IFUFC論壇預(yù)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(xué)報(bào)》(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(qiáng)降水天氣,并給人民生命和財(cái)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(zāi)害。自7月11日我國入伏以來,北方極端性強(qiáng)降雨,南方及西北等地連續(xù)多天高溫預(yù)警,多地降雨量打破有記錄以來的極值,暴雨、臺(tái)風(fēng)、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(yīng)該如何科學(xué)地應(yīng)對(duì)?
鄭州這次強(qiáng)降雨過程,具有持續(xù)時(shí)間長、累積雨量大、強(qiáng)降水時(shí)段集中、雨強(qiáng)大的特點(diǎn)。
鄭州多年平均年降雨量為640.8毫米,17日20時(shí)到20日20時(shí),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(shí)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(shí)最大降雨830.1毫米、72小時(shí)1606毫米。
而本次降雨過程的最大小時(shí)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(gè)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(dòng)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(hào)臺(tái)風(fēng)穿越我國臺(tái)灣島后在福建晉江登陸,以罕見強(qiáng)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(dāng)時(shí)7503號(hào)臺(tái)風(fēng)是有氣象記錄以來最深入內(nèi)陸的一次臺(tái)風(fēng),臺(tái)風(fēng)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(qiáng)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(gè)臺(tái)風(fēng)(“煙花”和“查帕卡”)發(fā)展,在臺(tái)風(fēng)與副熱帶高壓之間形成了強(qiáng)勁的東風(fēng)帶,加強(qiáng)了水汽向內(nèi)陸的輸送,水汽進(jìn)入河南遇到太行山和伏牛山后,在迎風(fēng)坡劇烈抬升,形成了此次極端強(qiáng)降雨。
此外,大陸高壓在我國西北地區(qū)穩(wěn)定少動(dòng),是造成該地區(qū)長時(shí)間強(qiáng)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(qiáng)暴雨的易發(fā)區(qū)。
一要加強(qiáng)搶險(xiǎn)救災(zāi),最大限度地保障人民生命和財(cái)產(chǎn)的安全。
二要加強(qiáng)城市上游水庫的調(diào)度,以及險(xiǎn)情的排查,保障防洪工程的安全,同時(shí)對(duì)發(fā)生險(xiǎn)情的水庫,要提前做好下游群眾的撤離準(zhǔn)備工作。
三要加強(qiáng)天氣及水情的預(yù)報(bào)預(yù)警,嚴(yán)密監(jiān)視汛情的發(fā)展,將洪澇災(zāi)害損失降到最低水平。
四要加強(qiáng)城市的應(yīng)急管理。
我現(xiàn)在最擔(dān)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(zāi)難,歷史的教訓(xùn)是十分慘痛的!
二是災(zāi)區(qū)人民群眾的安全。
這么多人受災(zāi)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(diǎn)。
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(shí),也說明了現(xiàn)在城市洪澇防御的基礎(chǔ)設(shè)施還比較薄弱,需要下大力氣加強(qiáng)城市防洪除澇能力建設(shè),增強(qiáng)城市抵御災(zāi)害的能力和恢復(fù)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(shí)由于溫度升高,導(dǎo)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(qiáng)降雨。
氣候變化帶來極端天氣,一是暴雨的強(qiáng)度增大,近些年短時(shí)局地強(qiáng)降雨呈現(xiàn)增強(qiáng)的趨勢,本次鄭州的強(qiáng)降水過程,最大小時(shí)雨量打破我國大陸的歷史紀(jì)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(dǎo)致海平面上升,無疑加劇了我國沿海地區(qū)城市的洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。
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(yīng)對(duì)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(qiáng)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(qiáng)水庫大壩的安全監(jiān)測和分析,同時(shí)加強(qiáng)大壩工程及險(xiǎn)情巡查,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處置,確保安全;再次,加強(qiáng)水情的預(yù)測預(yù)報(bào),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(jìn)一步加強(qiáng)城市洪澇基礎(chǔ)研究和技術(shù)研發(fā),提高災(zāi)害天氣和洪澇災(zāi)害的預(yù)警能力,同時(shí)加強(qiáng)城市應(yīng)急管理,完善應(yīng)急調(diào)度預(yù)案,強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)管理,最大限度減少災(zāi)害損失。