第四节　山东省防洪安全

一、山东省的洪涝灾害及其特征

山东省地处我国北温带半湿润季风气候区，受季风影响明显，降水集中在每年6～9月，雨量分布极为不均，水旱灾害频繁。自新中国成立以来，全省各级政府领导带领广大人民群众坚持不懈地进行水利建设，目前已建成了60多万项水利工程设施，初步形成防治水旱灾害的工程体系，大大提高了抗御水旱灾害的能力。但洪涝灾害的威胁仍未从根本得到解除，严重制约着山东省国民经济发展、社会人民进步和生态文明建设（孙毅和赵静，2000）。

（一）洪涝灾害变化特征

1.洪涝灾害频发，损失十分严重

根据历史文献记载，自1264年至新中国成立前，山东省共发生程度不同的洪灾513次，发生概率为74.9%，平均每1.33年发生一次，其中重大和特大洪灾分别为24次和9次，平均每20.8年发生一次（杨罗，2000）。在新中国成立后的50多年中，山东省共发生轻重不同的洪灾近50次，几乎每年均有轻重不同的洪涝灾害，累计受灾人口多达31287.6万人，死亡人数共计14658人；全省洪涝灾害累计受灾面积达4067.5万hm2，成灾面积达3013.94万hm2，多年平均受灾和成灾农田面积分别达81.35万hm2和60.64万hm2，分别占全省耕地面积的11.9%和8.9%；倒塌房屋累计1139万间，直接经济损失累计高达554.2亿元，占多年国民经济总产值的6.48%（季新民和周玉香，2000）。

改革开放以来，国民经济迅猛发展，生产、生活基础设施、物质急剧增多，单位受灾面积的综合损失值逐渐增大洪涝灾害造成的损失十分严重。据调查，在同一个地区，20世纪50—80年代初，山东洪灾成灾单位面积综合损失的年递增率为3%左右；20世纪80年代中期经济发展加快后，1985—1991年平均年递增率为6.6%，1991—1993年年递增率增加到10%，比50—80年代初的平均年递增率大了3倍多。此外，随着产业格局的变化，洪涝灾害也使经济损失发生了结构性的变化。水利的损失占总灾害损失的比重逐年下降，而工矿、交通、商业、服务业等第二、第三产业的损失已跃居首位，以农业生产为主的第一产业损失比例逐年减小。据统计，在1991年和1993年洪水中，工矿、商业、服务业等较密集的临沂市，第二、第三产业的损失约占洪涝总损失的2/3，第一产业的损失比重不到1/3。由此可见，随着时间的推移和产业结构的进一步调整，在洪灾损失中，第二、第三产业损失的比值还会增大，第一产业损失的比例还会减小，洪灾经济损失结构还会逐渐改变（季新民和周玉香，2000）。

2.洪涝连年不断，旱涝交替，周期特征显著

山东省极易发生连年洪水灾害，表现出明显的连续性，如胶东市1950—1956年连续7年发生洪灾，鲁西南、鲁北地区1962—1964年持续3年遭受大规模洪水破坏。根据山东省水旱灾害资料统计结果显示，山东省连续2年发生洪涝灾害的概率为21.2%～25.0%，连续3年发生概率为9.1%～11.8%，连续4年发生概率为3.5%～5.0%，连续5年及以上发生概率为1.3%～2.7%。

根据全省1916—2010年多年降水量资料分析发现，水旱周期约为60年，其中1916—1945年和1976—1997年均为干旱期，1946—1975年为洪涝期。在干旱期间，旱灾发生次数多，且旱情严重；同样在洪涝期间，洪灾频繁、损失惨重。自1997年以来，全省交替出现了洪涝期，全省洪灾多于旱灾。不仅旱涝交替呈现明显的30年周期，轻重等级不同的洪涝灾害发生的周期同样具有显著的周期性。一般性洪水平均3～5年出现一次，较严重洪水平均5～10年发生一次，特大洪水平均10～20年发生一次（王轲道，2000）。

3.大洪灾易突发，具有明显的季节规律

山东省地处我国沿海东部季风区，秋冬季盛行来自亚欧大陆的干冷偏北风，因此春、秋、冬季降雨量小，蒸发量大，容易形成旱灾。与之相反，夏季盛行来自海洋暖湿的偏南风，因此夏季高温多雨，雨热同期，降雨量占全年总量的70%以上。这种夏季暴雨集中，除导致河道内洪水暴涨外，还造成农田内涝，同时形成河堤漫溢溃决，洪水叠加形成突发大洪水。同时，每7—9月台风盛行，不仅给滨海城市和地区直接造成风暴潮灾害，同时可能引发大暴雨，形成洪水，造成综合灾害（杨罗，2000）。此外，在全年长期干旱的前期下，频繁发生的中小尺度及局部地区灾害性天气，降雨量大且集中，极易形成突发性的洪水（王轲道，2000）。

4.洪涝灾害具有显著的地域差异

山东省洪涝灾害在地域分布上表现差异性。这种地域差异性与山东省流域紧密关联。山东省水系根据所在流域，可分为淮河沂沭泗河流域、黄河流域、海河流域及山东半岛沿海诸河区，其中，沂沭泗河水系、山东半岛沿海诸河多位于山地丘陵，受这些山地丘陵地形的抬升作用，这些地区的降雨类型多为地形雨，降雨较多，洪水来势凶猛，峰高量大，同时山地河流长度短、水流速度急，洪水暴涨暴落；黄河流域横穿全省，从上游携带的泥沙淤积在山东省境内，形成“地上河”，历史上常年发生“三年两决口”，一般性洪水即可导致漫滩，致使黄河泛滥成灾（王德波等，2002）。山东省海河流域是我国沿海东部季风区降水最少的地区，该流域多为平原，地势平坦，河底比降小，水流速度缓慢，洪水涨落比较缓慢，上游地区涨洪一般在降雨发生后2～4天内，中下游地区一般发生在5～10天内，虽然因河道行洪排涝能低容易造成涝灾，但洪涝灾害程度小于其他山地丘陵地区（王晓莉等，2010）。

5.防洪工程建设面临其他问题

由于历史上洪涝灾害频发造成损失惨重，目前山东省已基本建成防洪除涝、农田灌溉、城乡供水、水土保持等框架体系。据统计，全省已建设各类不同规模水库5700座，塘坝31190座，总库容接近163亿m3，控制流域面积6.37万km2，占总山东境内面积的40.7%；初步治理大中型骨干防洪排涝河道27条，总长度4389km，堤防9000多km，共控制流域面积11.4km2，占全省总面积的74%；沿海地区建成防潮堤1245km，入海河口防潮闸坝30余座（季新民和周玉香，2000）。这些防洪工程增强了全省抗御洪涝灾害的能力。但是这些工程也面临河道淤积，非汛期导致下游水量减少，等其他问题的挑战。

（二）形成洪涝灾害的主要原因

1.降雨量时空分布不均

山东省处于我国沿海东部季风区，降雨量少，且年际、年内分布不均。据1916—1998年全省降水量资料统计，山东省多年平均年降水量约为650mm，最大年平均降水量出现在1964年，高达1154mm，最小年平均降水量出现在1927年，总降雨量为349mm，最丰年是最枯年的3.3倍，降雨量年际分配极不均匀。从年内分配来看，降雨量多集中在夏季汛期（6—9月）的3～5次暴雨过程中，占全年总降雨量的70%，见图1-4-2。在空间分布上，山东淮河沂沭泗河流域及山东半岛沿海诸河区受山地丘陵地形的影响，降雨量大，多年平均降水量在750～800mm范围内，随着山东黄河流域、海河流域及山东半岛北部逐渐向北，降雨量逐渐递减，最小平均降水量仅在500～550mm范围内，见图1-4-3。尤其在山东淮河流域的每次暴雨过程中，暴雨重心地区降雨量与外围地区雨量相差几倍到几十倍，见图1-4-4。由此可见，年际、年内降水量时空分布不均，高度集中的夏季强降雨是造成了山东省洪涝灾害的主要原因（杨罗，2000）。

2.年径流量大小差异悬殊

山东省多年平均年径流量230亿m3，年变差系数约为0.95，年最大径流量出现在1964年（与年最大降雨量同期），约为690亿m3；年最小径流量出现在1981年（与年最小降雨量不同期），约54亿m3，最大年为最小年的13倍。与降雨量年内分配类似，年径流量的80%以上同样由集中在6—9月的3～5次短历时暴雨形成，因而呈现出暴涨暴落的突发特性，给人民的生命财产造成严重的威胁；而非汛期径流量比重小，甚至造成大部分河道断流，造成水资源严重短缺的局面。

3.台风及海温异常现象影响显著

据统计，1949—1998年期间山东省共遭受45次程度不同台风的影响，直接灾害来自沿海狂风巨浪及风暴潮，间接灾害导致临近内陆地区暴雨洪水突发。在厄尔尼诺现象发生的当年，山东省汛期降水量以偏少为主，易发生旱灾；受反厄尔尼诺现象影响，在该现象发生当年山东省全省汛期降水量偏多，第二年山东北部和半岛汛期降水量以偏多为主，易发生洪涝灾害。

4.人为灾害和自然灾害的复合影响

山东省目前已基本建成的防洪除涝、农田灌溉、城乡供水、水土保持等框架体系，使全省洪涝灾害防治的能力得到大大提升。但早期防洪规划和设计洪水标准偏低，水利工程年久失修，同样存在大量的病险隐患。此外，这些水利工程的修建，增加了泥沙淤积量，一定程度上削弱了天然河道的行洪能力和湖泊的调蓄能力。当自然灾害（如长时期强降雨）和人为因素（如垮坝、破堤等）叠加时，洪涝灾害带来的风险越来越凸显。

二、中小河流突发洪水

山东省历史防洪工作多集中于大江大河的治理和病险水库的除险加固，目前这些工作已大体完成。但是，相比大江大河洪水灾害防治，中小河流防洪标准普遍偏低，中小河流突发洪水灾害损失日渐严重，给人民生命财产安全带来日益严重的威胁。据统计，全国总洪涝灾害损失的70%～80%发生在中小河流，近10年中小河流突发洪水造成的人员伤亡中占全国总伤亡人数的2/3以上（柳林和安会静，2013）。山东省中小河流突发洪水早期重视不足，业已成为山东省防洪工程体系中的致命短板。山东省委省政府立下中小河流治理军令状，通过借鉴病险水库除险加固的工作经验，希望在未来数年时间内，全面完成规划内210条流域面积在200km2以下的中小河流治理任务。中小河流突发洪水已成为山东省防洪减灾体系的重要工作内容。

中小河流突发洪水主要分布在流域内山丘区，因此也常被称为“山洪”。山东省丘陵面积和山地面积分别约为24130km2和17370km2，分别占全省面积的24.6%和11.05%，主要分布于山东西部、中南部及山东半岛部分地区。山东省中南部地区以泰沂山脉为主山脉，形成辐射状水系，主要包括：沂河、沭河向南流经江苏省，最后注入黄海，形成沂沭河，隶属淮河水系；潍河、弥河、白浪河等向北流汇入莱州湾，小清河向西北注入渤海；大汶河向西流汇入黄河，归属黄河水系；泗河、白马河、十字河等同样向南流入南四湖；潮河、绣针河、白马河、吉利河等向东南注入黄海。此外，在山东半岛由伟德山、昆嵛山、艾山、大泽山组成一个东北—西南向的分水岭，主要形成大沽夹河、五龙河、大沽河、胶莱河等水系，分别向南、北流入黄海、渤海（郭清华，2012）。

强降雨在山区及丘陵区产生大洪水，洪水可进一步诱发的泥石流、滑坡等灾害，造成大量人员伤亡，大面积土地、农田、林木被毁。山东省山洪灾害不仅具有突发性、季节性和频发性，更由于其来势猛、成灾快、历时短、破坏性强，具有难预报、难预测、难预防的特点。此外，山洪多发生在晚间，百姓防备不足，极易造成人员伤亡。一次山洪灾区范围小，但危害大，由于灾区多位于偏远山区，交通不便，大大增加了灾后恢复的难度。大部分中小河流缺乏水文监测资料，属于无资料地区或资料缺乏地区，给洪水防治工作带来极大的不便。山东省中小河流众多未经系统治理，防洪标准不足10年一遇，排涝标准不足3年一遇。部分河段缺乏管理，水土流失严重、河段阻水障碍多、河道垃圾堆积等现象普遍存在，导致河道淤积严重，排水能力不足；此外，河流堤身单薄，堤防险工段多，建筑物年久失修，一遇暴雨洪水，极易形成大面积洪涝灾害。尤其是近年来随着人类开发活动的增加，如采矿、种植经济林等各种人为影响加剧，山洪灾害及其诱发的各种其他灾害不断增加，使得灾害的范围、频次、危害程度呈现逐步扩大的趋势[3]。

以烟台市为例，烟台市位于山东半岛中部地区，地形以低山丘陵区为主，占总面积的76.3%。烟台属于暖温带大陆性季风气候，全市年平均降水量为698.3mm，大部分集中在6—9月的1～2次强降雨中。此外，由于该市河网发达，河床比降大，洪水陡涨陡落，由暴雨导致的山洪灾害，以及由此诱发的山体滑坡、水库、塘坝溃决灾害和部分采矿区的渣（泥）石流灾害，严重威胁到该市人民生命财产和公共设施安全。受这些特殊的自然地理因素和特殊天气系统的影响，烟台市山洪灾害频发。据统计，自1949年以来，该市因山洪灾害导致320余人死亡，15.97万间房屋倒塌，820多座桥梁被毁，水库、塘坝400多座被冲，近40万hm2农田被淹没。尤其1985年第9号台风于8月19日影响烟台市，全市平均降雨量达233 mm，有50多个乡镇降雨在300 mm以上，暴雨引发山洪灾害，造成近30人死亡，约5.3亿元经济损失（张晓毅和马丽，2012）。

三、滨海地区风暴潮

山东省濒临黄海、渤海，是我国对外开放的重要沿海省份之一，海岸线长3082km。山东省具有丰富的自然资源，不仅是我国四大海盐产地其中之一，也是全国农、牧、水产的重要产区，更是我国黄河三角洲所在地。作为全国三大河流三角洲之一，山东省拥有着正在逐渐扩张的新增土地资源。此外，山东省还具有得天独厚的各种海洋空间，包括海岸线、滩涂、港湾、浅海、岛屿等，生物资源和旅游资源，目前已成为我国发达的沿海经济地区和繁荣的对外贸易口岸地带，是21世纪环渤海经济圈开发的重点和经济发展最有潜力的地区。然而，滨海地区恰恰也是各类自然灾害爆发频繁的地区，尤其是风暴潮灾害，发生次数多，危害程度大，涉及范围广，位于各种海洋灾害之首。

风暴潮是由台风、温带气旋、冷锋的强风作用和气压骤变等强烈的天气系统引起的海面异常升降现象。风暴潮是一种重力长波，周期约为几小时到几天之间，振幅一般数米。造成山东省滨海地区风暴潮的原因主要有热带气旋（包括台风、强热带风暴、热带风暴、热带低压）引起的风暴潮和温带气旋、寒潮引起的温带风暴潮，以及这两种原因叠加引起的风暴潮（刘敦训，2006）。

山东省遭受风暴潮灾害由来已久，关于风暴潮的最早记录可追溯至公元前。自公元前48年至1949年的近2000年中，黄渤海沿岸有文字记录的风暴潮灾害多达96次，其中重灾33次（季明川，1993）。新中国成立后50年来，山东滨海地区共发生617次风暴潮最大增水超过1m，63次风暴潮最大增水超过2m，主要发生在威海市、烟台市、青岛市、日照市、东营市、滨州市和潍坊市等沿海7个城市（杨桂山，2000）。这些风暴潮以少量台风风暴潮和大量以温带风暴潮组成，前者多集中于汛期7—9月，后者多集中于10月至次年4月，因而与天文潮遭遇几率相对较大，已成为山东省滨海地区风暴潮灾害的主要原因（刘敦训，2006）。1980—2010年山东省滨海的7个城市遭受风暴潮灾害统计情况见表1-4-1，这20年内，平均每个城市发生5.7次风暴潮，平均每3.5年发生一次风暴潮，平均年伤亡人数达405人，总经济损失高达1552.44亿元。其中，1985年第9号台风引起的风暴潮是新中国成立以来最严重的一次风暴潮灾害。这次风暴潮带来了大量海洋暖湿气团，发生了持续时间长、覆盖面积大的高强度集中暴雨。据统计，青岛、胶南、即墨、平度、莱西、烟台等山东半岛多个县市总雨量都在300mm左右，个别县市甚至超过400mm，占山东半岛年多年平均降雨量的40%～50%，造成了流域内大规模的洪灾。此外，这次风暴潮恰好遭遇天文大潮，导致海面水位持续急增。青岛市首当其冲，灾情最为严重，造成29人死亡，368人重伤，经济损失高达5亿元之多；烟台市死亡16人，直接经济损失5亿；牟平县经济损失1亿元，蓬莱县经济损失3600万元，死亡7人（不包括被毁房屋、农田、公路、桥梁、大坝水库等等）（刘国安，1989）。

四、城市内涝灾害

随着我国城市化进程的不断发展，截至2010年，我国城市化水平已达到了47.5%。城市已经逐渐成为人类社会生活和经济活动的重要地区，引领着世界经济的发展走向。新中国成立半个世纪以来，特别是实行经济改革和对外开放政策后，山东的综合经济实力迅速增长，成为中国重要的沿海大省。自1990年以后的20年快速城市化发展中，山东省城市总数增长了41%；截至2000年，山东省地级及以上的城市17个，比1990年增长54%；县级及以上的城市31个，比1990年多出34.7%。1990年城市化水平仅为27.3%，2000年提高到38%（王成超，2004），而截至2007年年底，青岛和济南城市化水平分别为61.14%和56.12%，淄博、东营、烟台、威海、莱芜等5个城市的城市化水平均达到40%以上，见表1-4-2，可见山东省城市发展已相当成熟（司莲花和潘月红，2009）。

城市在国民经济发展中发挥着举足轻重的作用。随着日益扩展的城市功能和逐渐复杂的规划建设，城市在成为经济社会发展的核心同时，目前已逐步展现出其脆弱的一面。作为人口、基础建设和社会财富高度聚集区，城市一旦发生洪涝灾害，带来的人员伤亡、设施设备损坏和社会经济损失也不可估量。由于山东省早期快速城市化进程中的基础设施建设不完善、治理管理落后、公众意识淡薄等原因，历史违规建筑未得到妥善的整治，新时期的建设未得到充分的规划和论证，城市内涝问题成为目前山东省面临的棘手难题。

城市内涝是指由于强降水或连续性降水超过城市排水能力致使城市内产生积水灾害的现象。发生城市内涝灾害时，高度密集的城市交通、通信网络、水、电、暖、煤气管道等生命线工程系统功能丧失，导致社会经济活动受阻，少则几天，多则数月，这种城市内涝灾害带来的损失和影响已远远超出建筑物和基础设施破坏所引起的直接经济损失（胡盈惠，2011）。早期城市人口少，城市数量少，建设规模小。因此，过去城市占地面积小，建城选择范围广，一般都选址地势高环境好的地区，所以，以前多为滨海地区和地势较低的城市容易遭受城市内涝灾害。而现在城市飞速发展，城市人口高度集中，建设规模广大。因此，当前城市占地面积大，用地紧张，可选择用地正迅速缩减，部分不适合建设地区均用来开发并满足城市日益扩张的需求，这些不合理的建设地区为城市频繁遭受内涝灾害埋下伏笔。

由于暴雨集中、地势低洼和规划不合理等原因，山东省省会济南市频繁遭受城市内涝灾害的影响。最早记录可追溯至公元680年，此后的600年时间内，有文献记录济南市城市内涝多达12次。1949年新中国成立至今，济南市共遭遇6次规模较大的城市内涝，分别出现在1962年、1963年、1980年、1987年、2004年和2007年，见表1-4-3。例如，济南市2007年7月18日暴雨带来的城市内涝为我们敲响了城市防洪排涝的警钟（张明泉等，2009）。据记载（杜贞栋等，2013），2007年7月18日17—19时，短短的2小时时间内，济南市自北向南全城普降暴雨，其中，70%以上降雨发生在7月18日17—20时，暴雨中心笼罩在市区重心，最大3小时市区平均降雨为146mm，整场暴雨过程全市平均降雨量为82.3mm，最大降雨量高达182.7mm，位于济南市市政府，整个市区降雨量相对较多。济南市区位于小清河黄台水文站上游流域，市区面积164km2，占黄台上游流域总面积的51%，全市所有水流均流入小清河，是黄台上游流域水源的主要来源。2007年，黄台水文站观测水位从7月18日17时30分开始上涨，短短的5小时内水位上涨到最大洪峰水位23.58m，超出警戒水位1.04m，平均上涨约0.8m/h，对应洪峰流量为202m3/s，超出1987年8月26日特大暴雨洪灾时流量79m3/s。与快速上涨的水位形成鲜明对比的是缓慢回落的水位，水位回落开始于18日22时22分，至19日7时15分回落至22.91m，平均回落速度为0.07m/h。短时期高强度降雨，造成济南市市区北部部分河道洪水水位超出河岸，最终导致马路上产生了湍急的水流。因为济南市地势南高北低，强降雨产生的洪水迅速从南部山区向北汇入市区，导致公路成为行洪的主要通道，许多交通道路上平均积水超过0.5m。据统计，此次济南市区内涝死亡37人，受伤171人，受淹住房5718户，受灾群众33.3万人，造成全市直接经济损失高达12.3亿元。

造成山东省城市内涝的主要原因来自两个方面：一是城区暴雨大量被转化为径流，二是径流排泄不畅。具体体现在城市大规模向周围环境扩张，大量透水地面被硬化成不透水地面，在同等降雨条件下，城区能将更多的降雨转化为径流。此外，城市生活、生产释放大量的热量，大量硬化的城市化建筑易吸收太阳热量，城区温度明显高于周边郊区，形成“热岛效应”，来自郊区的气团在热气作用下抬升，更容易产生降雨。在城区降雨能更多的转化为径流的同时，城区径流的排泄困难最终导致城市内涝的爆发。城市化硬化下垫面使径流汇流速度加快，给排涝设施带来极大的负担（王虹等，2009）；已建城市排水设施不完善，排水设施的建设与城市化进程不同步，远远落后于同等城市化水平下对防洪排水设施的要求；此外，这些早期修建的排水设施防洪规划不足，标准过低，质量偏差，老化严重（栾居军，2010）；更甚者，在城市化进程中，大量违规违章建筑修建，人水争地现象严重，导致天然行洪的河道和调洪的湖泊被大规模填埋和占用，城区洪水一旦形成，便无排泄通道，造成内涝灾害，造成大量人员伤亡和经济损失。

五、防洪安全风险评估

由于山东省特殊的气候条件和地理位置，山东省几乎每年发生不同程度的水旱灾害，已成为限制山东省社会经济发展、人民进步和生态文明建设的关键因素。山东省防洪安全目前面临着降雨时空分布不均、受台风和海温影响严重、人类活动影响显著等因素的影响。

李楠等（李楠，2010）基于山东省县级区划及2008年统计年鉴资料，选取致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性及防灾减灾能力等4个指标，对山东省暴雨洪涝灾害风险进行建模评估，最后通过GIS展示平台制成山东省暴雨洪涝灾害风险区划图，为山东省暴雨洪水灾害防治工作提供理论依据和技术支撑。

综合四个暴雨洪水灾害评价指标，可将山东省暴雨洪涝风险划分为5个等级区划。山东南部山区及半岛东部沿海地区属于暴雨洪涝灾害风险最高的地区，表明此区域发生的暴雨洪涝灾害的可能性较大，这种暴雨洪涝灾害的风险由南向北逐渐减小，在中部山区达到最低后，风险逐渐增减。因此，山东省中部地区为暴雨洪涝灾害风险最低地区。这些暴雨洪涝灾害风险高的地区大致位于山东南部山区山洪易发区、沿海风暴潮频发区和城市易涝区，可见，山东省防洪安全的保障在于中小河流突发洪水、滨海风暴潮及城市内涝的预报和预测。