的分配流量。在该总体规划中,概率论方法首次应用于基本洪水设计决策中。
图2 Tone River总体规划中基本设计流量的历史性变化图
从1901年全流域河道改善工程直到1949年总体规划,以这期间所观测的最大流量作为设计洪水流量。很明显,随着防洪工程的不断进行以及总投资的加大,洪水设计流量增大。换句话说,防洪工程致使洪峰流量增大。为何会出现这种不合常理的现象呢?主要原因是流域附近人类活动对河道的影响。当某流域的防洪工程发展到一定程度时,在这样一个无洪灾危害的较为安全的环境,人类居住集中、经济活动逐步发展,较高的城市化与经济活动趋于正反馈发展。本文将设计洪水流量与社会项目、人口和国民生产总值(GDP)的变化加以比较,见图3。可见设计洪水流量与GDP二者间的增长速度呈现良好的相关性。流域防洪工程创造了较安全的生活环境。防洪投资的目的就是保护洪泛区免受洪水侵害,为人类提供一个更为安全的生存空间,促进经济快速发展。从这个意义上讲,图3表明:由于20世纪日本GDP迅速增长,致使防洪工程的目标得以实现。(www.xing528.com)
图3 设计洪水流量变化与社会元素的对比关系图
但是城市化和高等的经济活动对河道产生了负面影响。城市化意味着森林面积和农业用地的减少以及非渗透性土地面积的增加,这使得大量的径流更快地汇流入河道。与高等经济活动相应,人类需要更大的空间,而且河流被限制在防洪堤间较小的空间内。受住宅建筑和工业活动的影响,森林和农业用地的渗透力降低、流域的临时性蓄水能力丧失。因此,随着河道整治工程的进行,流域的基本设计洪水增大,洪水到达时间变短;相反,其结果是河道遇到的洪水更大、水位更高。所以,防洪工程的先进水平和洪水的较大重现期并不意味着我们的生活更安全。
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