打赢抗洪战争,究竟有多难?

作者: 星球研究所

来源: 科普中国 x 星球研究所

发布日期: 2020-08-03

2020年入汛以来,长江流域和黄河上游地区降水偏多,超过5400万人次受灾,抗洪战斗面临严峻挑战。年轻战士们在堤防上奋力抗洪,但抗洪工作依然艰难,主要原因在于洪水的强大和狡诈,尤其是渗流和管涌等隐蔽性险情。尽管科技和人力资源不断投入,抗洪仍然是一项高度依赖人力的工作。未来,通过科技维护堤防和改善人水关系,抗洪斗争将更容易取得胜利。

2020年入汛以来,大气环游异常,长江流域和黄河上游地区降水偏多,多省发生较大洪水,超过5400万人次受灾,一场人与水的战争正在进行。

年轻的战士们冲上堤防,火热的青春在泥浆和洪水中涌动,混合着土黄色的救生衣红,成为这个夏季最让人安心的色彩。守卫堤防的武警官兵,迷彩绿、救生衣红、泥浆黄,组合出洪水季里令人心安的色彩。然而,每每看到年轻的战士们在泥水里奔波,在烈日下被晒得爆皮,不免令人心疼。都2020年了,为什么抗洪还是这么难?还需要我们的战士如此辛苦?

我们面对的究竟是怎样一个敌人?它强大而且狡诈,从两条战线向我们发起进攻。正面战场上,动辄造成大水漫堤之势,一遍遍冲击我军阵地;还会派出大量的特种部队,执行机动性极强的破坏袭扰,一不留神便会里应外合突破堤防,令人防不胜防。不断飙升的水位是河堤的死敌。别小看河堤顶底之间的几米或十几米落差,它足以让越过堤面的洪水快速流动,在土堤斜坡上快速冲刷出小坑、陡坎。

继续发展下去,小坑和陡坎会连成冲沟,洪水汹涌而出,很快就会撕开堤防。从漫堤到决堤的过程,漫堤以后,水流首先冲出陡坎和小坑,随后连接扩大成冲沟,发生溯源侵蚀,向后切开大堤,最终决口。幸运的是,城区河堤的表面大都经过硬化改造,仅持续数小时的漫堤水流未产生明显破坏。但如果是土堤遭遇漫堤,后果可能会十分严重。

正面进攻的洪水固然危险,但只要做好水情监测,组织上游水库群拦截洪峰、动员力量加高堤防、必要时合理调用分蓄洪区,保证堤比水高,这样的险情完全可以人为化解。用泥土、沙袋等材料构建临时小堤,即子堤,就是有效化解漫堤风险的一种手段。1998年洪水期间,湖北的各类河堤及湖堤上,一共修筑子堤1147km,其中723km直接挡水,挡水率63.03%。

然而,子堤对于水下的敌人却无能为力。波浪和暗流在迎水坡冲刷堤身,在缺少防护的堤段,长时间的冲刷很容易掏空大堤,形成崩岸险情。人们可以投掷一些消减水流的材料,从碎石到树枝,甚至是稻草堆和防水布,都可以减轻冲刷。崩岸会直接破坏大堤结构,需要立刻用沙袋和石料加固,必要时还要打木桩加固。总的来说,人们在抗洪的正面战场处于被动的位置,而且这些防御手段多数无法通过机械完成。

被长期浸泡的大堤十分松软,在规模较小的河堤投入重型机械可能损坏堤身,一般仅能用小型机械在大堤上搬运物资、装填沙袋。在搭建子堤时,仍需要投入大量人力。除了要投入重兵外,还要进行24小时不间断的巡视,才能在第一时间发现险情并加以处置。但这样就足够了吗?远远不够,因为洪水真正的杀手锏,从来不在正面战场。

水位攀升造成的漫堤、风浪、崩岸险情从不屑于隐蔽自己,然而更大的凶险,来自洪水的渗流。

堤防中典型的两种渗流破坏,发生在堤身的渗水和发生在地基的管涌,是河堤的两大类渗流险情,十分危险。在世界各地,人们普遍使用泥沙和石料堆筑河堤,本质上是将无数泥沙颗粒堆积起来,颗粒间充斥着无数微小孔隙,使河堤天然具有渗水性。洪水季节,水逐渐渗入泥沙孔隙,在堤内缓缓渗流。时间一久,整个河堤都被渗流浸湿后,大堤背水一侧自然会出现渗水。

如果渗水量小、流速缓慢、水质清澈,意味着没有堤内泥沙被带出,大堤内部未发生冲刷破坏,做好排水和监视,准备临时反滤体即可。如果渗水量很大,则说明大堤已经被浸透,机械强度会显著降低。此时,如果河堤的设计本身不够合理、具有潜在结构损伤,有超重机械在堤顶作业时,就很容易在河堤背水侧产生滑坡、脱坡险情。渗流引起的拦河坝滑坡,滑坡险情比较容易发现,及时加固也可以排除险情。

当渗流逐渐变强,泥沙也会被带出,清水变成浑水。此时,堤身开始自背水侧向迎水侧产生空洞,如不及时排除,会很快形成贯通堤身的漏水洞,大堤被冲开只需要很短的时间。比浑水渗流更隐蔽、更危险的险情,则是发生在地下的管涌。它不仅与高水位长期浸泡有关,还与河岸的地质条件有关系。管涌时,大量地下泥沙随浑水流出,逐渐掏空地下,造成大堤失稳滑塌,容易形成决堤。

复杂地形下的人力巡视,成为了抗洪战斗中的关键环节。人们不仅要巡视堤身寻找渗水,还要在堤脚向外延伸几百米的范围里寻找管涌,然后快速机动到险情位置加以处置。一旦发现漏水洞和管涌险情,处置它们是很有技术含量的工作。人们需要根据“排水保泥”的原则进行操作,快速搭建具有特定结构的反滤体,让清水能够正常流出,泥沙却得到保留,从而维持河堤或地基的结构稳定。

抗洪军民既要做到全天候不间断巡视,又要做到在复杂地形下保持机动,及时进行技术排险。因此,即便到了2020年,抗洪仍然是一项高度依赖人力的困难工作。尽管人们早就有了充足的机械设备参与抗洪抢险,但它们更多时候只能在特定场合下作为辅助。只有高度灵活的人,才能克服地形的障碍,采用灵活机动的运动战,运用技术手段反制洪水的特种部队。

古今中外,抗洪一直是一项需要密集人力资源的战斗。但科技的力量该如何体现呢?答案就蕴藏在平战结合里。每年汛期之后都是河堤整修的高潮期,新的技术和理念会逐渐运用到这些年代久远的河堤里。加固护坡、加高堤身、增设排水结构、增加反滤结构等工程手段逐步用上,防洪能力就这样逐年升级。

而对于不利的堤身质量和地质条件,人们也学会修建很深的地下防渗墙,为渗流制造阻碍,显著增大形成渗水洞和管涌所需的时间。类似的大规模维护,每隔几年都会进行一次,我们的大堤早已不像22年前那般脆弱。抗洪,就是和平年代的人民战争。每一个抗洪胜利的背后,其实都是整个国家过去几十年各种工作集合而成的综合国力。

我们相信,只要在平时充分运用现代科技维护堤防、兴修水利、改善人水关系,再加上人民子弟兵和干部群众在战时表现出来的英勇无畏和顽强拼搏,还有各行各业普通人用70年建设起来的综合国力进行保障,未来的抗洪斗争一定会比现在更容易取得胜利。末了,回到最初的那个问题:抗洪到底有多难?它很难,非常难。

它不仅是整日与泥浆为伴,与强大狡诈的敌人多线作战,还要承受烈日和蚊虫的考验,更会透支人的体能和精力,有时还伴随着流血牺牲。但它一定会变得更加简单,因为一线抗洪军民们的背后,还站立着14亿默默付出的中国人。

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