城市雨洪资源的生态化管理与应用技术研究

2.5.2.1　洪水资源化概念

洪水的资源特性指洪水所具备的提供水土资源、生态环境资源的属性。防洪和洪水的资源特性的发挥是一对矛盾，在没有洪水利用措施的情况下，防洪标准与洪水资源特性发挥的几率成反比。在没有防洪工程或防洪标准低下的地区，通常，洪水给人类造成的灾害远大于洪水所提供的资源利益，较高标准的防洪工程则为洪水的安全利用提供了条件。

洪水资源化是针对传统水利、传统做法而提出的，是兴利与除害结合、防洪与抗旱并举在新时期的一个具体体现。洪水资源化就是按照新时期治水思路和理念，全过程、全方位、多角度地转变“入海为安”的思想，综合运用工程措施和政策、经济、管理、技术、调度等非工程措施，在安全、经济可行和社会公平的前提下，实施有效洪水管理，对洪水资源进行合理配置，在保障防洪安全的同时，努力增加水资源的有效供给。

从方向性的角度看，洪水资源化比洪水资源利用更确切，要通过开展洪水资源化，把理论意义上的资源更多地变为实际可利用的资源。目前，洪水资源化内涵包含了增加可供水量、提高水利工程安全、提高下游河道防洪标准、规范了人类行为且承担雨洪风险等内容，是洪水综合管理的重要组成部分。

利用雨洪资源主要是通过各种人工手段将雨洪水变为一种能为人类所综合利用的自然资源，发生暴雨洪水时，采取主动性决策方法，进行系统分析，做到防洪的主动性、科学性、可靠性和安全性。坚持点 （水库、闸坝）、线 （河渠、堤防）、面 （蓄滞洪区、田间、地表）兼顾，工程措施（包括防洪工程、蓄水工程、引水工程等）与非工程措施 （包括管理措施、生物措施）并重，蓄、泄、滞、引、补相结合的原则，通过科学调度，在保证防洪安全的前提下，充分利用雨洪资源，达到防洪减灾和增加水资源、改善生态环境的目的。这不仅是解决水资源短缺的重要开源之举，而且也是治水方略的重要内涵，是实现人与洪水和谐共处的有效措施。

洪水资源化成效主要包括:①改善了生态环境。通过向已经干涸或严重缺水的大中型水库蓄水，使得以往的自然生态环境得以恢复。营造了良好的小气候，有效地防止了土地沙化、碱化的蔓延，重现久违的生机盎然的自然景观；②抑制了湿地、草原的萎缩。通过向湿地引水，80%的湿地面积得到了不同程度的改善，草原退化得到了有效控制和恢复，单位面积产草量有了很大提高；③提高了抗旱保证率。大量的引蓄洪水，有效地缓解了抗旱用水紧张的局面，提高了抗旱保证率；④渔业生产得以恢复。通过向水库和蓄滞洪区引水，使得渔业生产得以恢复和振兴，促进了国民经济的发展；⑤有效地补充了地下水资源。通过向水库和蓄滞洪区蓄水，延长了洪水的滞留时间，有效的补给了地下水，使得地下水位均有不同程度的提高。

2.5.2.2　洪水资源化利用技术

洪水过程可能造成淹没、冲刷、侵蚀等灾害，同时带来了充足水资源，具有资源和灾害的双重性，为避免汛期雨洪资源的浪费，实施雨洪资源性存储和利用对缓解水资源供需矛盾是必要的。洪水资源化途径主要包括:①在保证安全的前提下，适当调整已达标水库汛限水位，或多蓄洪水，或放水于下游河道；②利用洪水前峰，清洗污染河道，改善水环境；③完善和建设洪水利用工程体系，有控制地引洪水于田间 （包括蓄滞洪区）、湿地，或回补地下水，或蓄洪于湿地和蓄滞洪区；④利用超标准洪水发生时蓄滞洪区滞洪的机遇，有意识地延长洪水在适合于下渗回补地下水蓄滞洪区内的滞留时间，回补地下水；⑤建设或完善流域间、水系间水流沟通系统，综合利用水库、河网、渠系、湿地和蓄滞洪区，调洪互济，蓄洪或回补地下水；⑥建设和完善城市雨洪利用体系，兼收防洪、治涝和雨洪资源化等多项功效。

洪水资源化方式主要是坚持点（水库、闸坝）、线（河渠、提防）、面 （蓄滞洪区、田间、湿地）兼顾，工程措施、非工程措施、管理措施并重，蓄、泄、滞、引、补等多种方式的有机结合，通过科学调度，在保证防洪安全的前提下，充分利用雨洪资源，达到防洪减灾、增加水资源和改善水生态环境之目的。工程措施既包括拦蓄雨洪资源的各种水利工程建设，如兴建水库、筑坝拦水、整治河道等，也包括各种将雨洪资源回灌补给地下水的工程措施，如开挖明渠、河道建闸坝、傍河打井、兴建地下水库、改造坑塘砂坑等。非工程措施即是科技和智能措施，包括水库调度运行与管理、洪水优化调度、洪水风险管理、洪水灾害预警报、灾后救援、保险以及土地利用及合理用水规划等。在现有水利工程的条件下，非工程措施即水利工程的调度与运用管理是实施雨洪资源化的关键。雨洪资源化的关键问题在于:研究区域性河流、湿地的生态环境需求状况；研究区域雨洪历史特性；雨洪资源利用的前提条件、利用潜力分析及评价雨洪资源可利用程度；雨洪预报技术；水库调度运用方式；水库欲泄与水系河网联调技术蓄水时机的选择及风险管理等。图2-11为雨洪资源利用示意图。

图2-11　雨洪资源利用示意图

工程体系是防洪减灾的主要调控手段，完善防洪工程体系依然是今后占主导地位的保安措施。要加快病险水库除险加固步伐，新建、扩建防洪与供水结合的大中型水库；按照撤退与转移相结合的原则，努力建立蓄滞洪区安全救生系统，在深水区大量修建救生撤退路，在中浅水区深挖塘、高筑台，做到人水分离，建立防洪安全区，实现分区滞洪。建立并完善蓄滞洪区进退洪设施，通过调整产业结构、限制人口增长等措施加大蓄滞洪区建设与发展的管理；加快城市防洪工程与市区河湖等排水系统整治，提高城市防洪、雨洪调蓄和防内涝的能力:增建河系间横向串联工程，实现河系间洪水的联合调度，做到河渠、洼淀相通和调洪、蓄水自如。同时，在各大河系入海河口增置拖淤、挖泥设备，进行常年作业，结合集中泄洪，保持河口畅通；加强海堤和河口防潮闸建设，保护沿海经济开发区和港口的安全。通过上述措施，力争早日建成上游以大型水库为主体的洪水调控系统，中游以控制性枢纽工程为点、河道堤防为线、蓄滞洪区为面的洪水蓄滞系统，下游以入海河道为主体的河网化分泄系统，共同组成防洪与兴利有机结合的工程体系，提高全流域的整体防洪与蓄水能力。防洪工程是有一定标准的，而超标准洪水总会发生。无限制地提高防洪标准，不仅在经济上不合算，而且会给生态环境带来影响。因此，在流域防洪工程体系逐步完善以后，强化防洪非工程措施就成为今后防洪体系建设的重点。

非工程体系建设应包括:蓄滞洪区运用与洪水风险管理系统，暴雨洪水自动测报与预报系统，防汛通讯网络与预警系统，防汛决策支持系统，防汛抢险组织、抢险队伍与物资管理系统，防洪保险与灾后救助系统，防洪政策与法律法规系统，并应用 “3S”等高新技术建设数字化的海河流域防洪保安与兴利体系。在工程措施达到一定标准以后，要靠非工程措施提高防御洪水能力，由工程措施转向非工程措施。同时，在蓄洪区的运用机制和安全保障方面，要研究建立防洪保险和社会补偿两种机制。修改或制定若干的法律保证体系。在有防洪风险的地区要通过制定法律法规、加强宣传教育，来规范土地开发利用行为，规范人的生产和生活活动，主动防范和适应洪水风险。要逐步提高社会公众的防洪参与意识，让每个人都知道人类有着承担洪水风险的责任和义务。

2.5.2.3　洪水资源化利用风险分析(www.xing528.com)

洪水资源化利用的目的是改善水环境，增加水资源利用的效益，在获得效益的同时，也必须承受其带来的风险。风险因素与洪水资源化利用的方式方法有密切的关系。流域范围内洪水资源化利用方法主要是抬高水库汛限水位、引洪回灌地下水库及蓄滞洪区蓄洪，这些方法的应用设计到的风险因素是多方面的。按照洪灾风险理论，风险评价是一个由自然风险、社会经济风险和技术风险等子系统组成的复合系统评价，其系统构成如图2-12所示。

图2-12　洪灾风险评价框架结构

洪水风险管理的主要内容如下:

1.风险分析

风险分析就是研究某地区在特定时间内遭受何种不利事件，并分析该不利事件发生的可能性大小及其产生的损失，其主要内容是风险识别和风险估计。风险识别是指对尚未发生的、潜在的以及客观存在的影响风险的各种因素进行系统地、连续地辨别、归纳、推断和预测，并分析产生不利事件原因的过程，主要鉴别风险的来源、范围、特性及与其行为或现象相关的不确定性，它是风险管理的起点，在很大程度上界定了风险的本质特征。

2.风险评价

风险评价就是在研究地区风险分析的基础上，把各种风险因素发生的概率、损失幅度以及其他因素的风险指标值，综合成单指标值，以表示该地区发生风险的可能性及其损失的程度，并与根据该地区经济的发展水平确定的可接受的风险标准进行比较，确定该地区的风险等级，由此决定是否应该采取相应的风险处理措施。

3.风险处理

风险处理就是根据风险管理的目标和宗旨，在科学的风险分析和风险评价的基础上，在面临风险时从可以采取的监测、接受、回避、转移、抵抗、减轻和控制风险等各种行动方案中选择最优方案的过程，它是整个风险管理的核心。

洪水风险图作为洪水风险管理的重要措施之一，在制定防洪规划、建设防洪工程、辅助防洪调度决策、部署防汛抢险方案以及规范国土的开发与管理、加强水行政主管部门依法行政、增强全民的防洪减灾意识等方面有着非常重要的意义。与我国的防洪工程建设相比，我国的洪水风险图研究相对滞后，随着我国防洪理念由 “控制洪水”向 “洪水管理”的转变，开展区域洪水风险图研究愈来愈显示出其重要性和紧迫性。

洪水灾害风险管理应包括6 个方面内容:①洪水风险管理；②防洪工程风险管理；③防洪投资风险管理；④泛滥原风险管理；⑤洪水生态环境风险管理；⑥防洪决策风险管理。针对这6个方面，应开展以下方面的研究:适合中国国情的洪水风险管理理论与体制研究；防洪减灾工程体系规划、建设与管理的方法和技术研究；合理的防洪标准研究；洪水资源利用和城市蓄滞雨水措施研究；洪水风险分析与风险图制作技术；实时获取与展示各类防汛信息的手段；洪涝水预警预报技术研究。洪水灾情评估技术；防洪优化调度指挥技术的研究与开发；增强全民防洪减灾意识，提高管理人员的素质。