闽江上游洪涝灾害频繁发生的原因探讨

闽江上游洪涝灾害频繁发生的原因探讨 谢 锦 升 杨 玉 盛 陈 光 水 )南帄 353001 ( 福建林学院资源与环境系 摘 要: 本文分析探讨了闽江流域上游近年来频繁发生洪涝灾害的原因, 指出自然 生态系统的脆弱性是导致闽江上游频繁发生洪涝灾害的潜在因素, 土地利用方式的 比例不合理、 森林生态系统的结构和功能的退化、 开发建设不注意水土保持及防洪 工程防御体系不完善是诱发和加剧洪涝灾害的主要原因, 特别是人为干扰导致森林 生态系统的退化造成森林水文效应低下、 水土流失严重是最主要的原因。 因此, 首 先应摆正治山与治水的关系, 治水必先治山, 治山必先兴林; 加强五大防御体系建 设, 特别是生物防御体系建设; 点、 线、 面综合治理, 建设比较完善的防洪减灾体 系。 关键词: 闽江上游 洪涝灾害 原因 近年来, 我国洪涝灾害的频度、 程度逐年加重, 给农业生产、 国民经济和人民群众生命 财产安全造成巨大的损失。 我省也不例外, 闽江、 九龙江、 晋江、 汀江等流域近年来频频告 急, 其中以闽江上游的洪涝灾害最为严重。据 522 年的史料分析, 全省共有特涝 19 年, 帄均 ()1 27 年一遇, 大涝 41 年, 帄均 13 年一遇, 同期中涝多达 106 年, 约 5 年一遇 。进入 90 年代以来, 几乎每年都发生大的洪涝灾害, 甚至一年发生两三次。 其危害程度也越来越大, 仅去 ()2(年闽江流域发生的“6122”洪灾, 直接经济损失就达 80 亿元。时隔不到一年 1999 年 5 月 ) () 24, 26 日, 连续 3 天的特大暴雨又使闽北遭受惨重损失, 10 个县 市、区102 个乡镇受灾,因灾死亡 8 人, 直接经济损失 3149 亿元。 频繁的洪涝灾害, 严重制约了地处闽江上游沙溪、 富屯溪、 建溪流域的经济发展, 加剧了区域的贫困化, 也给下游闽清、 福州等城市的安全带 来巨大的威胁。 为了寻找合理的防洪减灾对策, 有必要对该问题进行深入探讨。 1 导致闽江上游洪涝灾害频繁发生的潜在原因分析2 2 () 闽江发源于武夷山脉东麓, 流域集雨面积 60992福建境内 59922, 约占全省总 km km () 面积的一半以上。 干流长 581, 干支流流经 35 个县 市, 经福州马尾入海, 年帄均径流 km ()13 行政区划为南帄、三明两市, 集 量 692 亿 。闽江上游包括建溪、沙溪、富屯溪三大支流, m 雨面积占整个流域的 68118% , 多年帄均集水量占整个流域的 75% 。 闽江上游自然生态系统 的脆弱性是导致洪涝灾害频繁发生的潜在原因。 111 丰沛的降雨条件 气候因素对洪涝灾害的形成起基础性的作用, 特别是降雨因素。 闽江流域的降雨特点决 定了发生洪涝灾害的潜在危险。 11111 雨量多。 我省受季风气候影响明显, 雨量丰沛, 全省约 45 的地方降水量在 1500,/ 2000之间, 全省降水量受地形抬升作用影响总的趋势是从东南沿海向西北山区递增。我省mm 有 4 个较明显的多暴雨中心, 它们均处于两大山带暖湿气流的迎风坡方向, 也是省内主要河 流的发源地和流经地段, 其中闽江高值区, 位于武夷山市和光泽县一带的闽江流域上游地区, 年降水深达 2000, 2200, 年径流深大于 1100。并且在山脉纵横、丘陵起伏的高山附近, mm mm ()1大都形成小范围的高值区, 其雨量等值线自行闭合, 年均降水深在 1800, 2200。在福建 mm 闽江上游降雨量最多, 建溪、 富屯溪尤为突出, 发生洪涝灾害也最频繁。 11112 年降水季节分布不均, 雨量集中。我省降水季节分布不均, 干湿季节分明。降雨主要 集中在 3, 9 月, 占全年雨量的 75%, 80% 。常年 3, 6 月是梅雨季节, 降水量占全年雨量的 50%, 60% , 7, 9 月多台风雨, 降水量占 20%, 40% , 洪涝灾害多出现在这两个季节, 特别 是 3, 6 月的梅雨季节。 11113 雨期长, 强度大。闽江流域整个地形是西北高, 东南低, 山系走势与春夏之际盛行季风方向垂直, 既可形成地形雨, 又能阻挡冷空气南下形成锋面雨, 由此诱发长时间持续降雨。 暴雨多集中在两个多雨季节, 尤其是梅雨季节, 长时间降雨之后, 土壤己被雨水饱和, 这时 再降暴雨, 大部分降雨都将形成径流, 洪涝灾害特别容易发生。 11114 全球气候变异的影响。 全球气候近年来受 “温室效应”、“厄尔尼诺”和 “拉尼娜” 现象的影响越来越严重, 导致大气环流异常, 引起长时间的连续暴雨, 形成严重的水旱灾害。 我国由于滨邻太帄洋而深受其影响, 去年引起我国从南到北的发生长时间的特大暴雨的罪魁 祸首就是 “厄尔尼诺”和 “拉尼娜”现象。 112 陡峭的地形地貌 福建是一个多山的省份, 丘陵山地遍及全省。境内地形复杂多变, 群峰耸立, 山岭蜿蜒, 丘陵起伏, 河谷与盆地交错分布。 闽江发源于闽西大山带, 上游属于典型的山地地貌。 11211 山地面积大。 我省素有 “八山—水—分田”之称, 山地和丘陵面积占全省面积的()18211% 。地处闽江流域上游的南帄、三明更是如此。闽江上游地貌形态多属构造中山和低山, 小部分为丘陵和盆地。 中山地带山势陡峭, 河谷深切, 峰峦连绵, 显示出中—— 深切割的景 观, 断裂构造十分发育; 而且是主要河流的发源地, 蕴藏着丰富的森林资源, 对涵养水源起 重要作用。 一旦森林资源被破坏, 洪涝灾害的潜在危险极易被诱发。 低山地带山势不如中山 雄伟, 但闽江上游低山岩石主要以花岗岩、 片岩、 片麻岩、 火山岩为主, 山势较陡峻, 高差 和坡度较大, 通常有基岩出露。 在中山和低山地带, 区内镶嵌着许多山间盆地, 所占面积虽 不大, 但土地都己被开发利用, 多为农田和居民聚居地, 是当地政治、 经济、 文化中心, 一 旦发生洪涝灾害, 其危害最大。 11212 山地坡度陡, 高差大。 闽江上游不但山地面积大, 而且坡度陡, 多在 20?以上, 其中25以上陡坡占了山地面积的一?半, 36以上的急坡险坡占? 1215% 。处于武夷山区的沙溪上游地 ()8区 15以上坡地占了? 82% , 25以上坡地占山地面积的? 49% 。 山地面积大, 坡度陡, 高差大的地形特点决定了产生地表径流量多, 汇流速度快, 易形 成陡涨陡落的洪水, 加重洪灾的潜在危险。 113 特殊的水系特征 11311 水文网密度。我省水文网切割密度大, 尤其是两大山带的河流发源地。境内集水面积 () 2 2 10大于 50的河流多达 597 条, 河网密度 011, 河谷深切, 高差大, 地下水补给较/km km km 3 3 () 易 多, 径流汇流速度快, 径流量大, 年均径流量达 629 亿 黄河年均径流量才 580 亿 , m m 造成洪涝灾害。 2 11312 流域大小和形状。闽江流域面积 60992, 闽江上游地区面积占全流域的 68118% , km 其中建溪流域占 25158% , 富屯溪流域占 22192% , 沙溪流域占 19168% , 中下游流域面积仅 ()6占全流域的 31182% 。 上游来水量占闽江流域径流总量的 75% , 多雨年份可达 80% 。 上游 三大支流在南帄汇集, 成一扇状水系, 若各支流洪峰遭遇, 同时汇集南帄, 极易在南帄和下 游形成洪涝灾害。 同样, 上游各支流也成扇状或格子状水系。 11313 河道特性和河谷形态。河道特性不同, 输送和调蓄水流的能力也不同。闽江流域面积大, 流程短, 河床比降上游大而汇流快, 下游小而泄洪慢, 易造成洪灾。 干流全长仅 581km , 而且各河段的河谷形态和河道特性都不相同。 上游三大支流河谷形态都是峡谷与盆谷相间排 () 列, 成串珠状分布。在峡谷河段, 河面窄, 坡降大 可达 112, 210‰, 流速快, 河流以冲刷 作用为主; 在盆谷河段, 河面宽, 坡降小, 流速慢, 河流以堆积作用为主, 形成小片帄原和 盆地, 是当地主要农田区和居民区。 由于在盆谷河段的上游来水快, 盆地四周支流也有大量 径流汇集, 而盆谷段的坡降小, 行洪速度慢, 盆谷下游出口狭窄, 泄洪不畅, 盆谷地段极易 形成洪涝灾害。 而且此处城市, 农田、 居民点、 工厂等很集中, 造成极大的危害。 2 诱发和加剧闽江上游洪涝灾害频繁发生的原因分析 闽江流域频频发生洪灾, 闽江上游自然生态系统的脆弱性是潜在的因素, 一旦普降暴雨 就有发生洪灾的危险, 522 年的史料分析已经证明了这一点。但近年来洪涝灾害发生的频率越 来 () 越高, 同样的降雨 甚至更少目前造成的危害却比过去更为严重。 这是因为频繁的人为 干扰诱发和加剧了其潜在危险性, 防洪设施也不完善, 一般的暴雨就能造成洪涝灾害。 211 土地利用方式的比例不合理 21111 耕地少。人口的不断膨胀, 给土地带来巨大的压力, 而全省耕地面积 1995 年与 1949 22 2年相比, 减少了 2416 万 。 闽江上游南帄耕地 2113 万 , 三明耕地仅 1614 万 。 我 hm hm hm 省人均耕地不足全国的一半, 一是造成人类过度地利用土地, 破坏土壤结构, 土壤退化严重; 二是造成人类不断向坡地进军, 毁林开荒严重。 2 21112 林业用地内部林种结构比例失调。据 1993 年调查, 闽西北土地总面积 492158 万 , hm 2 2林业用地 390182 万 , 占土地总面积的 7913% , 非林地 101176 万 。 但在 “木材利 hm hm 用 ”的指导思想下, 片面追求用材林。 我省以防护林和特种用途林为主的生态公益林仅占 () 10% , 而以用材林、经济林、竹林为主的商品林占 90% 见表 1。南帄地区用材林占 8315% 。 2而防护林仅占 7% 。 而且, 近年来全省每年损失林地 2 万 。 而不同林种的水文效应不同, hm 速生丰产林、 经济林对降雨的调节能力较差。 (1) 表 1 1993 年福建有林地结构 2 2 ()()林地 占有林地% 林地 占有林地% 面积 万 面积 万 hm hm 405181 10 126 10 6661用材林 特用林 防护林 经济林 31103 510 79114 1219 薪炭林 竹林 24153 410 68107 1111 21113 园地大面积增加。近年来, 我省园地发展很快。园地 95% 以上向低山丘陵发展, 全省 2 2 园地面积已达到 6616 万 , 其中, 果园面积 53124 万 , 比 1978 年扩大 715 倍, 茶园面 hm hm 2 (1)积 1312 万 , 比 1978 年增加 4014% 。 近几年, 南帄市山地综合开发中, 大面积的陡坡 hm 2(毁林种果, 每年垦植面积都在 5, 6 万 。据 1993 年统计, 南帄园地 包括茶园、果园和油hm 2 ) 茶林等流失面积达 6119 万 , 占流失总面积的 26139% , 其中茶园流失面积占茶园总面 hm ()2 9积的 8819% , 毁林开荒和陡坡、顺坡垦植面积达 1186 万 。许多果园地面寸草不生, 没 hm 有水土保持措施或梯田工程质量低劣, 保水保土功能不强, 造成严重的水土流失。 不同的土地利用方式, 土壤储蓄水分功能差异较大。据李荫森等测定, 1厚的土层储水 m ( ) 能 力, 天然阔叶林为 130141, 杉木林 中龄林为 67168, 茶园为 26161, 柑桔mm mm mm 土地利用方式比例不合理, 造成涵养水源功能较好的 43107, 农用地为 74126。因此, mm mm 土地利用方式比例不断减少, 而涵养水源功能较差的土地利用方式比例不断增加。 212 森林生态系统的结构和功能退化 21211 森林过伐。 近 40 余年, 由于森林的过量采伐, 森林蓄积量大幅度下降, 带来许多不 利的因素, 尤其是助长洪灾的危害。 我省是南方四大林区之一, 但在近 40 年间, 森林消耗量的增长速度远大于森林生长量的 增长速度。据福建省多次进行的森林资源清查, 森林赤字日渐严重, 80 年代中期年均赤字量 () 己达年均生长量的 1/4 见表 2。进入 90 年代, 经造林绿化, 林业资源才开始出现转机, 1995 83新造的森林大部分处于帅林期, 其水源涵养 年全省森林蓄积量已回升至 3194×10。但是, m 功能和原来的森林不可同日而语。 森林具有涵养水源、 保持水土、 调节洪峰的作用, 森林的 过伐将会加剧洪涝灾害, 这在国内外许多文献中都有报道。 据鹿世瑾对闽江流域的研究, 森 ()4林过伐对洪水起增幅作用, 而且还会出现春季洪水提早的现象。 (1) 表 2 1951, 1995 年森林资源主要指标表 全国第一次 “四五”期 “五五”期 “六五”期 “七五”期 “八五”期 阶段 (((((() ) ) ) ) )汇总 195,1196 2清查 196,3197 2清查 197,3197 8清查 197,9198 3清查 198,4198 8清查 198,9199 3 森林面积42218 48415 45112 45314 500134 614184 2 ()万 hm 林木蓄积量4758618 4494916 4303511 3966419 3780111 3946512 3 ()万 m 林木生长总 3 234713 234711 241010 264316 287818 308916 ()量 万 m 资源消耗量19 264015 272911 331717 324710 277412 22913 ()万 m 消长差值+ 5514 - 29314 - 31911 - 67411 - 36812 + 31514 3 ()万 m 21212 现有森林资源结构不合理, 质量下降。 闽江上游地带性植被是中亚热带常绿阔叶林, 对当地的自然生态环境起着非常重要的作用。 常绿阔叶林物种繁多, 结构稳定, 多数是复层 林, 林内枯枝落叶多, 腐殖质层深厚, 结构似海绵, 在提高土壤肥力、 截留吸收降水、 涵养 水源、 保持水土、 减低地表径流量和流速等方面有巨大的生态效应, 远非人工针叶林所能相比。但自 50 年代以来, 我省森林历经三次大的破坏, 逐步为人工针叶林所取代, 残存常绿阔 叶林基本沦为次生林, 在结构和功能上发生不同程度的退化, 影响森林生态效能的发挥。 近年来, 闽江上游森林面积虽然较大, 覆盖率在 70% 以上, 资源较为丰富, 但森林结构 不合理, 许多森林质量低劣, 形成了退化的森林生态系统, 削弱了森林的生态效能。 除林种 结构失调外, 还表现在: 2121211 树种严重针叶化。1957 年闽北各地阔叶树占 60%, 80% , 1993 年时仅剩 35% 左右, 富屯溪主流和支流两岸的天然林早已被破坏殆尽。 由于大量阔叶树被采伐, 再加上营造大面 积的杉木、 马尾松纯林, 使这一气候带树种分布由以阔叶树为主转向以针叶树为主。 如光泽 县阔叶树仅占 1015% , 南帄地区阔叶树占 3617% , 全省的针阔比重为针叶林占 6817% , 阔叶 林占 3113% 。在营造的人工林中, 针叶林占 9617% , 阔叶林占 313% 。针叶纯林的涵养水源 功能低于混交林和天然林。 2121212 林龄结构不合理。针叶人工林中, 中帅林比重大, 近成、过熟林面积小。我省中帅 龄林由 1957 年占有林地面积的 6115% , 上升到 1993 年的 9214% , 近成、 过熟林由 1957 年 2 3 的 3815% 下降到 1993 年的 716% 。 据湖南报道, 成年松杂林每 可蓄水 8400, 中龄林hm m ()53 3 只有 4500, 帅龄林为 1800。由于大部分中帅林尚未郁闭成林, 截留降水、蓄水等理水 m m 功能差。 2121213 森林质量下降。全省天然林面积比例虽达 60% 左右, 但多为天然次生林, 而且质量 2 3 不断下降, 与原始天然林相比, 生态效能显著降低。 另外我省虽 每 蓄积量仅 77189, hm m 3 2 单产从 50 年代的 130/下 然新增造林面积不少, 但多为中帅林, 管理粗放, 成材率低, m hm () 53 2 降到 90 年代的 69, 造成大面积小老头林, 质量低劣。据 1993 年森林资源清查, 全 /m hm 2 2 经营不善, 成林不成材的 省用材林 405153 万 , 达到速生丰产面积的不上 53133 万 , hm hm 2 面积 100 万 , 余者为低产林分。 现有林分中, 高郁闭度的林分面积占 27% , 中低郁闭度 hm 林分面积占 73% , 林冠稀疏化明显。 森林的保水保土功能大为降低。 21213 森林经营措施不合理, 造成森林生态系统退化。大面积的天然林被采伐后, 营造杉木、 马尾松用材林, 不合理的森林经营措施, 特别是大面积的皆伐、 炼山、 全垦整地、 帅林抚育 措施等造成帅林地严重的水土流失, 使土层变薄, 土壤退化。 据专家估算, 培育速生丰产林 2 从林地消除到帅林郁闭的全过程营林作业每 泥沙流失量达 60 , 造林当年流失 36 , 相当 hm tt于中等水土流失程度。 即使成林后, 土壤结构还未恢复到原来的水帄, 其土壤储蓄水分功能 己比原来的原始天然林低。 另外, 杉木人工林的多代连栽使地力衰退, 杉木生长出现退化现 象。 213 开发建设项目造成大量新的水土流失, 淤积河床, 堵塞河道 闽 江 上 游 近 年 来 水 土 流 失 日 渐 严 重。 闽 江 上 游 的 南 帄、 三 明 水 土 流 失 面 积 分 别 为 2 2 2174145和 2262125, 1984 年和 1958 年相比, 南帄水土流失面积增加 1310% , 三明增 km km 3 加 585% 。 闽江流域多年帄均输沙量干流竹歧站为 0113, 但 80 年代比 50 年代增加了 /k gm 50% 。南帄境内闽江年帄均输沙量 50 年代为 560 万 现在猛增到 1350 万 河床帄均升高, , tt ()9 3, 5, 建瓯七里街水文站河床断面每年帄均淤积泥沙从 20增加到 50。cm cm cm 引起闽江上游水土流失日益增加的原因除滥砍滥伐, 破坏森林, 大面积粗放经营的山地 综合开发及不合理的森林经营措施外, 开发建设项目不注意水土保持是造成水土流失的主要 原因。 前几年在实施 “先行工程”过程中, 如 “316”国道、“205”国道、“横南铁路”的建 3 设只图短期利益, 忽视水土保持, 上亿的废弃土方直接入江, 填挖坡面没有工程措施保护,m 剥离地表植被等造成水力侵蚀、 重力侵蚀严重。 城市建筑、 农村建房、 采石开矿、 水库建设 等活动引起严重的水土流失, 多余土方也直接倒入溪河。许多地方占用河道开发屡禁不止, 违 章建筑较多, 河道变窄, 造成排洪不畅。 山低一尺, 河高一丈, 日益严重的水土流失造成大量泥沙淤积在河床水库, 河床抬高, 水 库库容减少, 大量的弃土造成河道变窄, 蓄洪、 调洪、 泄洪能力下降, 增加洪水危害。 据报 3 道, 全省因泥沙淤积报废的山塘水库有 1473 座, 淤积总库容达 1550 多万 , 严重影响蓄水 m 防洪能力。 214 防洪工程体系不完善, 防洪能力低下 闽江上游许多地方防洪工程数量不足, 体系不完善, 防洪工程防洪偏低, 或者工程 老化、 质量不高, 有的城市甚至没有防洪堤, 上游缺乏以防洪调洪为目的而修建的水库。 即 使有水库, 由于没有科学地调度水资源, 防旱减涝考虑得不够, 没有充分发挥水库的综合效应, 反而由于水位提高对洪水的顶托, 加剧洪涝灾害。如水口水库位于南帄下游 94的闽江 km (上, 下距闽清县城 14。水口水库建成后, 上游的侵蚀基准面提高到 61, 65正常蓄水位km m )65, 汛期限制水位 61, 死水位为 57。水位的提高, 使许多城镇、农田、道路与河面高 m m m 差减小, 也使的上游河床坡降缩小, 行洪不畅, 加剧上游洪涝灾害危害。 南帄上游的沙溪水 库也存在同样的问题。 特别是如果上下游几个水库之间的调度没有协调好, 出现上游泄洪而 下游水库没有泄洪, 对南帄等城市是一个巨大的威胁。 3 与建议 闽江上游洪涝灾害频繁发生不是单纯某个因素作用的结果, 而是在脆弱的自然生态环境 条件下, 各种因素综合作用的结果。 自然因素是造成洪涝灾害频繁发生的潜在因素, 土地利 用方式的变化、 森林生态系统的结构和功能的退化、 开发建设中不注意水土保持及防洪设施 不完善是洪涝灾害频繁发生的诱发因素, 特别是森林生态系统的退化造成其涵养水源的功能 急剧下降和日益严重的水土流失, 是诱发和加剧洪涝灾害频繁发生的主要原因。 闽江流域的防洪减灾首先要摆正治山与治水的关系, 治水要先治山, 治山要先兴林。 山 水相依, 固本才能清流, 山青方可水秀。 林水结合, 标本兼治, 是防洪减灾、 综合治理的必 然选择。 其次, 加强我省防灾减灾五大防御体系即工程防洪体系、 闽江洪水预警报体系、 蓄 水工程体系、 生物防御体系和中尺度灾害性天气预警系统建设, 特别是要把生物防御体系提 到议事日程, 进一步完善生物防御体系建设。 第三, 闽江流域防洪减灾要把整个闽江流域当 作一个系统,干支流、 上下游、 左右岸、 山地盆地, 坡地河谷统筹兼顾, 生物、 工程防治措 ()()(施相互配合,尤其是要恢复闽江上游退化的森林生态系统, 点 水库、 线 河道、 面 坡 ) 地治理相互结合, 形成一个全流域相互配合、 相互协调的防洪减灾体系。 只有这样, 才能 在不久的将来, 真正起到减少闽江流域洪涝灾害的发生, 把损失减少到最小限度。 主要参考文献 〔1〕《中国农业全?福建卷》, 北京, 中国农业出版社, 1997: 1, 215) (〔2〕杨玉盛等, “6122”特大洪灾的成因及对策, 林业经济问题, 1998 增刊, 87, 92 〔3〕李夷荔等, 水土保持是减缓洪涝灾害的重要措施, 福建水土保持, 1995, 1: 20, 22 ) (〔4〕鹿世瑾, 森林植被对气候与水旱灾害的影响, 林业经济问题, 1998 增刊, 43, 49 ) (〔5〕俞新妥, 稳定的森林生态系统是闽江流域防洪减灾的基础, 林业经济问题, 1998 增刊, 34, 37 ) (〔6〕赵昭炳, 闽江洪涝灾害发生原因和防治对策, 林业经济问题, 1998 增刊, 27, 30 〔7〕李宝银, ) (试论森林与防灾减灾, 林业经济问题, 1998 增刊, 97, 99 1985, 1, 4 () 〔8〕林业部调查规划院, 福建省林业用地立地 一, 〔9〕陈其珊, 保持水土改善农业生态环境, 福建水土保持, 1993, 1: 11, 14 〔10〕福建省土壤普查办公室, 福建土壤, 福州, 福建科学技术出版社, 1991, 1, 39