氣象預(yù)報(bào)與城市防洪排澇

奚立宗 楊彬 魏邦憲

摘 要：隴南是甘肅省唯一屬于長(zhǎng)江水系并擁有亞熱帶氣候的地區(qū)，被譽(yù)為“隴上江南”。境內(nèi)高山、河谷、丘陵、盆地交錯(cuò)，氣候垂直分布，地域差異明顯。具相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)660個(gè)城市中，就有500多個(gè)城市需要防洪，并且許多城市都不同程度地遭受過(guò)江河洪水的威脅。除洪水威脅外，近年來(lái)我國(guó)城市也頻繁遭受暴雨所致的城區(qū)嚴(yán)重的內(nèi)澇。因此，城市的防洪排澇問(wèn)題形勢(shì)嚴(yán)峻，必須全力應(yīng)對(duì)，尋找成因，制定對(duì)策，以期切實(shí)有效地解決問(wèn)題。城市防洪排澇是根據(jù)城市的自然地理位置以及江河洪水的特性，提高城市防洪標(biāo)準(zhǔn)，改善和提高城市防洪管理水平，改善河道行洪條件。通過(guò)建設(shè)必要的防洪、除澇、排水等設(shè)施，防治或減少洪澇造成的災(zāi)害，保障城市的正常運(yùn)行和人民安居樂(lè)業(yè)。

關(guān)鍵詞：氣象 強(qiáng)降水 防洪排澇

隴南位于甘肅省東南部、地處秦巴山地與岷山山脈、黃土高原交匯地帶，東西長(zhǎng)221公里，南北寬220公里。東連陜西，南接四川，西鄰甘南藏族自治州，北依定西市和天水市。現(xiàn)轄武都區(qū)和成縣、徽縣、兩當(dāng)、西和、禮縣、康縣、文縣、宕昌8個(gè)縣，242個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，3423個(gè)村民委員會(huì)，54萬(wàn)戶。境內(nèi)有漢、回、藏等21個(gè)民族成份，少數(shù)民族人口5萬(wàn)多人。面積27923平方公里，人口281萬(wàn)。隴南是甘肅境內(nèi)唯一的長(zhǎng)江流域地區(qū)，氣候?qū)賮啛釒蚺瘻貛н^(guò)渡區(qū)，境內(nèi)高山、河谷、丘陵、盆地交錯(cuò)，氣候垂直分布，地域差異明顯，“一山有四季，十里不同天”特征突出。山地氣候特征明顯，地形地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，生態(tài)環(huán)境比較脆弱，自然災(zāi)害種類(lèi)多、頻發(fā)多發(fā)，造成的危害十分嚴(yán)重，特別是“5.12”大地震后，山體松動(dòng)，暴雨衍生的山洪地質(zhì)災(zāi)害等自然災(zāi)害極易發(fā)生，強(qiáng)度逐年增大，災(zāi)害造成損失越來(lái)越重。轄區(qū)內(nèi)氣候變異很大，暴雨、冰雹、雷電、低溫等氣象災(zāi)害及其衍生的山洪、滑坡、泥石流等自然災(zāi)害種類(lèi)多，且頻發(fā)多發(fā)，一直是制約隴南經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重大氣象災(zāi)害。隴南是全國(guó)四大泥石流區(qū)域之一，此類(lèi)災(zāi)害一旦發(fā)生，影響范圍之廣，危害程度之深，破壞力之大是難以想象的。每年6-8月降水占全年降雨量75%以上，每小時(shí)降雨量超過(guò)50mm的天氣過(guò)程時(shí)有發(fā)生。暴雨及短時(shí)強(qiáng)降水具有突發(fā)性強(qiáng)、降水強(qiáng)度大、降水時(shí)段集中等特征，主要降水過(guò)程持續(xù)時(shí)間往往只有數(shù)小時(shí)，但強(qiáng)降水常引發(fā)山洪，同時(shí)引起泥石流和滑坡等次生災(zāi)害，對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成重大損失。

一、強(qiáng)降水與城市洪澇關(guān)系

1. 1強(qiáng)降水與特大洪澇。城市大洪澇災(zāi)害的形成，除受本地暴雨以上的強(qiáng)降水影響外，還受大范圍、長(zhǎng)時(shí)間的強(qiáng)降水引起的本地及周邊地區(qū)相關(guān)的河流發(fā)生洪水災(zāi)害影響。

1. 2強(qiáng)降水與一般洪、內(nèi)澇。小范圍內(nèi)的暴雨、大暴雨是造成城內(nèi)一般洪、內(nèi)澇的主要原因。如2018年7月9日，受副高西伸，我市正好處于588線邊緣，我市上空有明顯的切變線，西南氣流帶來(lái)大量水汽，與北部冷空氣結(jié)合形成一次明顯的降水過(guò)程，我市一地區(qū)降特大暴雨，主要降水過(guò)程維持36個(gè)小時(shí)，最大累計(jì)測(cè)點(diǎn)降水量高達(dá)265mm（數(shù)據(jù)由氣象部門(mén)降水觀測(cè)站提供），全市36個(gè)雨量觀測(cè)點(diǎn)達(dá)到100mm以上，由于我市屬山區(qū)地帶，多處爆發(fā)山洪，河水暴漲造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。這次降水范圍廣、降水強(qiáng)度之大，為甘肅隴南市歷史上百年所不遇，倒塌房屋2517間，損壞5100間，緊急轉(zhuǎn)移人員11500人，直接經(jīng)濟(jì)損失21600萬(wàn)元。

1 城市防洪排澇的問(wèn)題成因

1.1 暴雨頻發(fā)而強(qiáng)度驟增

近年來(lái)，由于氣候變化因素和大規(guī)模城市建設(shè)所致的大氣環(huán)境變化，我國(guó)暴雨頻發(fā)，暴雨強(qiáng)度驟增，且降雨集聚，降雨造成高水位洪水，瞬時(shí)降雨量大而降雨時(shí)間長(zhǎng)，造成嚴(yán)重的城市外洪內(nèi)澇。

1.2 城市位置不當(dāng)及布局不合理

現(xiàn)有城市、城鎮(zhèn)已建于洪水淹沒(méi)的區(qū)域或低洼積水區(qū)域，經(jīng)常受到洪水侵襲。例如，安徽省金寨縣縣城位于水庫(kù)下游1km泄洪水位以下的梅山鎮(zhèn)，2009年7月暴雨后水庫(kù)泄洪，縣城大部被淹，損失達(dá)1億元；四川省射洪縣城選址于地勢(shì)低洼的太和鎮(zhèn)，在四川省817洪水中損失慘重。有些城市新區(qū)在選址時(shí)仍建于低洼積水地區(qū)，同樣會(huì)飽受洪澇之苦。

1.3 滲水地面減少而徑流速度加快

大規(guī)模城市建設(shè)建造了大量的建筑和道路、廣場(chǎng)等硬質(zhì)地面，大量減少了滲水地面和植被，使暴雨的徑流速度加快，滲水面積減小，雨水快速聚集，單位時(shí)間內(nèi)的雨量大大超越城市雨水管網(wǎng)的排水能力，從而導(dǎo)致了澇災(zāi)的發(fā)生。

1.4 現(xiàn)狀防洪排澇設(shè)施配套不足且運(yùn)行不力

現(xiàn)狀城市防洪排澇設(shè)施普遍配套不足，老城區(qū)防洪排澇設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)低，設(shè)施老化。老城區(qū)大多為雨污合流排水體制，排水管徑小，故障多，加之管理不善等原因，加劇了老城區(qū)內(nèi)澇的災(zāi)損。城市新區(qū)因?yàn)榻ㄔO(shè)速度過(guò)快，且“重地上、輕地下”的思想嚴(yán)重，防洪排澇設(shè)施滯后于城市發(fā)展的速度。甚至有些新區(qū)未待排水設(shè)施完全配套甚至未鋪設(shè)排水管網(wǎng)便投入使用。

1.5 城區(qū)地面標(biāo)高處理不合理

老城區(qū)往往由于歷史原因，街區(qū)地面標(biāo)高偏低，有些道路標(biāo)高高于街區(qū)地面標(biāo)高，街區(qū)雨水難以排入道路下的排水管道。尤其是緊鄰老城區(qū)的新建區(qū)的地面標(biāo)高高于老城區(qū)地面標(biāo)高，雨水向老城區(qū)匯集，加劇老城區(qū)的內(nèi)澇。

2 不斷進(jìn)步的氣象預(yù)報(bào)

2.1用天氣動(dòng)力學(xué)方法進(jìn)行各量級(jí)強(qiáng)降水短期預(yù)報(bào)研究

特大水災(zāi)多是大范圍、長(zhǎng)時(shí)間降水中大暴雨、特大暴雨引起的洪水泛濫和本地雨澇災(zāi)害結(jié)合形成。穩(wěn)定和重復(fù)出現(xiàn)的長(zhǎng)波槽以及天氣尺度系統(tǒng)是造成大范圍連續(xù)性強(qiáng)降水的必要前提。因此，我市氣象臺(tái)預(yù)報(bào)人員研究、分析包括本地在內(nèi)的產(chǎn)生大范圍強(qiáng)降水的大尺度天氣系統(tǒng)背景條件，建立初始場(chǎng)判據(jù)，分析研究在大尺度背景條件下造成本地大暴雨、特大暴雨的各天氣系統(tǒng)及其相互作用，分別建立大范圍連陰降水中本地逐日≥100mm、≥150mm、 ≥200mm的強(qiáng)降水短期預(yù)報(bào)方法。

2.1.1短歷時(shí)強(qiáng)降水預(yù)報(bào)方法研究。空間尺度小、生命史短的中小尺度系統(tǒng)，可造成一地短時(shí)間內(nèi)的大雨和暴雨，此種降水預(yù)報(bào)難度大。對(duì)于此類(lèi)強(qiáng)降水，我市氣象臺(tái)注重分析研究影響本區(qū)的中小尺度天氣系統(tǒng)類(lèi)型及其活動(dòng)規(guī)律，不斷總結(jié)強(qiáng)對(duì)流活動(dòng)的生命史及其特征，以及發(fā)生的天氣背景及其與環(huán)流場(chǎng)的關(guān)系，根據(jù)強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生發(fā)展的熱力、動(dòng)力因子，建立短歷時(shí)≥38mm的強(qiáng)降水短期預(yù)報(bào)方法。

2.1.2本地暴雨、大暴雨預(yù)報(bào)方法研究。造成一定區(qū)域的洪澇、內(nèi)澇的較短時(shí)間（1～3d）的強(qiáng)降水，通常是中尺度天氣系統(tǒng)活動(dòng)或若干個(gè)中小尺度系統(tǒng)的連續(xù)影響而成。因此對(duì)于此類(lèi)強(qiáng)降水，我們注重建立其天氣氣候模型，對(duì)天氣尺度雨帶中造成日降水量≥150mm的天氣系統(tǒng)進(jìn)行重點(diǎn)分析，研究其形成的物理機(jī)制，弄清其結(jié)構(gòu)、發(fā)生發(fā)展規(guī)律，在此基礎(chǔ)上建立日降水量≥50mm的各級(jí)強(qiáng)降水預(yù)報(bào)方法。

2.2利用衛(wèi)星云圖、雷達(dá)資料作強(qiáng)降水預(yù)報(bào)

2.2.1雷達(dá)資料分析和短時(shí)預(yù)報(bào)研究。我市于2015年9月建成新一代氣象雷達(dá)，可利用雷達(dá)信息資料，分析強(qiáng)降水系統(tǒng)的強(qiáng)度、移向、移速。找出指標(biāo)，作為對(duì)上述各類(lèi)型強(qiáng)降水臨近預(yù)報(bào)的補(bǔ)充、訂正依據(jù)。另外，雷達(dá)信息的上下游聯(lián)防能夠較高的判斷降水量級(jí)，提高了服務(wù)準(zhǔn)確性。

2.2.2衛(wèi)星云圖分析。根據(jù)衛(wèi)星氣象學(xué)現(xiàn)有的成果，對(duì)天氣分型條件下各類(lèi)強(qiáng)降水天氣的衛(wèi)星云圖進(jìn)行分析總結(jié)，找出有利于強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生發(fā)展的區(qū)域，確定強(qiáng)度識(shí)別和落區(qū)范圍指標(biāo)及預(yù)報(bào)因子。衛(wèi)星云圖分析結(jié)果可作為以上各類(lèi)降水預(yù)報(bào)的補(bǔ)充。

3 利用氣象預(yù)報(bào)做好城市防洪排澇

伴隨著科學(xué)的發(fā)展，氣象預(yù)報(bào)在不斷的進(jìn)步，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率不斷的提高。根據(jù)氣象預(yù)報(bào)的量級(jí)，及時(shí)作出應(yīng)對(duì)措施，起到了防災(zāi)減災(zāi)的效果，避免大量的財(cái)產(chǎn)損失，保障人身安全。利用氣象預(yù)報(bào)及時(shí)防洪排澇，使得我們的生活與自然協(xié)調(diào)共存，也幫助我們更好的利用水資源。

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學(xué)原理和方法[M].北京：氣象出版社，2000.