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青年|打赢抗洪战争，究竟有多难？


出品：科普中国
制作：星球研究所
监制：中国科学院计算机网络信息中心
青年|打赢抗洪战争，究竟有多难？
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△本文由科普中国科普融创 x 星球研究所联合发布

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 。
青年|打赢抗洪战争，究竟有多难？
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△洪水环绕南京八卦洲|7月18日 ， 长江南京段洪水创历史新高 ， 全市启动一级响应 。 八卦洲是长江中的一个岛 ， 现已被洪水围困 。 图源：VCG

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 。
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△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 。 图源：人民视觉

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？
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△江西鄱阳县昌洲乡西河的决堤现场|抗洪难 ， 低等级堤防抗洪更难 。 图源：人民视觉


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 。
正面战场：漫堤的大水
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 。
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△洪水漫溢大堤|洪水越堤的冲刷会产生巨大的破坏 。 注意图中河堤已经开始出现坑洼 。 图源：视觉中国

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[1-4] 。
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△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 。 图源：文献[3]

7月17日 ， 湖北恩施遭受特大暴雨袭击 ， 清江水位剧烈上升 ， 城区范围内的堤防一度遭遇漫堤险情 。

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△湖北恩施清江发生短暂漫堤|受暴雨和上游水库紧急泄洪影响 ， 清江水位暴涨 ， 7月17日下午一度漫过河堤 ， 淹进了清江水岸社区 ， 许多汽车被淹 。 图源：人民视觉

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 。
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△洪水漫溢引起的决口和冲刷|漫溢对土坝下游一侧造成了强烈冲刷 ， 最终引起决口 。 该事件发生于1977的美国宾夕法尼亚州 。 图源：文献[38]

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 。
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△空军官兵抢筑子堤|7月13日中午 ， 在江西九江的江洲镇 ， 空军官兵抢修子堤 ， 抵御漫堤 。 江州镇位于长江的一个江心岛上 ， 今年汛期呼吁在外游子回乡抗洪 ， 一度名声大噪 。 图源：人民视觉


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% 。
放眼整个长江中下游 ， 3578km水位超警的长江大堤上 ， 一共修筑子堤830km ， 其中350km直接挡水 ， 挡水率42.17%[5-7] 。
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（如碎石护坡、混凝土护坡）的堤段 ， 长时间的冲刷很容易掏空大堤 ， 形成崩岸险情[8-9] 。
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 。
【青年|打赢抗洪战争，究竟有多难？】


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