抗洪“神器”能力有限 细数那些高效抢险救灾的高科技
2016-07-12 09:40:19   来源:人民网
内容摘要
如今,随着科技进步,利用人海战术与洪水“肉搏”,甚至子弟兵手挽手跳进洪水中堵住决口的场景将越来越少。溃口处,ET步履式挖掘机和各类重装机械铁甲上阵;洪水中,冲锋舟搜救转移被困群众,雷达测速仪、水下机器人实时监测水情变化;山体坍塌现场,蛇眼、雷达探测仪实施精准搜救;半空中,无人机不间断回传灾情图像和相关数据,供总部专家讨论救灾方案;拴上救生衣和救援物资的无人机还能在被洪水围困的群众上方精准“空投”……

德专家称抗洪“神器”能力只适用于平整地面 

中国南方近来洪水肆虐,一种被称为德国抗洪“神器”的可拆卸防洪挡板随之在网络走红。它的防洪效果、推广程度究竟如何呢?

这种“神器”确实在抗洪中发挥作用,但由于价格高昂、需要前期基础建设,目前只用于部分城市地区,并未大范围普及。德国抗洪依然主要靠传统沙袋。

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德国联邦技术救援署防洪专家弗兰克·阿尔滕布鲁恩介绍,可拆卸防洪板较为轻便,易于安装,能在水位上涨前快速建立起防御屏障。实践证明,这种挡板的防洪效果不错。

目前,德国科隆、奥德河畔法兰克福等一些沿河城市配备了这种设备。联邦技术救援署下属的救灾队伍也会经常就安装挡板进行演练。通常情况下,两名专业人员能在一小时内搭建出一堵长100米、高1.5米的防洪墙。

不过,这种挡板虽然操作便捷,但并不是“哪里发水建哪里”这么简单。阿尔滕布鲁恩说,可拆卸防洪挡板只适用于平整的地面,且必须提前在地下打好基础,以保证挡板稳固。

科隆是德国第一个使用这种设备的城市。为防止位于莱茵河边的老城区被淹,科隆从1984年开始采购可拆卸防洪板。按照规划,科隆将沿河建设9.5公里可拆卸防洪墙。科隆防洪中心负责人曾在接受德国媒体采访时说,科隆建设可拆卸防洪墙的成本是每公里100万欧元。

阿尔滕布鲁恩说,由于需要前期基础建设、成本较高等原因,德国在决定是否使用可拆卸防洪挡板时要考虑“值不值得”的问题。另外,挡板防洪能力有限,面对太大的洪水也无能为力。目前,可拆卸防洪墙在德国只用于部分城市地区。从全国整体来看,除永久堤坝外,德国抗洪主要还是依靠传统沙袋。

2013年,德国遭遇严重洪水灾害,多地被淹,数万消防员、志愿者和国防军士兵参与救灾抢险。德国一度遭遇沙袋短缺,被迫向荷兰、丹麦等邻国求援,外国向德国供应的沙袋超过160万个。

 

遥远太平洋上的厄尔尼诺为什么会带来洪水?

最近,南方各地的抗洪防汛阵仗让人不禁发问,这次汛情能与1998年相比吗?其实2016年以来,国家防总负责人已多次强调2016年“发生大洪水的可能性很大”、“以防御‘98+’长江特大洪水为目标”、“做好应对大灾的准备”。

如此提前的严阵以待,这是为什么呢?这里藏着个幕后黑手,那就是厄尔尼诺。被强行科普了这么多年,你了解厄尔尼诺到底是怎么回事吗?

回答这个问题,先从赤道附近太平洋上的风说起。受高低纬受热不均和地转偏向力影响,赤道南北两侧常年刮的都是偏东风。但是,每隔2至7年,赤道附近太平洋上的偏东信风总会突然减弱一下。不要问为什么,科学家也说不准原因。总之,风一减弱,就让被风吹着往西太平洋流动的表层温暖海水失去了西行的动力,温暖海水便开始向原本偏冷的太平洋中部和东部回流,并阻挡了此处深层冰冷海水的上涌,最终导致这块区域海温的异常偏暖。由于这种现象最严重的时段往往在圣诞节前后,它便得了个原义为“圣婴”的名字——厄尔尼诺。

为了判断厄尔尼诺是否发生,气象学家们还专门找了最容易“发烧”的4块地区划为指标海区,命名为NINO1、NINO2、NINO3和NINO4,并制定了海温距平指数,当海温偏高0.5℃以上,并持续6个月以上,就认定为一次厄尔尼诺事件。

要知道,温暖的海水也会烘热该海域上方的空气。以往赤道附近的西太平洋表层因为有温暖海水堆积,空气被烘热,以上升气流为主,容易形成降水;东部海温低,捂不暖空气,就以下沉气流为主,多干燥晴朗天气。这样在垂直于赤道的面上,就形成了一个名为沃克环流的大气环流。

可是厄尔尼诺的出现让沃克环流减弱甚至调了个个儿。于是,太平洋东侧的秘鲁一带因为海温升高,下沉运动减弱、甚至转为上升,降雨增多;与此同时印尼、菲律宾一侧的上升运动减弱、甚至转为下沉,降水减少。

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正常的沃克环流


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厄尔尼诺影响下的反向沃克环流


问题来了,遥远赤道和太平洋上的事跟我们有什么关系?快回想一下,初中地理课本里有个送分题:副热带高压和中国汛期。

西太平洋副热带高压是影响中国汛期雨带分布的主要推手。一般来说,4、5月位置偏南,中国雨带位于华南一带,这就是华南前汛期;6、7月加强北上,雨带推到长江中下游一带,这就是梅雨;8月继续加强北上,就到华北、东北,这就是北方的雨季;到了9月,副高回撤,一年任务搞定!

这个副热带高压的主体正好位于太平洋上空,一旦厄尔尼诺出现,经过海气相互作用,这个进程就会被“搅乱”!研究表明,厄尔尼诺容易让副高加强、西伸,促使大量的水汽从海上输入中国,与南下的冷空气相遇,产生大范围的强降雨,有时又会使副高容易稳定在某一区域,雨带走不动,降水一集中,洪涝就发生了,而在雨带无法抵达的地方,就会发生旱情。而且这种影响往往有一定的滞后效应,虽然在春季厄尔尼诺本身已开始消退,但其作用可持续到夏天,从而给季风气候的中国带来严重的洪涝灾害。

  

揭秘那些你所不知道的国产“抗洪神器”

羡慕别人有所谓的“抗洪神器”?那是因为你不知道中国制造救援装备有多牛。水下机器人实时监测水情、充水式橡胶子堤可迅速“变身”成移动堵水墙、枕巾大小的新型沙袋遇水自动膨胀……在近期的南方抗洪救灾现场,一批批专业救援装备投入使用,成为抗洪抢险中的高精尖“抗洪神器”。

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应对自然灾害,也需要科技先行。过去,以沉船、沉卡车堵决口,甚至以人海与洪水“肉搏”,是不得已而为之。现在,根据不同的地形、河道、流速和水流走势,应对不同的决口、管涌,救援队伍会采取不同的办法。专业救援装备的投入,使抗洪抢险更加精准、高效。


【神器一:“以水治水”的可折叠移动堵水墙】

在安徽省望江县伍玖圩抢险现场,武警水电部队首次运用了新型专业防洪抢险储备设备——“充水式橡胶子堤”。记者在现场看到,救援官兵每6人一组,迅速铺开橡胶袋,用魔术贴将多段橡胶子堤连接,接上水阀门后洪水快速流入橡胶袋中,包裹上护坦布,随后用固定桩将子堤固定,不到20分钟,一道“以水治水”的长12米、高0.7米的橡胶子堤就“筑”了起来。

这种装备又被叫作“移动折叠式堵水墙”,外层是结实耐磨的高强度帆布层,里面是不透水的橡胶水囊。压缩状态时轻便易携,哪里有险情就可以搬到哪里;使用时可就地取材,用水的自重作为重力进行溃口围堵。优点是速度快、效率高、可重复使用,不怕浪打水冲,可极大提高抢险效率,有效控制洪水漫坝险情。


【神器二:如“千手观音”、可“抬腿走路”的智能挖掘机】

在安徽省金寨县跟随武警水电部队参与救援行动时看到,深夜的探照灯下,几十台大型挖机同时作业,机械臂一只扬起,另一只落下,犹如“千手观音”。此外,臂展20米的长臂挖掘机、能“抬腿走路”的步履式挖掘机、无人驾驶的智能挖掘机相继投入使用,使得应对不同地形、不同形式的救援都有保障。

在鄱阳溃口封堵作业中,一台挖掘机能顶百双手,500余名救援官兵仅用47小时完成溃口封堵。封堵溃口用的2.46万方填筑料,装沙袋大概是70万个,如果还是靠“人海战术”肩扛手抬,根本不可能实现。


【神器三:抗洪“老物件”改良升级成的“新武器”】

在抗洪现场,当年十几个人才能扛起来的铁皮冲锋舟,如今“变身”橡皮冲锋艇两个人就能操作;笨重易毁的土质沙袋,也逐渐被专业防汛沙袋取代。轻便小巧、自重只有几百克的新型沙袋叠起来只有一块枕巾大小,一旦遇水三五分钟内就可迅速膨胀压实。不用装填沙土和远距离扛运,救援官兵可现场操作封堵决口,大大节约了时间和体力,提高了抢险救灾效率。

应对决堤,随着大载重自卸车的投入使用,可载重近百吨的钢筋笼串,效果比沉车、沉船堵决口好得多;处理管涌,一般先做围井,现在用钢板、硬质塑料围井的方式代替沙袋围井,过去3米直径的围井要20人3个小时才能完成,现在4个人30分钟就能搞定。


【神器四:“脚下生根”的钢木土石组合坝(围堰)】

国产“抗洪神器”钢木土石组合坝(围堰),就是用钢木做成桁架,打到溃口下面的堤口上“生根”,再在桁架空间内用沙袋填充,同时在上游抛填土料形成地碶,水流将土石带至溃口围堰时就可以将大小孔眼逐渐堵住。

中国水利水电科学研究院防洪抗旱减灾研究所所长丁留谦说,堵口的时候水流太大不能完全填满,否则会直接冲散冲垮,先做桁架“生根”能够支撑、立稳,水也可以流动,在用沙袋借框架结构填充,沙袋不会被大水冲跑。这种方法符合水流的特点,比较科学。

 

科研成果助力高效抢险救灾

在洪水肆虐中,除了广大党员干部和群众,解放军和武警部队历来是抗洪抢险的主力军和突击队,承担着抗洪抢险的急难险重任务。在全国主要江河流域范围内,有19支以工程兵部队为主体的抗洪抢险国家级专业应急部队。

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据解放军防汛抢险工程技术研究中心专家陈云鹤介绍,这些部队都配有指挥车、指挥艇、操舟机、植桩机等抗洪抢险专用装备与器材,担负着驻地临近地区的应急抢险任务,在封堵决口、水上救护、堤坝加固、爆破分洪等重大抗洪抢险行动中发挥了重要作用。

除此之外,历次参与抗洪抢险的实战经验,以及基于经验的防汛抢险技术装备研究成果,都成为高效抢险救灾的重要支撑。

近几年,作为专业救援部队的武警水电部队瞄准任务需要和前沿领域,组织力量开展了土石方类、金属结构类、爆破类工程排险等六类抢险技术课题研究和科技攻关,总结探索出堰塞湖处理、电网快速架设等50多种战术战法。

陈云鹤介绍,我军还开展了“真空堆载联合预压在防汛堤坝快速处理中应用研究”和“沉箱堵口抢险技术研究”等课题研究。其中,“水库大坝安全保障关键技术与研究”项目获得了2015年国家科学技术进步一等奖。

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