大坝上建住房的日本，如何用人人能买到的洪水风险图搞防洪减灾

洪水风险被定义为洪灾发生频率与洪灾损失的乘积。工程措施可以减少洪灾发生频率，但同时会增加潜在的洪灾损失，因为工程措施导致更多的人口和资产集中到由其保护的区域。非工程措施不能改变洪灾发生频率，但可以有效地减少潜在的洪灾损失。因此，洪水管理对策应该将工程措施和非工程措施结合起来，这已经成为当今世界的发展趋势。

从20世纪90年代后期开始，日本公众反对修建大坝的呼声很高，因此现在正在建设和规划建设的大坝已经很少。另外，日本土地十分宝贵，即使是在农村地区，也难以获得土地来修建蓄滞洪区和分洪渠。因此，现在日本防洪工程建设的重点是加高现有大坝和堤防、整治河道、疏浚河床等。在主要大都市，如东京、大阪等，已经无法在地面修建任何防洪工程，因此在地下修建了调洪水库和分洪隧道。

洪水风险图是非工程措施的重要手段之一，在我国还处在刚刚起步的阶段，了解世界各国洪水风险图的编制经过、目的和意义。对指导我国这方面工作的开展有着十分重要的意义。我国受洪水威胁的地区约占国土总面积的10%，集中了全国50%的人口和70%的资产，日本与之相对应的比例则分别为10%、50%和75%。

一、日本的河流特征及洪灾特性

日本的河流长度短，河床比降大，洪水时洪水波迅速向下游传播。一年内的降雨主要集中在梅雨和台风期间（6～9月），这一期间发生大暴雨时，长年无水的小河沟内也会出现意想不到的大洪水。一场洪水持续的时间很短，一般为4～5小时，最长也不过一两天时间，但相对于河道泄洪能力而言，洪峰流量太大，洪水位上涨速度快，一两个小时内就会出现洪峰。这要求必须能够迅速准确地进行洪水预报预警，并在极短的时间内确定合理的工程调度方案，这就大大增加了指挥防汛抢险和组织人员避难的难度。

日本的洪水灾害主要包括溃堤或漫顶引起的洪泛区淹没灾害和在山区突发的山洪灾害。日本的山地面积占国土面积的大约70%，其中火山面积占国土面积的10%，此外，日本是世界上地震最频发的国家之一。不利的地形和地质条件使得日本很容易遭受山洪灾害。因此，防治山洪灾害是当今日本防洪减灾工作的重点之一。

高度城市化是日本洪水风险增加的重要原因之一。日本经济从20世纪50年代开始高速增长。随之而出现的是大都市周边的迅速城市化现象。例如，东京周边鹤见川流域的城市面积1958年仅为10%,1975年增加到60%,1997年竟然达到了84.3%。城市化给防洪带来的不良后果是森林和植被面积减少，流域的持水和滞洪机能下降，地表被沥青和混凝土覆盖，雨水不能向地下渗透，直接从地表流入河川，汇流时间缩短，洪峰出现时间提前，洪量和洪峰增加。另一方面，城市化使得流域内地势很低的地区也出现了大量的住宅区，从而增加了遭受洪灾的潜在危险性。因此，城市化进一步增加了防洪减灾工作的难度。

经过几十年的防洪工程建设之后，在20世纪80年代，日本主要河流的防洪标准已经得到大幅度提高，洪灾发生的频率下降了，洪水淹没的范围减少了，但据统计，在1988～1998年的10年间，日本仍然有大约80%的城市和农村不同程度地受到了洪水的影响。另外，随着防洪标准的提高，洪泛区内集中了越来越多的人口和财产，一旦发生洪水，洪泛区的洪灾损失远远大于过去，其后果是洪泛区的防洪标准提高了，但洪水风险并没有减少，反而有增加的趋势。因此，20世纪80年代后期，日本开始制定综合防洪减灾对策，以便降低洪泛区的洪水风险。

二、综合防洪减灾对策

综合防洪减灾对策由工程措施和非工程措施组成，其中工程措施包括河流对策和流域对策。

1. 工程措施

（1）工作底图

河流对策也就是传统的防洪对策。它通过修建大坝、蓄滞洪区、分洪渠道和堤防以及对河道的整治，减少溃堤或洪水漫顶引起的洪水泛滥。从20世纪90年代后期开始，日本公众反对修建大坝的呼声很高，因此现在正在建设和规划建设的大坝已经很少。另外，日本土地十分宝贵，即使是在农村地区，也难以获得土地来修建蓄滞洪区和分洪渠。因此，现在日本防洪工程建设的重点是加高现有大坝和堤防、整治河道、疏浚河床等。在主要大都市，如东京、大阪等，已经无法在地面修建任何防洪工程，因此在地下修建了调洪水库和分洪隧道。另外，东京和大阪等大都市集中了各种中枢功能，一旦被洪水淹没，不仅其本身会遭受沉重打击，日本整个社会的经济活动都有瘫痪的危险。为了确保这些大都市在超标准洪水的情况下也不会遭受毁灭性的破坏，日本从1985年开始在东京附近的利根川和荒川以及大阪附近的淀川等5个水系6条河流中修建了高规格堤防，其堤顶宽度一般为堤顶高度的30倍（100m以上），在超标准洪水下出现漫顶也不会发生溃堤。堤顶上可以修建住房和景观设施等，以便提高土地空间的利用效率。

(2）流域对策

在流域对策中，整个流域被分成持水地区、滞洪地区和低洼地区。持水地区的对策包括指定非城市化区域，保护自然森林、植被和农田，在城市地表或地下修建雨水存储池和调洪池，在城市地面上使用可透水性材料，在城市地区安装雨水下渗设备等。滞洪地区的对策包括禁止城市开发，控制在该地区的地表建设体积庞大的土木建筑物以确保滞洪区的容积，改善农业活动条件等。低洼地区的对策包括增加排水设施，建设蓄洪池，普及耐淹型建筑物等。

2. 非工程措施

非工程措施指的是建立洪水预报预警和避难系统，强化防汛管理体制，编制并公布洪水风险图，鼓励和推广耐淹型建筑物的建设，广泛宣传洪水灾害和洪水避难知识，进行实地避难演习。

三、洪水风险图编制

作为综合防洪减灾对策的一个环节，日本从20世纪80年代初开始编制洪水风险图，现在编制洪水风险图已经成为日本《防汛法》中的法定内容。以下分别介绍日本洪水风险图的编制经过、目的和表现内容、组织单位、必备条件、编制步骤以及完成情况。

1. 编制经过

日本从1980年开始编制洪水风险图。首先是根据历史洪水位编制了《历史洪水淹没范围图》。这一编制方法很容易理解，但存在两个问题。一个是不能体现洪水发生后防洪工程的效果，另一个是不能反映流域内城市化的影响。

1987年，作为综合防洪减灾对策中非工程措施的一个环节，日本开始编制和公布流域设计洪水（100～200年）相对应的《洪水淹没范围图》，通过洪水模拟仿真确定淹没范围、洪水到达时间、水深、流速、淹没持续时间等。

1991年，为了让居民了解水灾的各种知识，提高水忧患意识，日本编制和公布了一种“水灾学习型洪水风险图”，在普及水灾和避难知识方面起到了重要作用。

1993年，日本为其主要河流编制了“洪水泛滥危险区域图”，内容除了“洪水淹没范围图”中的内容外，还包括流域内的社会经济信息、洪灾损失评估等。

1994年，考虑到居民要求了解避难信息和方法的呼声很高，日本在“洪水泛滥危险区域图”中又增加了避难路径、场所、联络信息等内容，形成了“洪水危险图”（在日本被称为Flood Hazard Map）。

2000年9月11～12日，日本东海地区因14号台风引起了大暴雨，导致的大洪水造成名古屋附近的新川溃堤，使名古屋地区遭受了极大损失，约7万多间房屋被淹，直接经济损失达6560亿日元（约500亿元人民币）。这场大水的日降雨量竟然达到了428mm，都市型水灾的特征十分明显。从2000年名古屋水灾中得到的教训主要有三个：第一个是进行了洪水预报预警的庄内川（新川附近），由于及时采取了避难措施，洪灾损失比没有进行洪水预报预警的新川要小得多；第二个教训是对地铁进水这种在地下空间出现的水灾，在这之前没有考虑过；第三个教训是在受灾的城市和乡村中，只有多治见市这个小城市编制和公布了“洪水危险图”，受灾人员中的绝大多数都没有水忧患意识。基于这三个教训，日本于2001年6月对《防汛法》进行了修订，将洪水预报预警和洪水风险图编制列为法定内容，其中特别强调了地下空间的防洪避难对策。

2. 目的和表现内容

日本洪水风险图编制和公布的目的主要包括两个方面：从居民的角度来看，其目的是使居民事先了解居住区的洪水风险，提高居民的水忧患意识，以便在出现洪水警报或洪水灾害时指导居民安全避难；从行政管理的角度来看，其目的是为制定流域防洪规划和洪水应急预案、洪水发生时进行实时洪水调度以及指导防汛避难提供科学可靠的决策依据。

根据这两方面的要求，日本洪水风险图主要包括以下内容：

(1)制图单位和年月日；

(2)洪水淹没范围和水深；

(3)淹没范围内的人口、房屋数、资产、洪灾损失评价结果等；

(4)洪水信息传达通道；

(5)避难场所的名称和位置；

(6)地下空间的分布；

(7)避难时的心理准备和必备物品；

(8)防汛机构、医疗机构以及生命线管理机构的所在地和紧急联络方式。

日本的洪水风险图分为“洪水泛滥危险区域图”和“洪水危险图”两类。前者的表现内容只包括上述8个方面中的前3个方面，后者的表现内容包括所有8个方面。

3. 组织单位

“洪水泛滥危险区域图”仅供流域机构在制定防洪规划和预案及指挥防汛避难时使用，因此由国土交通省或都道府县下属的各个流域机构负责编制。“洪水危险图”需要与各个地区的整体防灾规划（包括地震、水灾、火灾等）结合起来，主要用于洪灾避难，由地方政府（市、镇和村）部门负责编制。

4. 必备条件

编制洪水风险图必须具备4个基本条件：流域地面高程和土地利用数据、社会经济数据、洪灾损失率和洪灾损失评价标准，以及洪水泛滥模拟仿真数学模型。

(1）流域地面高程和土地利用数据

日本国土地理院首先按经度和纬度方向将整个日本国土划分成许多个边长为80km的正方形网格,称之为一次网格。然后将一次网格进行8等分分割,得到10km的正方形网格,称之为二次网格。同样,将二次网格进行10等分分割,得到1km的正方形网格,称之为三次网格。最后利用地形图,将三次网格中的每个50m正方形网格的标高按一定的格式输入计算机。任何人均可以购买这种50m网格标高数据的光盘。

图1 资产的构成

因为一次网格、二次网格和三次网格都有各自的编号,所以很容易确定研究对象区域的一次、二次、三次网格的编号。然后利用相应编号的三次网格中的50m网格标高数据,计算出任意地点的标高。

另外，日本国土地理院已经将日本整个国土中的土地利用面积(即建筑物、道路、水田、旱田、果树园、森林、荒地、湖泊、河川、海滨、海水域的面积)输入到边长为10m的正方形网格,利用这些数据可以计算任意10m以上网格内的土地利用面积。

(2）社会经济数据

定量把握洪泛区内的资产状况能够为计算洪灾损失提供依据,也有助于了解流域内的人口、产业、经济及土地利用的变化,从而为制定流域防洪规划和防洪抢险预案提供准确的决策信息。

日本对资产的构成的定义如图1所示。

日本每隔4年进行国力调查(即家庭人口、住房面积、工作单位和性质、农作物的产量、农林渔业单位的数量等项目的调查)和工商业统计,日本国土地理院将这些调查和统计的数据按一定的格式输入到每个三次网格(1km网格)中。利用这些资产数量、日本政府每年公布的资产单价以及土地利用面积的分布,可以计算出任何10m以上网格内和整个洪泛区内的资产。

(3）洪灾损失率和洪灾损失评价标准

日本国土交通省根据洪灾损失的调查统计结果，公布了洪水淹没深度与洪灾损失率的关系。例如,洪水淹没深度在50～99cm之间时,房屋的损失率为7.2%，等等。因此,如果知道每个网格内的资产,然后通过洪水泛滥数学模型计算出每个网格的淹没水深,那么,就可以很容易得到每个网格内的洪灾损失,从而可以得到整个洪泛区内的洪灾损失。

(4）洪水泛滥模拟仿真数学模型

日本土木研究所制定了洪水泛滥模拟仿真数学模型的指南和使用手册，对数学模型的选定、流域内各种阻水建筑物对水流的影响、溃堤地点及形状的设定、溃堤流量的计算方法、流域内糙率系数的率定方法等作了详细说明。

5. 编制步骤

“洪水危险图”的编制步骤如图2所示，其中“洪水风险图的普及”指的是向居民分发“洪水风险图”和进行洪灾演习。

“洪水泛滥危险区域图”的编制包括编制专家委员会的成立、资料收集、计算条件的设定、洪水泛滥模拟仿真、社会经济状况与洪灾损失评价、洪水泛滥危险区域图的确定等6个步骤。

6. 完成情况

到2004年底，日本国土交通省河川局直接管辖的193条河流中，已有180条河流完成了“洪水泛滥危险区域图”的编制，完成率达到了93%。这193条直辖河流的流域中有1100个市、镇和村，已有297个市、镇和村完成了“洪水危险图”的编制，完成率为27%。但2000年东海地区的大水灾后，编制“洪水危险图”的市、镇和村的数量正在迅速增长。

四、对我国防洪减灾及洪水风险图编制工作的几点建议

1. 强化洪水管理工程措施中的流域对策

我国的防洪减灾对策已经从传统的以工程措施为主的洪水控制转变到当今的工程和非工程措施并重的洪水管理。我国的现有防洪标准与发达国家相比还很低，这意味着我们在将来很长一段时间内还要继续加强防洪工程建设。但发达国家的经验告诉我们，单纯地采取修建堤坝等河流工程措施来提高防洪标准，反而会增加洪泛区内的洪水风险。因此，今后的工程措施中，重点应该放在流域对策上。

图2 洪水危险图的编制步骤

2. 设立防洪减灾政策制定与执行的协调机构

防洪减灾政策的制定与执行涉及多个行政管理部门。日本的国土交通省负责国土资源、交通、水利、城建等多个部门的工作，在制定和执行防洪减灾政策时遇到的行政管理权限上的限制较少。我国有必要设立一个可以协调水利、国土资源、城建、交通、农业、海洋、气象等多个部门的机构，进一步加强我国防洪减灾政策的制定与执行工作。

3. 明确洪水风险的目的和作用

洪水风险图只是非工程措施的手段之一，不能指望一张洪水风险图能同时解决防洪预案制定、洪水调度、防汛抢险和洪水避难等多个问题。因此，对于一个具体的流域或地区，要根据其地域和河流特征、历史洪灾情况以及今后的防洪任务，明确洪水风险图的主要目的，使其功能尽可能单一化。

4. 加强洪水风险图基础数据库的建设

编制洪水风险图需要具备全国范围内的历史洪水资料、流域地面高程和土地利用分布数据、社会经济资料等基础信息。这些数据需要长期积累和定期更新，并建立统一格式的数据库。这样有助于在全国范围内推广洪水风险图。

5. 统一洪灾损失率的评价标准

洪水风险图中的洪灾损失评估、防洪工程经济效益的计算等工作都需要知道淹没水深与洪灾损失率的关系。如果没有一个统一的洪灾损失率评价标准，不同机构或个人使用不同的损失率，对同一问题计算出的洪灾损失就会大不一样，这样会失去方案的可比性。因此，有必要对全国范围内的每一个具体流域或地区，确定和公布一个统一的洪灾损失率评价标准。

6. 抓好洪水风险图的试点和推广工作

我国幅员辽阔，流域特征和洪水特性千差万别，经济发展水平参差不齐，洪水风险图编制工程中会遇到意想不到的问题和难点。首先应该从不同地区选择若干个有代表性的流域进行试点，发现问题，找出难点，总结经验，在此基础上制定一套行之有效的适用于我国不同地区和流域的洪水风险图编制指南，然后逐步进行洪水风险图的推广和应用。

（保留所有权利，转载请注明作者和“制度开门”。资料来源：王义成：日本综合防洪减灾对策及洪水风险图制作，《中国水利》2005(17))