日本在修建防御山洪灾害工程时转变理念 健全机制

日本近代在其经济快速发展期间，也曾面临山洪灾害加重的局面。对此，日本加大水土流失治理力度，在修建防御山洪灾害工程的同时，转变理念，研究山洪泥石流形成机理，加强灾害防御机制建设，力求维持和修复大自然的平衡。

治山治水的最高境界：维持与修复大自然的平衡

第二次世界大战之后，由于多年山河失修，日本全国有100多条主要河流的河床都处于淤积抬升的状态，出现了水患频发的局面。1946年至1959年的14年间，日本水灾损失占国民收入比例高达4.4%，其中1947年与1953年超过了10%。20世纪50年代末日本战后经济已转入复苏。1959年伊势湾台风造成了5098人丧生。为此，日本政府在启动“国民收入倍增计划”的同时，通过了《治山治水紧急措施法》，其中第三条规定要实行治山治水五年计划。同时通过了《治水特别会计法》，明确了治山治水计划的投资来源及比例。其后随着《灾害对策基本法》《新河川法》等一系列法律制度的建立，日本的治水事业真正走上了长期、有计划、逐步推进的轨道。其中前6个五年计划实施期间，正是日本经济快速发展时期，几乎每过5年，按法律规定的比例治山治水投资就翻一番。至第8个五年计划，日本治山治水投资已增至202600亿日元（折合人民币约13000亿元），可见其投资力度之大。随着管理体制的不断完善，通过依法治水、计划治水、科学治水，日本将水灾损失占国民收入的比重基本已控制在0.5%以下。

日本将山地灾害（崩塌、滑坡、泥石流）与水土流失统称为“土砂灾害”，其防治技术称为“砂防”。据2001年日本国土交通省发布的“土砂灾害防止对策基本方针”公布的资料显示，日本已对“土砂灾害”可能危害5户以上人家的18万处危险点采取了工程治理措施。早期“砂防工程”规划设计考虑的因素比较简单，主要是如何有利于滞水拦沙，同时保证工程自身的安全，避免强暴雨中被冲垮，产生“零存整取”的恶果。后来发现砂防工程的建设也须考虑如何不给生态系统带来危害。例如野生螃蟹要逆溪流而行，到山上去繁育后代，拦砂坝建得过高，就阻断了螃蟹的繁衍通道，即使有螃蟹绕道爬了上去，新生的小螃蟹下山时，会从拦砂坝高高的跌坎上摔下来，又落个非死即伤的悲剧。为此，日本对拦砂坝的适宜高度和形态就开展了专门的研究，并做出了相关的规定。

随着对环境问题的认识不断深入，砂防事业与景观、生态系统等自然环境进一步协调的要求也不断提高，进行“以与自然共生为目标的砂防建设”成了新的追求。

另一个更重要的问题是近20年陆续显现出来的——全国100多条曾经淤积抬高的河流转为冲刷下切。由于砂防工程过于追求泥沙不出沟，众多河流因泥沙补给不足，出现了“清水下切”的现象。当河床下切超过一定的限度，就引发出一系列的问题，例如，过河桥墩底座外露，危及桥梁安全；一些已经建好的河床护岸向河中滑塌，危及堤防的安全等。这些问题出现后多少总能找到修补的对策，但其后一个更为严峻现实的出现，不得不引起工程界的认真反思———由于经过日本沿海的大洋环流会不断带走一些泥沙，在得不到河流泥沙补给的情况下，海岸线侵蚀的现象日趋严重。对于国土狭窄的日本来说，这可是个重大的威胁。为此，在1999年至2003年实施的第二个河川技术开发五年计划中，“保护水循环与泥沙运动的连续性”被列为21世纪河川整治技术研究的4大课题之首。根据该项研究的成果，过去一些确保泥沙不出沟的砂防工程被改造成仅拦流木与巨石，而透水漏沙的结构形式。我国目前在中小河流、山区河流治理中的投入力度正在不断加大，如能从日本的这些教训中有所感悟，将会少走许多弯路。

严防因山区施工建设 加剧水土流失与山地灾害

日本列岛因欧亚板块与太平洋板块挤压而隆起，国土中近七成为山地，具有多火山、多地震、岩石易风化的特点。日本处于大陆性气流与海洋性气流相交地带，也是低气压必经之路，是同纬度降雨最多的地带，平均年降雨量为1800毫米，加之降雨强度大，易于引发山洪、滑坡与泥石流。据统计，日本全国容易发生泥石流的区域有7万多处，容易发生滑坡的区域有1万多处，存在危险的山体斜坡8万多处。日本的河流源短流急，洪水暴涨暴落，流域中平原区所占面积很小，受山区来水来砂影响显著，因此，“治水必治山”成了世代相传的理念。

1868年日本明治维新成功之后，随着工业化的起步，人类活动对山区的影响逐步加大。日本琵琶湖附近一处叫做“草津川放水路”的工程，草津川在日本以“地上悬河”著称，河底高出两侧草津市区5~6米，东海道本线水平地从河底开了条隧洞就穿河而过了。据资料介绍，草津川成为地上悬河，完全是近代的事情。明治初期，由于山丘区大规模修建公路铁路，短期内异常的“土砂流出”使得该河河床迅速抬升，堤防被迫不断加高，屡建屡溃，草津川成了高悬于地面之上给当地造成深重洪水灾难的一条害河。

所谓“草津川放水路”，实际上是一项人工河流改道工程，即将草津川通过人工渠道引入南侧的伯母川，并将会合点以下至入琵琶湖河口的一段河道拓宽到103.9米，使得草津川改道断面的河底高程，从102米下降到88.5米，重新恢复为地下河。早在1966年，草津市议会就设立了“草津川平地河川推进特别委员会”；1971年该项工程被列入琵琶湖综合开发计划；1973年工程规划得到建设大臣认可；1977年着手征收土地；1983年工程开工，但是进展迟缓；1997年，伯母川合流点至河口段的草津川放水路被确定为一级河川，纳入国家直辖管理的范畴，直到2000年仍在施工之中。进度迟缓的原因是土地征收的费用太高。可见开发初期如果不注意防止水土流失，日后要想恢复需付出巨大的代价。

此类教训使日本深刻地认识到必须依法加强国土整治与对粗放式施工的管理。早在1897年(明治30年)，日本就通过了防治水土流失的《砂防法》，1901年又通过了《防止滑坡法》，1912年通过了《防止陡坡地崩塌法》。这三个法律统称为“砂防三法”，为山区治理奠定了法律的基础。20世纪50年代以来，各项法规制度更是不断完善。比如冲绳有一座水库工地，承建方为减轻施工导致水土流失而采取的各种措施几乎无处不在，其中令人印象最为深刻的是他们在工地下游一侧的溪沟中专门打了道堰，将施工产生的泥水拦截下来之后，用泵抽起来进入一个大型设施，再将滤出的泥沙挤压成一片片的泥板，整齐地码放在一边，过滤后的清水又被送回堰下方的河道之中。这样的做法完全是按照相关法律规定，承建方不得因施工而改变河川的水质与含沙量。

我国当前山区采矿、修路等活动中随意堆放渣土、淤堵河道的问题十分突出，已成为加剧山洪、泥石流灾害发生的重要原因之一，如不下大力气整治，必将留下极大的隐患，并危及子孙后代。对此应该向日本那样，建立起更为严格的管理制度。

不断改进的非工程措施

日本是一个深受地震、火山、洪水、滑坡、泥石流、干旱等多种自然灾害肆虐的国家，必须与自然作顽强的抗争，才能争取到相对安全的生存空间，因此其历史也常被描述为“自古就是与自然作斗争的历史”。近代随着经济技术实力的增强，“人定胜天”在很长时间里是占据日本人的主流观念。人们相信依靠不断强化的工程措施就可能逐步完成“治山治水”的伟业。事实上，在日本人口密集与国土脆弱的条件下，工程措施的确是实现人与自然共处的必要基础。20世纪70年代日本开始实施的综合治水方略中，强调的主要是工程措施的综合运用，然而超出工程防御标准的灾害事件总有发生的可能性，特别是在全球气候变暖的背景下，日本显得尤为敏感。20世纪90年代以来，监测资料显示，日本极端高强度暴雨发生的概率显著增加。为此，对非工程的减灾措施的重视程度也应不断提高，例如灾害风险区划图的绘制与监测、预警系统的建设等等。

日本十分重视基础灾情资料的收集。20世纪70年代颁布实施的“治水经济调查纲要”，就规定地方政府对每次实际发生的水灾事件（包括山洪、滑坡、泥石流等）都必须在1平方公里网格尺度的地图上标识出实际受灾范围与特征点的水位。日本认识到政府的职责不仅仅是通过工程措施来降低风险，而且必须将灾害的风险告知公众。为此，建设省最早要求各地向社会公布的洪水风险图是多年来若干场实际洪水淹没范围相叠加的图，其优点是可信度高，警示作用明显，绘制成本低。其后，随着技术手段的改进，20世纪90年代以来，又相继要求各地根据洪水模拟计算绘制“洪水泛滥危险区域预想图”和“洪水灾害地图”。两者均取100—200年一遇的特大洪水为计算淹没范围和水深的对象。洪水灾害地图根据使用对象和目的，又分为“避难指导型”“灾害学习型”“防灾情报型”三类，并根据实际运用的需求对3种类型的必备信息做了明确的规定。

我国早在20世纪80年代就已经采用数值模拟手段研究洪水风险图的绘制，其后也开展了多期风险图绘制的试点工作，但至今风险图制作成果仍仅限于防汛部门内部使用，在基础信息不共享的环境下，不仅制作代价高昂，而且也难以发挥其应有的效益。目前我国频繁发生并造成重大伤亡的水灾事件主要发生在中小河流、山区河流，尤其是山洪、滑坡、泥石流灾害具有突发性强、毁灭性大的特点。但是许多灾害发生后，连一张基本的受灾范围图都未制作保留下来，外来人员不了解当地情况，很可能就在高风险区中安营扎寨了。这方面，日本重视基础灾害资料收集，以可利用的手段全面铺开，分类逐步推进风险图绘制并向社会公布的经验是很值得中国学习的。

对于分布广泛、随机性与突发性很强的山洪灾害来说，集中层层下发式预警避难模式的有效性在实践中屡遭质疑。为此日本近年来进行了很大的改进。

一是重视气象、水文多源灾害监测预报信息的高效利用，以及快速应急响应组织体系的建设与防灾训练，着重解决“最后一公里”的预警信息发布与“灾害弱者”的救援问题。所谓灾害弱者，不单指老弱病残，而且包括不熟悉当地灾害特点的外来人员。在我国四川省发生的几次泥石流灾害中，外来施工人员伤亡尤为惨重，就值得深刻反思。

二是日本从2010年汛期起，在大雨、洪水的警报与注意报中，不仅以附加括弧的形式标明灾害的类型，如大雨警报（山地灾害）、大雨警报（暴雨积水）等，而且引入了土壤雨量指数与流域雨量指数等新指标，并将识别灾害风险分布差异的网格细化到以1平方公里为单元，每单元网格的土壤雨量指数和流域雨量指数的阈值都在网上向社会公开发布。这样不仅向市町村政府发布的警报与注意报（可能发生灾害的预警提示）能够更为准确一些，而且分散居住的山区民众在收到注意报时，可以自行注意雨量观测，比照网上公布的阈值，做出是否需要紧急避难的判断。

可见，要提高山洪灾害预警系统的有效性，不仅在于技术的改进，而且需要对管理理念与运作机制加以必要的调整。

作者：程晓陶  中国水利水电科学研究院副总工、教授级高级工程师