(長(zhǎng)江科學(xué)院 水利部巖土力學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 武漢 430010)

1 研究背景

洪水是由暴雨、冰雪急劇融化、風(fēng)暴潮等自然因素引起江、河、湖、海水量在較短時(shí)間內(nèi)迅速增加，水位急劇上漲的自然災(zāi)害[1]，主要發(fā)生于春夏兩季，包括：氣溫上升和冰雪融化導(dǎo)致的春天洪水[2]、夏天的區(qū)域性暴雨洪水和局部的山洪爆發(fā)、風(fēng)暴潮洪水、潰壩洪水等，此外意大利等國(guó)家還面臨高潮期海水鹽堿化加重的風(fēng)險(xiǎn)[3-4]。洪水持續(xù)時(shí)間從數(shù)小時(shí)到數(shù)天、數(shù)月變化。瑞士防洪堤防只需在幾個(gè)小時(shí)或幾天內(nèi)抵御高水位[5]。荷蘭的海堤和湖堤高水位持續(xù)時(shí)間一般為1 d，沿河堤防高水位可持續(xù)數(shù)天[6]。我國(guó)屬于季風(fēng)氣候區(qū)，70%洪水集中發(fā)生在6—9月份，且時(shí)空分布不均勻，年際差異大，最長(zhǎng)達(dá)100余天，易形成流域性大洪水[7]。洪水具有隨機(jī)性和破壞性，直接威脅人類(lèi)社會(huì)的生存發(fā)展。

為避免和減輕洪災(zāi)損失，保障生命財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)人與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的和諧發(fā)展，人類(lèi)在與洪水斗爭(zhēng)的漫長(zhǎng)歷史中逐漸形成了一系列防洪工程措施與非工程措施。其中，防洪工程是人類(lèi)防洪減災(zāi)的基礎(chǔ)措施，主要有蓄、攔、泄等類(lèi)型[8]。堤防工程是目前防洪工程體系最重要的組成部分，在抵御洪水、增加河道行洪能力等方面發(fā)揮重要作用。此外，水庫(kù)大壩、分蓄洪工程、河道疏浚、海岸沙丘、風(fēng)暴潮擋板、防洪墻、水工建筑物等[9]也是防洪工程體系的重要組成部分。

由于自然條件、技術(shù)條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不同，各國(guó)在防洪安全標(biāo)準(zhǔn)、洪水管理與法律法規(guī)、防洪工程措施、防洪工程經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)等方面差異較大。本文通過(guò)對(duì)比分析歐美國(guó)家的堤防基本概況與防洪效益、堤防安全標(biāo)準(zhǔn)與堤防工程建設(shè)、堤防管理與法律法規(guī)政策、堤防工程日常養(yǎng)護(hù)與應(yīng)急搶險(xiǎn)等方面的特點(diǎn)，結(jié)合我國(guó)防洪措施特征，提出未來(lái)我國(guó)防洪減災(zāi)工作的重點(diǎn)與建議，以期為我國(guó)防洪體系的建設(shè)和完善提供參考。

2 堤防概況及其防洪效益

2.1 堤防概況

堤防作為防洪工程的最重要組成部分，是發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)、保障社會(huì)安定的重要基礎(chǔ)設(shè)施。表1為歐美主要國(guó)家的堤防規(guī)模及堤防在保護(hù)人口和保障經(jīng)濟(jì)建設(shè)方面的貢獻(xiàn)。

大部分堤防是沿江、河、湖分布，如：法國(guó)有9 000 km堤防，其中8 000 km為江河堤防[10]；瑞士作為一個(gè)內(nèi)陸國(guó)家，其堤防主要沿65 000 km河流和79個(gè)湖泊修建。也有一些沿海國(guó)家的堤防工程是沿海岸線修建。如：比利時(shí)有超過(guò)500 km的海堤[11]。荷蘭地處萊茵河和馬斯河下游三角洲，地勢(shì)低洼，40%國(guó)土面積低于海平面，海堤長(zhǎng)度超過(guò)1 000 km。與江河堤防工程相比，海堤側(cè)重于抵御風(fēng)暴潮洪水和波浪危害[12]。截止2017年底，中國(guó)堤防總長(zhǎng)度為41萬(wàn)km，其中長(zhǎng)江流域堤防總長(zhǎng)3.4萬(wàn)km，海堤1.45萬(wàn)km[13]，全國(guó)已建堤防保護(hù)人口6.1億人，保護(hù)耕地41萬(wàn)km2。

表1 歐美主要國(guó)家堤防概況統(tǒng)計(jì)

Table 1 Statistics of basic information of levees inEurope and the United States

國(guó)家堤防長(zhǎng)度/km防洪保護(hù)作用比利時(shí)700100萬(wàn)人口捷克4 000—英國(guó)8 000240萬(wàn)人口芬蘭801.5萬(wàn)人口,300萬(wàn)歐元產(chǎn)值意大利8 600600萬(wàn)人口法國(guó)9 000200萬(wàn)人口,2萬(wàn)km2德國(guó)10 0001 200萬(wàn)人口,20億歐元產(chǎn)值荷蘭3 5001 200萬(wàn)人口,4 000億～5 000億歐元產(chǎn)值西班牙7 000200萬(wàn)～300萬(wàn)人口瑞士65 500180萬(wàn)人口美國(guó)>16萬(wàn)數(shù)千萬(wàn)人口

國(guó)內(nèi)外堤防工程修建大多就地取材，采用淤泥、黏土、砂土、腐殖土、砂礫石等，且大多有復(fù)雜的修筑歷史，歷經(jīng)多次修復(fù)加培而成。按建筑材料結(jié)構(gòu)形式，主要有土堤、石堤、土石混合堤、漿砌石防洪墻、混凝土防洪墻、鋁制可移動(dòng)防洪擋板等[14]。河堤材料一般為淤泥和黏土，海堤材料一般為砂礫石和淤泥土層[15]。英國(guó)堤防表層填土大多有植被覆蓋，局部有拋石、土工格柵、土工布包裹，新建堤防含有黏土心墻[16]。我國(guó)堤防工程歷史久遠(yuǎn)，如：荊江大堤始建于公元345年，黃河下游堤防工程建于春秋中期。在經(jīng)歷不斷的填筑延伸，加高培厚，甚至潰決后再修復(fù)，尤其是新中國(guó)成立后，我國(guó)堤防工程從根本上得到改善，逐漸形成現(xiàn)在的面貌。

根據(jù)防洪標(biāo)準(zhǔn)要求、堤防結(jié)構(gòu)類(lèi)型等不同，各國(guó)在堤防高度、坡度和堤頂寬度差異較大。堤防高度一般在幾米以?xún)?nèi)，也有接近大壩規(guī)模的超高堤防。例如：德國(guó)堤防最高可達(dá)16 m；意大利河堤高度在0.5～11 m變化，平均高度為4 m；瑞士堤防高度在1～5 m之間，堤頂寬度為2～4 m；英國(guó)堤防大部分高度在1～6 m之間，堤頂寬度大多為2～5 m。捷克洪水大多是超過(guò)100 a一遇，相應(yīng)堤防或防洪墻高度為0.5～4 m[17]。我國(guó)主要流域的堤防工程設(shè)置安全超高值，根據(jù)超出設(shè)計(jì)洪水位以上的高度確定堤頂高度，長(zhǎng)江堤防堤身平均高度12 m，最大高16 m，超高值約為2 m；黃河堤防高度一般為7～10 m，超高值為3 m；淮河干堤高度為6～8 m，超高值為2 m[18]。

2.2 堤防防洪效益

與水力發(fā)電、供水、農(nóng)業(yè)灌溉工程等不同，堤防工程不直接創(chuàng)造財(cái)富，而是為社會(huì)安全、受益區(qū)發(fā)展經(jīng)濟(jì)和人民生活保障創(chuàng)造條件。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1950—2005年間，歐美地區(qū)發(fā)生至少50次大的洪災(zāi)，每年至少造成數(shù)十億歐元損失。表2統(tǒng)計(jì)了歐美各國(guó)主要的洪災(zāi)事件及后果損失情況。

表2 歐美重大的堤防洪水事件

洪水災(zāi)害發(fā)生頻次高、造成生命財(cái)產(chǎn)損失嚴(yán)重。據(jù)估計(jì)，至少5 000萬(wàn)歐洲人口面臨洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，防洪經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)20 000億歐元。預(yù)估到2050年，全世界范圍內(nèi)，至少15%的人口面臨洪水風(fēng)險(xiǎn)[19]。

我國(guó)也是世界上受洪水災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一，有2/3的國(guó)土面積面臨洪水位威脅，其中，華東和華南地區(qū)聚集了全國(guó)50%以上人口，2/3工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值，是遭受洪水災(zāi)害最嚴(yán)重的地區(qū)。長(zhǎng)江流域大概每10 a會(huì)發(fā)生一次較大洪水，如：1954年長(zhǎng)江流域洪災(zāi)，受災(zāi)人口1 888萬(wàn)，死亡3.3萬(wàn)人，直接經(jīng)濟(jì)損失100億元。1998年全流域大洪水受災(zāi)人口1億，死亡1 800人，直接損失超1 500億元。據(jù)《中國(guó)水旱公報(bào)》，2017年[20]，全國(guó)1936個(gè) 市縣遭受洪澇災(zāi)害，受災(zāi)人口5 514.90萬(wàn)人，因?yàn)?zāi)死亡316人、失蹤39人，倒塌房屋13.78萬(wàn)間，104座城市進(jìn)水受淹或發(fā)生內(nèi)澇，直接經(jīng)濟(jì)損失2 142.53億元，占當(dāng)年GDP的0.26%。2007—2017 年主要洪澇災(zāi)害指標(biāo)統(tǒng)計(jì)情況如圖1所示。

圖1 2007—2017年中國(guó)洪災(zāi)損失統(tǒng)計(jì)

由以上分析可知，世界范圍內(nèi)洪災(zāi)頻發(fā)，損失慘重，其中既有內(nèi)因也有外因，既有自然因素也有人為因素。圍湖造田及泥沙淤積嚴(yán)重，顯著減弱蓄洪能力，洪水易泛濫成災(zāi)。對(duì)洪泛區(qū)內(nèi)的土地利用不斷加劇，人為在河道上設(shè)置障礙影響行洪等。

1998年長(zhǎng)江大洪水后，我國(guó)在防洪工程建設(shè)的投資力度逐年增大、保障工程措施增多，并取得初步成效。長(zhǎng)江中下游基本形成了以堤防為基礎(chǔ)，三峽水庫(kù)為骨干，其他干支流水庫(kù)、蓄滯洪區(qū)、河道整治工程、平垸行洪、退田還湖等相配合的長(zhǎng)江防洪體系[21-22]。如圖2所示，2016年汛期，通過(guò)攔洪、錯(cuò)峰、削峰調(diào)度，降低城陵磯最高洪水位約1 m(攔蓄洪水29億m3)，漢口河段水位與警戒水位相比降低1.3 m(累計(jì)減少超警戒水位河段250 km)，明顯緩解了長(zhǎng)江中下游地區(qū)的防洪壓力，險(xiǎn)情數(shù)量規(guī)模與1998年相比顯著減小。

圖2 2016年汛期長(zhǎng)江重要水文站洪水位調(diào)控效果

3 堤防安全標(biāo)準(zhǔn)與堤防工程建設(shè)

3.1 堤防安全標(biāo)準(zhǔn)

歷史上江河洪水災(zāi)害和堤防失事破壞的各類(lèi)案例說(shuō)明，堤防的失事破壞種類(lèi)各異，主要有：漫頂破壞、堤坡滑動(dòng)失穩(wěn)、滲透變形破壞(管涌和集中滲漏)和沖刷侵蝕(護(hù)坡失穩(wěn))這4種形式[23]。當(dāng)前，主要依據(jù)保護(hù)對(duì)象的最高防洪標(biāo)準(zhǔn)確定堤防工程的防洪安全標(biāo)準(zhǔn)，與保護(hù)對(duì)象的重要性、洪水災(zāi)害的嚴(yán)重性直接相關(guān)[24]。對(duì)堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)的表示方式分為：以調(diào)查、實(shí)測(cè)的某次大洪水或適當(dāng)加成表示；以洪水的重現(xiàn)期表示；以可能最大洪水表示等[25]。其中，以防御的洪水或者潮水的重現(xiàn)期表示堤防安全標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)際通用做法。

根據(jù)重現(xiàn)年，世界各國(guó)采用的堤防標(biāo)準(zhǔn)各不相同。大多根據(jù)本國(guó)具體情況，按堤防工程的重要性和預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益確定堤防安全標(biāo)準(zhǔn)。法國(guó)的堤防保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)是由區(qū)域利益相關(guān)者控制，沒(méi)有統(tǒng)一的安全標(biāo)準(zhǔn)，在農(nóng)業(yè)區(qū)堤防保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)是5～10 a一遇；在人口密集城鎮(zhèn)區(qū)標(biāo)準(zhǔn)是20～100 a一遇；羅納河南部堤防保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)提高到100 a一遇[26]。德國(guó)根據(jù)綜合費(fèi)用收益比、環(huán)境影響等因素，制定了詳細(xì)的防洪標(biāo)準(zhǔn)，并以重現(xiàn)年表示為5～500不同等級(jí)[27]。根據(jù)堤防建筑物高度和潛在損失可能性，將堤防保護(hù)工作分為3個(gè)等級(jí)(如表3所示)。

表3 德國(guó)堤防保護(hù)工作分級(jí)

美國(guó)規(guī)定江河堤防標(biāo)準(zhǔn)采用歷史最大洪水位，對(duì)密西西比河采用比歷史最大洪水位高25%的標(biāo)準(zhǔn)，即高于100 a一遇。美國(guó)陸軍工程師兵團(tuán)建議城市堤防標(biāo)準(zhǔn)為200 a一遇，城鎮(zhèn)標(biāo)準(zhǔn)為100 a一遇，農(nóng)村地區(qū)為50 a一遇[28]。荷蘭堤防安全標(biāo)準(zhǔn)較高，海堤防洪標(biāo)準(zhǔn)要求達(dá)到10 000 a一遇，河堤防洪標(biāo)準(zhǔn)要求達(dá)到1 250 a一遇?？傮w而言，國(guó)際上，堤防安全標(biāo)準(zhǔn)一般為100 a一遇，在洪水高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，安全標(biāo)準(zhǔn)可達(dá)1 000 ～10 000 a一遇。

我國(guó)建設(shè)部頒布了《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50201—2014)，作為洪水安全標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。按照《防洪標(biāo)準(zhǔn)》，我國(guó)堤防工程分為5級(jí)[29](如表4)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止2017年底，5級(jí)及以上堤防長(zhǎng)度為27萬(wàn)km。

表4 中國(guó)堤防工程分級(jí)

3.2 堤防工程建設(shè)

近年來(lái)世界各國(guó)的堤防和防洪工程投資建設(shè)規(guī)模逐年增大，對(duì)于歐美國(guó)家，堤防工程投資一般由聯(lián)邦政府和非聯(lián)邦政府部門(mén)共同承擔(dān)，包括州政府、地方部門(mén)和部分收益大的私人團(tuán)體等。例如，法國(guó)的堤防工程費(fèi)用主要來(lái)自于國(guó)家、省和流域機(jī)構(gòu)。英國(guó)的堤防風(fēng)險(xiǎn)管理活動(dòng)主要由納稅人資助，大部分來(lái)自于中央政府，小部分來(lái)自于當(dāng)?shù)卣鞫惡秃献髻Y助[30]。2015年英國(guó)提出“六年資助項(xiàng)目”，用于堤防工程投資，其中有23億英鎊由中央政府資助，至少15%來(lái)自合作伙伴資助。該投資項(xiàng)目期望能更好保護(hù)30萬(wàn)當(dāng)?shù)鼐用窈褪找?03億英鎊回饋社會(huì)。美國(guó)聯(lián)邦政府承擔(dān)至少50%的防洪資金，非聯(lián)邦部門(mén)承擔(dān)25%～50%[31-32]。美國(guó)陸軍工程師在1927年密西西比河發(fā)生特大洪水后，開(kāi)始在上游修筑堤防、水庫(kù)，在中游修建鋼筋混凝土防洪墻，在下游修筑堤防、分洪道、河道整治工程等。密西西比河的河道整治措施還包括裁彎取直、修筑護(hù)岸工程、丁壩和順壩以及疏浚河道等。

荷蘭防洪工程特點(diǎn)是工程規(guī)模大、標(biāo)準(zhǔn)高，目前荷蘭已建成較完整的防洪工程體系，包括須德海攔海造地工程、三角洲工程以及運(yùn)河、水閘、泵站、排水溝等[33]。荷蘭修建的大壩均為土壩，且都具有防洪功能，其中阿斯夫勒特壩是世界上體積最大的大壩之一。意大利政府實(shí)施“大都市防洪計(jì)劃”，已投資13億歐元用于堤防修建和管理，優(yōu)先降低大都市和城鎮(zhèn)洪水風(fēng)險(xiǎn)。此外，威尼斯土地復(fù)墾財(cái)團(tuán)在其所轄區(qū)域內(nèi)每年投資30萬(wàn)歐元用于防止和修復(fù)鼴鼠導(dǎo)致的堤防破壞。意大利獨(dú)具特色的棱角石海堤，稱(chēng)為murazzi，始建于18世紀(jì)，主要用于保護(hù)威尼斯城市免受洪水災(zāi)害。

2005年以前，瑞士堤防的結(jié)構(gòu)型式是在河道兩側(cè)內(nèi)部先布置小的內(nèi)部堤防，并在其外側(cè)分別布置75～100 m寬的洪泛平原和左右岸堤防，見(jiàn)圖3(a)。2005年后，瑞士堤防建設(shè)去除內(nèi)側(cè)堤壩和洪泛平原結(jié)構(gòu)型式，加寬加深河底，使得洪水有更大的運(yùn)動(dòng)空間和衰減沖擊能力，達(dá)到降低洪水風(fēng)險(xiǎn)[34],見(jiàn)圖3(b)。

圖3 瑞士堤防結(jié)構(gòu)型式

與國(guó)外堤防工程相比，我國(guó)堤防線路最長(zhǎng)，防洪任務(wù)艱巨，防洪工程保護(hù)人數(shù)和社會(huì)財(cái)產(chǎn)巨大。新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)堅(jiān)持“蓄泄兼籌、以泄為主”的防洪治理方針，遵循“江湖兩利，上中下游協(xié)調(diào)，左右岸兼顧”的原則，采取綜合治理分階段、分區(qū)提高防洪能力的戰(zhàn)略措施，建設(shè)了一系列大規(guī)模的防洪工程項(xiàng)目。表5統(tǒng)計(jì)了近5 a我國(guó)在防洪工程建設(shè)方面的投入[35]。

表5 中國(guó)防洪工程建設(shè)與投資

4 法律規(guī)范與堤防管理

4.1 法律規(guī)范

法律規(guī)范是堤防工程建設(shè)和管理的重要技術(shù)依據(jù)和法律支撐。歐美國(guó)家在堤防標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系建設(shè)方面有很多值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)。美國(guó)聯(lián)邦政府頒布了《洪水控制法》《應(yīng)急水災(zāi)保險(xiǎn)法》等多部全國(guó)性防洪法律法規(guī)，各州也制定相應(yīng)的法律法規(guī)，形成了聯(lián)邦和州完整的兩級(jí)洪災(zāi)防治法律體系，總共頒布1 000多部洪災(zāi)防治法律法規(guī)。美國(guó)陸軍工程兵團(tuán)負(fù)責(zé)全國(guó)堤防工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理，以及防洪標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的制定，形成一整套分類(lèi)體系，如：工程技術(shù)指南、工程技術(shù)手冊(cè)、工程技術(shù)規(guī)則、工程技術(shù)文件等[36]。英國(guó)堤防工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)由政府組織、制定和修訂，實(shí)行技術(shù)法規(guī)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合的防洪控制體系。英國(guó)政府主要負(fù)責(zé)法規(guī)法令，相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定。法國(guó)在防洪方面比較重視非工程措施的建設(shè)，其洪水災(zāi)害的救災(zāi)經(jīng)費(fèi)主要由保險(xiǎn)公司、教會(huì)、紅十字會(huì)、慈善機(jī)構(gòu)等社會(huì)團(tuán)體負(fù)責(zé)[37]。

在防洪法律法規(guī)方面，我國(guó)制定了《水法》《防洪法》《河道管理?xiàng)l例》《長(zhǎng)江河道采砂管理?xiàng)l例》等國(guó)家法律條例。現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范30余項(xiàng)，其中國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)8項(xiàng)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50201—2014)是防洪規(guī)劃編制單位普遍遵循和采用的綱領(lǐng)性文件?！兜谭拦こ淘O(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50286―2013)、《海堤工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB/T 51015—2014)等對(duì)于規(guī)范堤防工程設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等具有指導(dǎo)性意義。

4.2 堤防管理

世界各國(guó)的堤防管理主要由國(guó)家政府、地方政府、地方部門(mén)和私人團(tuán)體等負(fù)責(zé)。各國(guó)在堤防管理上都成立相應(yīng)的機(jī)構(gòu)與負(fù)責(zé)部門(mén)。捷克的堤防管理機(jī)構(gòu)主要為河道機(jī)構(gòu)和國(guó)營(yíng)企業(yè)，而市政府是堤防保護(hù)規(guī)劃的主要負(fù)責(zé)人。德國(guó)的堤防保護(hù)監(jiān)督管理是由16個(gè)聯(lián)邦州政府負(fù)責(zé)，每個(gè)聯(lián)邦州的堤防管理機(jī)構(gòu)都不一樣，并且有不同的水法規(guī)定。有些州的防洪任務(wù)和堤防養(yǎng)護(hù)是由州政府負(fù)責(zé)，其他州的防洪保護(hù)任務(wù)由委員會(huì)、水管理社團(tuán)、個(gè)人或組織負(fù)責(zé)，州政府只有監(jiān)督管理功能[38-39]。意大利水文地質(zhì)保護(hù)研究所最近開(kāi)發(fā)了意大利堤防數(shù)據(jù)庫(kù)(Italian Levee Database, INLED)，收集堤防和歷史上重要流域失事事件的重要信息，用于評(píng)估堤防的安全風(fēng)險(xiǎn)。意大利土地復(fù)墾財(cái)團(tuán)負(fù)責(zé)管理50%的國(guó)土面積，包括所轄區(qū)域的防洪工程建設(shè)管理[40]。

由于歐洲部分河流流經(jīng)多個(gè)國(guó)家，不同國(guó)家間的流域協(xié)調(diào)合作管理是一大特色。比利時(shí)的Scheldt流域連接比利時(shí)與荷蘭，比利時(shí)實(shí)施流域管理計(jì)劃，將流域分為11個(gè)子流域，每個(gè)子流域由流域管理層、流域秘書(shū)處、流域理事會(huì)等協(xié)商組織機(jī)構(gòu)。通過(guò)綜合水政策協(xié)調(diào)委員會(huì)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)不同層次的水政策。2015年，比利時(shí)還建立堤防網(wǎng)絡(luò)知識(shí)平臺(tái)，通過(guò)堤防管理和技術(shù)服務(wù)共同加強(qiáng)知識(shí)交流和堤防管理的專(zhuān)業(yè)化。表6列出了歐美主要國(guó)家的堤防管理機(jī)構(gòu)與相關(guān)法律法規(guī)。

表6 歐美主要國(guó)家堤防管理與法規(guī)

我國(guó)實(shí)行由流域管理機(jī)構(gòu)按水系統(tǒng)一管理和行政區(qū)劃分級(jí)管理相結(jié)合的管理體制，主要包括長(zhǎng)江、黃河、淮河、海河、珠江、松遼和太湖7大流域管理機(jī)構(gòu)。各流域機(jī)構(gòu)在堤防工程管理中承擔(dān)的角色不盡相同。行政區(qū)劃分級(jí)管理機(jī)構(gòu)主要為32省、直轄市與自治區(qū)水利行政主管部門(mén)，負(fù)責(zé)各行政區(qū)范圍內(nèi)堤防防洪具體任務(wù)。

表7 歐洲主要國(guó)家堤防養(yǎng)護(hù)與巡查情況統(tǒng)計(jì)

Table 7 Statistics of levee maintenance and inspection in main countries of Europe

國(guó)家巡視檢查安全監(jiān)督安全評(píng)估費(fèi)用捷克對(duì)類(lèi)別Ⅳ的堤防開(kāi)展年度外觀檢查洪水期間和洪水后、重大防洪保護(hù)計(jì)劃開(kāi)始前,開(kāi)展安全監(jiān)督,此外還有獨(dú)立檢查機(jī)制堤防設(shè)計(jì)階段開(kāi)展安全評(píng)估堤防表面養(yǎng)護(hù)1 000～2 000歐元/(km·a),復(fù)雜區(qū)段養(yǎng)護(hù)費(fèi)用可達(dá)數(shù)百萬(wàn)歐元比利時(shí)分為日常檢查、專(zhuān)家檢查和不定期檢查每1～6 a開(kāi)展一次地形測(cè)繪和水深調(diào)查每6 a開(kāi)展一次海岸安全評(píng)估堤防加固工作花費(fèi)(200～400)萬(wàn)歐元/(km·a)法國(guó)堤防管理部門(mén)負(fù)責(zé)檢查,包括完整的初期檢查、運(yùn)行檢查、3～6 a周期的詳細(xì)檢查、完整檢查、汛前檢查、汛中檢查、汛后檢查由法國(guó)州政府負(fù)責(zé),包括初期檢查、定期檢查、汛中檢查、汛后檢查、特殊檢查。定期檢查周期根據(jù)堤防級(jí)別從1～10 a變化安全評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)分析,對(duì)于A等級(jí)堤防至少每10 a做一次,對(duì)于B等級(jí)堤防每15 a做一次,對(duì)于C等級(jí)堤防每20 a做一次。這是決策信息依據(jù)花費(fèi)400萬(wàn)歐元調(diào)研530 km堤防,養(yǎng)護(hù)工作花費(fèi)4 400～8 500歐元/(km·a),管理花費(fèi)2 000～38 000歐元/(km·a)德國(guó)常規(guī)堤防檢查至少每年1次,洪水事件后增加額外檢查聯(lián)邦州政府監(jiān)督堤防險(xiǎn)情管理每5～10 a做一次詳細(xì)的堤防安全評(píng)估,并提交現(xiàn)狀分析報(bào)告典型的修建或復(fù)原1 km長(zhǎng)堤防的費(fèi)用隨著邊界條件的變化很大,每公里(10～250)萬(wàn)歐元/km意大利法律上沒(méi)有定期檢查,但皇家法令規(guī)定河道支流開(kāi)展每周巡邏式檢查自從2004年2月開(kāi)始執(zhí)行洪水事件管理的立法參考,定義國(guó)家的和地區(qū)的預(yù)警系統(tǒng)法律上沒(méi)有安全評(píng)估的規(guī)定直接由政府和財(cái)團(tuán)資助荷蘭外觀檢查,按周、月進(jìn)行全局檢查,年度深度檢查—法律規(guī)定,每12 a開(kāi)展量化的安全評(píng)估堤防修復(fù)費(fèi)用,對(duì)于簡(jiǎn)單情況100萬(wàn)歐元/(km·a),復(fù)雜情況3 000萬(wàn)歐元/(km·a)。堤防日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用5萬(wàn)歐元/(km·a)

5 堤防工程養(yǎng)護(hù)與應(yīng)急搶險(xiǎn)

5.1 堤防工程養(yǎng)護(hù)

各國(guó)根據(jù)本國(guó)的工程、法律法規(guī)和管理特點(diǎn)，建立堤防工程的日常養(yǎng)護(hù)與應(yīng)急搶險(xiǎn)相應(yīng)的工作程序。堤防的養(yǎng)護(hù)一般分為日常檢查、安全監(jiān)督和長(zhǎng)期評(píng)估等。國(guó)外部分國(guó)家堤防養(yǎng)護(hù)與巡查情況統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表7。

比利時(shí)每1～6 a做一次地形測(cè)繪和水深測(cè)量檢查，每1～3 a開(kāi)展一次水防御野外調(diào)查，每6 a開(kāi)展一次海岸安全評(píng)估，堤防工程加固費(fèi)用約(200～400)萬(wàn)歐元/km。德國(guó)堤防養(yǎng)護(hù)的任務(wù)由聯(lián)邦州管理機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)，堤防養(yǎng)護(hù)費(fèi)用根據(jù)高度、堤基、堤身材料、保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)等不同，在(10～250)萬(wàn)歐元/km變化[41]。法國(guó)提前安排或者是在巡查結(jié)束后確定養(yǎng)護(hù)工作，而修復(fù)是在完整的安全評(píng)估后進(jìn)行，堤防工程加固需要花費(fèi)(100～200)萬(wàn)歐元/km[42]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2007—2013年法國(guó)耗資400萬(wàn)歐元調(diào)查530 km堤防。捷克主要通過(guò)除草進(jìn)行堤防養(yǎng)護(hù)，每年大約花費(fèi)1 000～2 000歐元/km。據(jù)估計(jì)，在捷克迪耶河上，堤防修復(fù)費(fèi)用是200萬(wàn)歐元/km，其中1萬(wàn)歐元用于修復(fù)歐洲海貍導(dǎo)致的堤防破壞[43]。

我國(guó)堤防工程養(yǎng)護(hù)修理可分為養(yǎng)護(hù)、歲修、大修和搶修，遵循“以防為主，防重于修，修重于搶”的原則。根據(jù)結(jié)構(gòu)和材料不同，采取相應(yīng)養(yǎng)護(hù)方法和措施對(duì)堤頂、堤坡、生物防護(hù)工程進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

5.2 應(yīng)急防范

洪水應(yīng)急防范管理上，捷克啟動(dòng)國(guó)家級(jí)、地區(qū)級(jí)和流域級(jí)的洪水委員會(huì)，以應(yīng)對(duì)洪水災(zāi)情。該委員會(huì)由州政府代表、消防員、河道管理局、水文調(diào)查、技術(shù)監(jiān)督等部門(mén)人員組成。法國(guó)地方管理層要求主要的社會(huì)團(tuán)體必須實(shí)施公共安全保衛(wèi)計(jì)劃(Plan of Common Security, PCS)。PCS計(jì)劃包括險(xiǎn)情管理組織規(guī)范化，規(guī)定PCS啟動(dòng)條件，組織預(yù)警、防護(hù)、救援等。德國(guó)堤防洪水管理大多是在州聯(lián)邦政府監(jiān)督下，由地方消防部門(mén)負(fù)責(zé)施行。嚴(yán)重洪水期間，技術(shù)救援組織(Technical Assistance Organization，TAO)、志愿者和軍隊(duì)共同完成抗洪搶險(xiǎn)工作。每一次洪災(zāi)后，從技術(shù)手段和水文特征出發(fā)，編制洪水事件分析報(bào)告。在堤防險(xiǎn)情管理上，意大利皇家法令規(guī)定河道支流每周定期開(kāi)展巡邏式檢查，嚴(yán)格執(zhí)行洪水服務(wù)制度和最新的洪水事件管理參考法規(guī)Direttiva。荷蘭洪水風(fēng)險(xiǎn)管理的難點(diǎn)是惡劣天氣條件下的風(fēng)暴潮防洪任務(wù)[44]。美國(guó)和英國(guó)等國(guó)家構(gòu)建了完備的防洪保險(xiǎn)制度，實(shí)行強(qiáng)制性洪水保險(xiǎn)與政府救助或政府信貸措施，有效降低洪災(zāi)對(duì)民眾的財(cái)產(chǎn)損失[45]。美國(guó)注重預(yù)警預(yù)報(bào)機(jī)制建設(shè)，成立聯(lián)邦、州兩級(jí)預(yù)警中心，采用貝葉斯定理對(duì)洪水災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警預(yù)報(bào)。重大險(xiǎn)情可提前十幾天發(fā)現(xiàn)，空間精度可達(dá)到80 km[46]。

中國(guó)建立起了以預(yù)防為主、各部門(mén)各行其責(zé)的防災(zāi)減災(zāi)體系，從思想、組織、工程、預(yù)案、物料、通信、防汛抗旱檢查等方面做好準(zhǔn)備工作。建立預(yù)防和預(yù)警機(jī)制，及時(shí)向公眾傳達(dá)氣象、水情、工情、險(xiǎn)情和災(zāi)情信息。建立洪水災(zāi)害管理預(yù)案和應(yīng)急處理制度，包括洪水調(diào)度方案、工程運(yùn)用方案、抗洪搶險(xiǎn)方案、人員轉(zhuǎn)移安置方案等。進(jìn)入汛期，防汛管理部門(mén)實(shí)行24 h值班制度，全程跟蹤雨情、水情、工情等。組建防汛搶險(xiǎn)隊(duì)伍，保障充足的防汛物資、建設(shè)國(guó)家防汛指揮信息化系統(tǒng)、保障通信、供電、交通、醫(yī)療等。做好災(zāi)后重建恢復(fù)工作，組織安置災(zāi)民，保障災(zāi)民的基本生活供給。

6 討論與結(jié)論

本文介紹了歐美主要國(guó)家的堤防工程和防洪主要特點(diǎn)，對(duì)比分析歐美各國(guó)在堤防概況及其防洪效益、堤防安全標(biāo)準(zhǔn)與堤防工程建設(shè)投資、堤防管理與法律法規(guī)政策、堤防工程日常養(yǎng)護(hù)與應(yīng)急搶險(xiǎn)等工程與非工程措施的特點(diǎn)。盡管世界各國(guó)都修建了不同的堤防工程來(lái)降低洪災(zāi)頻率、縮短淹沒(méi)周期、減少洪水損失，但人類(lèi)在堤防工程與洪水管理上仍面臨許多難題，無(wú)法利用堤防工程實(shí)現(xiàn)對(duì)洪水的完全控制。當(dāng)前，堤防結(jié)構(gòu)變化監(jiān)測(cè)預(yù)警與失事模擬分析、堤防實(shí)時(shí)健康安全監(jiān)測(cè)、堤防結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)獲取與信息化管理、堤防工程安全評(píng)估等仍屬于國(guó)際上堤防與防洪科學(xué)研究的難點(diǎn)和重點(diǎn)。雖然我國(guó)在堤防工程建設(shè)、防洪管理等方面取得一定成就，但與歐美國(guó)家相比，仍存在一些不足。

在堤防規(guī)模上，我國(guó)堤防總長(zhǎng)與保護(hù)的人口及耕地超過(guò)歐美國(guó)家之和，導(dǎo)致我國(guó)堤防防洪任務(wù)更加重大。歐洲國(guó)家的堤防所涉及國(guó)際河流較多，需要多國(guó)聯(lián)合防洪，而我國(guó)堤防主要分布于國(guó)內(nèi)大江大河及其支流上，堤防防洪不涉他國(guó)聯(lián)合調(diào)度，相對(duì)比較獨(dú)立，防汛搶險(xiǎn)效率更高。另外，由于我國(guó)所處氣象條件與地形地貌條件復(fù)雜，導(dǎo)致洪水特征復(fù)雜，對(duì)堤防防洪提出了更高的要求。因此，需要通過(guò)不斷加強(qiáng)堤防防洪的工程措施與非工程措施建設(shè)，才能抵御洪水災(zāi)害。歐美國(guó)家，根據(jù)各自的堤防規(guī)模、防洪建設(shè)歷史以及洪水險(xiǎn)情等情況進(jìn)行建設(shè)與維護(hù)，其成本相對(duì)較高。雖然我國(guó)年度投資總量明顯高于歐美國(guó)家，但是由于我國(guó)堤防線路長(zhǎng)，仍然存在相當(dāng)部分堤防防洪能力較低，特別是一些支流堤防。因此，我國(guó)堤防防洪能力建設(shè)缺口較大，仍需大力提升。通過(guò)堤防工程擋水、水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度等工程措施與非工程措施實(shí)施，洪水減災(zāi)效果顯著，對(duì)維持人類(lèi)與自然和諧發(fā)展具有重要意義。特別是我國(guó)三峽及其上游水庫(kù)群的聯(lián)合調(diào)度，對(duì)抵御長(zhǎng)江中上游洪水具有顯著的戰(zhàn)略意義，明顯減輕了長(zhǎng)江中下游遭受洪水侵害。

我國(guó)堤防安全標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)荷蘭等國(guó)家明顯偏低，堤防防洪安全標(biāo)準(zhǔn)基本在100 a以?xún)?nèi)，只有極少數(shù)達(dá)到200 a一遇。隨著全球氣候的變化和急劇惡劣天氣的概率增加，一旦遭遇500 a，甚至1 000 a一遇特大洪水，極易引發(fā)嚴(yán)重洪災(zāi)，明顯不滿足新時(shí)期我國(guó)防洪需求。為此，我國(guó)還應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)堤防工程建設(shè)投資和工程質(zhì)量管控，健全現(xiàn)有防洪法律體系，提高防洪安全標(biāo)準(zhǔn)。

在堤防管理與法律法規(guī)方面，歐美國(guó)家有較完善的管理經(jīng)驗(yàn)，并且將保險(xiǎn)機(jī)制納入防洪管理體系，使防洪減災(zāi)措施多元化，這一點(diǎn)值得我國(guó)借鑒。

在防洪預(yù)警與應(yīng)急防范方面，我國(guó)仍需加快建立水災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移機(jī)制，發(fā)揮洪水保險(xiǎn)的保障作用，利用市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)充分分擔(dān)水災(zāi)損失與風(fēng)險(xiǎn)。加強(qiáng)防洪技術(shù)與高新技術(shù)的系統(tǒng)融合?；诖髷?shù)據(jù)云平臺(tái)，研究防汛搶險(xiǎn)與預(yù)警信息平臺(tái)，建立防洪工程安全性評(píng)價(jià)專(zhuān)家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)防洪工程的實(shí)時(shí)安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警。引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)搶險(xiǎn)技術(shù)裝備，加快科技研發(fā)，提高應(yīng)急搶險(xiǎn)技術(shù)裝備水平。此外，借鑒歐美國(guó)家防洪經(jīng)驗(yàn)，未來(lái)我國(guó)應(yīng)加強(qiáng)防洪工程與非工程相結(jié)合的措施，從重視洪水機(jī)理研究、加強(qiáng)法律管理、提高堤防工程運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估水平和堤防工程隱患探測(cè)、應(yīng)急搶險(xiǎn)與快速修復(fù)等方面突破，以提升我國(guó)防汛減災(zāi)綜合實(shí)力。