IFUFC論壇預告 | 張建云院士:從鄭州2107暴雨洪澇看城市洪澇的防治
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城市抗洪還要端好“頭上一盆水”
《中國科學報》(2021-07-23 第1版要聞),作者:張建云
7月17日以來,河南省出現(xiàn)歷史罕見的極端強降水天氣,并給人民生命和財產(chǎn)安全帶來巨大損害。
今年全球天氣“不太平”。今夏,西歐地區(qū)發(fā)生大范圍暴雨和洪水災害。自7月11日我國入伏以來,北方極端性強降雨,南方及西北等地連續(xù)多天高溫預警,多地降雨量打破有記錄以來的極值,暴雨、臺風、高溫幾乎成為近期全國天氣“主旋律”。
頻繁出現(xiàn)的極端天氣再度給全人類敲響了重視全球氣候變化的“警鐘”,給水資源管理、水生態(tài)安全性帶來了巨大挑戰(zhàn),那么,我們應該如何科學地應對?
鄭州這次強降雨過程,具有持續(xù)時間長、累積雨量大、強降水時段集中、雨強大的特點。
鄭州多年平均年降雨量為640.8毫米,17日20時到20日20時,3天降雨量617.1毫米,也就是說這3天下了以往一年的雨。
事實上,1975年,中國大陸暴雨極值就出現(xiàn)在河南。
被稱為“75·8”暴雨的暴雨中心在駐馬店地區(qū)林莊,6小時最大降雨830.1毫米、72小時1606毫米。
而本次降雨過程的最大小時雨量201.9毫米,超過了“75·8”暴雨的198.5毫米。
降雨需要滿足兩個條件,一是有水汽條件,要有大量的暖濕水汽從海洋向內(nèi)陸輸送,二是有動力條件,水汽遇山地爬升或遭遇冷空氣,形成降雨。
1975年8月,7503號臺風穿越我國臺灣島后在福建晉江登陸,以罕見強度北渡長江直入中原腹地,又極其罕見地停滯在河南南部,大規(guī)模釋放能量。
當時7503號臺風是有氣象記錄以來最深入內(nèi)陸的一次臺風,臺風輸送的大量的暖濕水汽,在地形和冷空氣系統(tǒng)的作用下,造成歷史罕見的特大暴雨。
這次鄭州及周圍地區(qū)的強降水過程,與“75·8”暴雨有所不同。
這次主要是西太平洋副熱帶高壓偏北,而且最近數(shù)日在東海、南海方向有兩個臺風(“煙花”和“查帕卡”)發(fā)展,在臺風與副熱帶高壓之間形成了強勁的東風帶,加強了水汽向內(nèi)陸的輸送,水汽進入河南遇到太行山和伏牛山后,在迎風坡劇烈抬升,形成了此次極端強降雨。
此外,大陸高壓在我國西北地區(qū)穩(wěn)定少動,是造成該地區(qū)長時間強降水的原因。
這些典型的環(huán)流形式和山地地形影響,使得該地區(qū)成為強暴雨的易發(fā)區(qū)。
一要加強搶險救災,最大限度地保障人民生命和財產(chǎn)的安全。
二要加強城市上游水庫的調(diào)度,以及險情的排查,保障防洪工程的安全,同時對發(fā)生險情的水庫,要提前做好下游群眾的撤離準備工作。
三要加強天氣及水情的預報預警,嚴密監(jiān)視汛情的發(fā)展,將洪澇災害損失降到最低水平。
四要加強城市的應急管理。
我現(xiàn)在最擔心的一是水庫的安全,水庫是下游老百姓“頭上的一盆水”,一旦潰決,將給下游百姓帶來巨大的災難,歷史的教訓是十分慘痛的!
二是災區(qū)人民群眾的安全。
這么多人受災甚至傷亡令人揪心。
人民至上,人民安全第一,這是城市防洪的重點。
總體來說,此次鄭州及周邊地區(qū)的暴雨,從自然因素來講是一種極端的氣象事件。
同時,也說明了現(xiàn)在城市洪澇防御的基礎設施還比較薄弱,需要下大力氣加強城市防洪除澇能力建設,增強城市抵御災害的能力和恢復力。
放眼世界,在全球變暖和城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的雙重影響下,我國的城市洪澇問題越來越突出。
全球變暖改變水文循環(huán),同時由于溫度升高,導致大氣持水能力提升,增加大氣的不穩(wěn)定,易發(fā)生局地強降雨。
氣候變化帶來極端天氣,一是暴雨的強度增大,近些年短時局地強降雨呈現(xiàn)增強的趨勢,本次鄭州的強降水過程,最大小時雨量打破我國大陸的歷史紀錄。
二是極端日降水量事件頻次呈增多趨勢,1961年至2018年,中國年累積暴雨(日降水量≥50毫米)站日數(shù)平均每10年增加3.8%。
此外,全球變暖導致海平面上升,無疑加劇了我國沿海地區(qū)城市的洪澇災害風險。
1980~2019 年,中國沿海海平面上升速率為每年3.4毫米,高于全球平均水平。
在應對越來越突出的城市防澇問題中,鄭州這場暴雨給我們留下了哪些啟示?
首先,水庫工程作為下游防洪安全和水資源利用的重要調(diào)度舉措,必須加強調(diào)度管理,盡快將水位降到汛限水位以下,減輕大壩的壓力;其次,加強水庫大壩的安全監(jiān)測和分析,同時加強大壩工程及險情巡查,發(fā)現(xiàn)問題及時處置,確保安全;再次,加強水情的預測預報,在保障安全的前提下,盡可能發(fā)揮洪水資源化的工程調(diào)蓄作用。
未來,要進一步加強城市洪澇基礎研究和技術(shù)研發(fā),提高災害天氣和洪澇災害的預警能力,同時加強城市應急管理,完善應急調(diào)度預案,強化風險管理,最大限度減少災害損失。