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防洪与防雷

已有 741 次阅读 2020-7-20 17:02 |系统分类:观点评述| 悬河, 分流, 合力, 红线

洪水是一种自然现象,类似于雷电,或许需要借助技术的手段,才能将防洪抗洪能力提升至更高水平。作为外行,仅提出一些粗浅想法,以作他山之石。

洪水并不是年年有,而生产生活却随时都要继续,越靠近水边越是宜居之地,鉴于洪水形成的周期性,不可能只为了极端情形下的洪水,而留出大块的空地来专门容纳洪水,加之河道、水库、湖泊、沟渠等逐年泥沙淤积,深度变浅,总体容量变小,造成人与水“争地”的矛盾愈发突出。

整个流域同时进入雨季,洪水总量毕竟摆在那里,总得要有暂时容纳的空间以及过渡的时间,如果在洪水季节,还是依照惯常的思路,无论湖泊也好,支流也罢,都拼命地往主河道里排,而下泄又需要时间,那么,“挤”出问题只是迟早的事。于是,干脆换个思路,反其道而行之,尽可能提前主动分流,充分利用整个流域蓄滞洪,包括所有暂时未受到威胁的沿岸区域(一米以上排洪深度会造成危害,半米以下基本可承受),给洪水留出更广阔的回旋空间。

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过去洪水水位持平于两岸高度,随着河床升高,堤防也在不断被加高,大量“悬河段”的出现,形势早已悄然发生变化,使得防守方开始有条件考虑实施无动力分流(分摊洪水),否则,加高堤防这场“军备竞赛”照此继续下去,总有跟不上的那一天。

大型防洪设施难以实现精准调控,且“大”有大的难处(延迟或过度调控),以纵向分布于河道的水库为例,主要是通过对上游来水的调蓄,暂时延缓洪峰的形成,这样的手段对于一次性的洪水无疑有效,但倘若长期持续叠加来水并考虑到未来的不确定性,高位运行状态下,调节库容越来越有限,只能被迫加大下泄流量,看似解决了老问题,却又带来一系列新问题,故实际难以应对长时间大范围的洪水季。

这就好比供电系统中“串联”使用的“避雷器”,仅仅只是改善了时间-电流关系曲线,抑制电压“幅值”,然而最终还是要通过与被保护设备“并联”的避雷器将雷电流直接“泄放”至大地(多余的水量横向排出堤外)。水利系统防洪与电力系统防雷存在高度的类比性,包括大量术语参数,均可找到一一对应关系:堤防高度-线路主绝缘、分洪装置-防雷器、分洪流量-通流容量、保证水位-残压、散浸-泄漏......

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除了大型的工程手段,防洪还必须依靠密集且短平快的分流装置(类似于电力系统中不同容量、型式各异的避雷器),借助中小型化的装置,才可能扩大分流作业面(如高水位的湖泊、支流等),便于“阵形”的展开,协同迟滞洪水的集中汇聚,而不是完全聚焦于主河道,开启关停也更为灵活,既可以打“提前量”,又可作为临时应急措施,由此发挥出“集腋成裘”的功效。洪水的危害性仅局限于“峰值”来袭的那么两三天,只要确保关键地段不决口,便可平安度汛。

关于分流装置,要确保其开合自如,长效可靠,操作简便,因地制宜,根据其周边容量来灵活分布实施,而非开闸之后便一泻千里,悬河段采用虹吸管则完全利用自然力,从而解放人力。泥沙原本是因自然力“搬运”而大量沉积,那么同样还需再度借助自然力将其“搬离”河道,所以,汛期反而是大量“抽取”泥沙最好的时机(与其扬汤止沸,不如釜底抽薪),以此形成良性循环,顺便还可以补充地下水。

在现有堤防条件下,哪怕普遍再加高半米,都要耗费巨大的人力物力,而一旦任一处出现薄弱环节,都可能被意外“突破”,从而使全线功亏一篑。因此,只能立足于现有保证水位线,将超出这一“红线”的水量悉数排出堤外,即便各方因主动“接纳”洪水遭受损失也明显好过意料之外的“溃口”,当全流域大面积的主动分流形成合力,反过来又可普遍减轻个体局部所面临承受的压力,自此不必再增高或缓增堤防(参考电力系统概念:绝缘配合)。

无论百年一遇还是千年一遇,提前拥有切实可行的装置设施,做好充分多样的技术储备,预想到各种等级的峰值风险,具备可靠完备的引导控制能力,才可能远远甩开这把“达摩克里斯之剑”。

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