在河南这场旷世暴雨中,我们还应该思考什么?(组图)

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7月20日,水利部发布消息:预计未来3天,河南西北部部分地区将有大暴雨。

受其影响,黄河中游伊洛河、沁河,海河流域漳卫南运河,淮河流域洪汝河、沙颍河等河流,将出现明显涨水过程,黄河中游干流花园口河段可能发生编号洪水,暴雨区内部分中小河流可能发生超警以上洪水。

受气候变化影响,每年的极端性强降雨频次呈现上升趋势。降雨强度大、范围集中,给城市带来越来越大的挑战。

今后,怎么办?

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旷世暴雨来袭


7月17日以来,河南省遭遇极端强降雨,中西部、西北部地区出现成片大暴雨,部分地区特大暴雨。



2021年7月20日,郑州遭遇持续强降雨,市民涉水前行。图|人民视觉


这场雨有多大?我们先看两个数据:

一是截至20日11时,河南省5个国家级气象站降雨突破历史极值。



图片来自微博@河南气象


二是单日降雨量突破历史极值,历史罕见。据中央气象台消息,20日16时至17时,郑州1小时内降雨量达到201.9毫米。



2021年7月20日,郑州持续强降雨,一位浑身湿透的司机。图|人民视觉


1小时200多毫米雨是什么概念?中国气象上规定, 24小时降水量为50毫米以上的雨称为“暴雨”,100~250毫米为“大暴雨”,250毫米以上称“特大暴雨”。细分到一小时,16毫米降水量就是暴雨,20毫米以上称短时强降水。

这一天,从气候学的角度来看,小时降水、日降水的概率,重现期通过分布曲线拟合来看,都是超千年一遇的。

【注:重现期在气候学中是指在一定年代的雨量记录资料统计期内大于或等于某暴雨强度的降雨,出现一次的平均间隔时间,为该暴雨发生频率的重现期。】

7月20日的河南,险情连连。

早6时许,位于登封市告成镇曲河村的登电集团铝合金有限公司发生爆炸。

4时左右,事发企业临近的颍河水位暴涨并超警戒水位,因河道水位暴涨致围墙倒塌,厂区进水。该公司立即启动应急预案停电停产并组织人员安全撤离。6时许,因洪水漫延到厂区内合金槽内,高温溶液遇水发生爆炸。



2021年7月20日,郑州火车站,暴雨导致多趟列车晚点。图|人民视觉


16时,K599次列车运行至京广线郑州市南阳寨至海棠寺区间时,司机张志杰发现前方线路水漫钢轨后果断停车。经查,因持续暴雨淹没铁路,水流冲击导致路基下沉,停在区间的K599次列车机后第3和第4位车辆(即车头往后第3、4节车厢)发生倾斜。铁路工作人员组织旅客疏散,乘客们只能冒雨下车。

郑州东站当天车站大屏显示,受降雨影响,已导致至少60趟列车晚点。此外,客运及航班也因降雨出现大面积延误。

晚高峰时分,一些本该接送回家的儿童,被迫留在幼儿园,而一些无法按时归家的市民,则不得不寄宿在附近的酒店或者干脆在办公室打地铺。

好不容易来到地铁站的人们发现,持续的暴雨已经涌入郑州地铁5号线(海滩寺-沙口路)。

郑州地铁5号线一车厢多人被困,水位淹过胸口。“车厢内还有很多人,我还能呼吸,急盼救援。”此时,地铁车窗外,积水没过车辆大半,乘客紧抓扶手对外发出求救信号,车厢内氧气开始变得稀薄。

危急之际,公安、消防、办事处等救援单位抵达现场紧张救援,救援人员从车顶打开一个洞,被困人员陆续从隧道中撤离。18时10分,郑州地铁下达全线网停运指令,组织力量,共疏散群众500余人,其中12人经抢救无效死亡、5人受伤(均已送医)。



郑州陇海中路段,因地势原因水流湍急,过路行人手挽手形成“人墙”一起过马路。而在郑州西郊的某小区内不少楼栋的一楼,已经全部被大水倒灌,小区内外停放的数千辆轿车,有的已经被大水冲翻,有的则已被淹没。

嵩山少林寺、郑州大学第一附属医院等郑州地标、景点均被洪水侵蚀。

郑州市代管的巩义,在这一天,全市多处房屋、围墙倒塌,1人死亡,2人失联。

22时,有记者发现在中央气象台网站上,河南省巩义市的实时气象情况已经超过10个小时未更新。只因巩义市多处地埋通信光缆被冲断,基站基础下沉、机柜及塔体被泥石流掩埋,部分基站外电线杆倒地,造成部分区域通信阻断的情况。

此外,巩义市气象局局长赵建彪一度失联。上午,他去政府汇报气象工作,归途遇到强降雨被水冲走,下午被群众救起,所幸身体没有大碍,当晚已经回到家中。

饱受压力的还有水利设施。持续强降雨,上游来水凶猛,造成河南郑州常庄水库水位持续上升超警戒线。7月20日15时,常庄水库开始泄洪,泄洪流量每秒3立方米。到了21日凌晨,从新密和荥阳倾泻的洪水流量达到每秒20立方米。

险情仍未停止。

7月20日深夜,洛阳市伊川县境内伊河滩拦水坝出现约20米决口,河堤受损严重,拦水坝随时可能垮塌。应伊川县人民政府请求,按照中部战区命令,第83集团军某工程防化旅紧急出动,星夜驰援执行爆破分洪任务。

河南极端降雨,不再是“看海模式”的调侃,而是真真正正的灾难。

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打破46年前的纪录


2017年,住建部和国家发改委列出了近年来内涝灾害严重、社会关注度高的60个城市名单,要求其抓紧编制完成城市排水防涝补短板实施方案。17个省份上榜,没有河南,安徽14个城市上榜,数量最多,河南的城市为0。



2021年7月20日,郑州城区黑云密布。图|人民视觉


为何今年河南成为了千年一遇的暴雨中心?

一是台风。来自热带西太平洋的东南季风,被位于琉球群岛东南一带的第6号台风“烟花”助推,长驱直入2000公里,深入中原大地;传统的来自北印度洋、孟加拉湾的西南季风,被广东西部近海的第7号台风“查帕卡”助推,长驱直入2000公里,向北来到中原大地。

大量的水汽通过偏东风源源不断从海上输送到陆地,在河南集结成雨。

二是地形原因。偏东气流在河南遇到太行山和伏牛山后,在山前出现辐合抬升,地形导致降雨范围集中,雨势更强。

三是台风“烟花”移动缓慢,大气环流形势稳定,导致降雨持续时间长。

什么时候能停?随着台风“烟花”逐渐靠近大陆,水汽输送被台风逐渐截留,强降雨才有可能会减弱。

截至7月20日21时40分,河南省气象台继续发布暴雨红色预警:目前,郑州、开封、新乡、平顶山四地区和许昌、周口两地区西部部分地区降水量已达50毫米以上,预计未来3小时内,上述地区降水持续,累计降水量将达100毫米以上。

21日白天,河南省全省阴天有小到中阵雨、雷阵雨,其中黄河以北和洛阳、郑州、开封、平顶山、许昌五地区及南阳地区北部部分地区有大到暴雨,局部大暴雨并伴有短时强降水、短时大风等强对流天气。

21日夜里,全省阴天有阵雨、雷阵雨,其中北部和中西部部分地区有中到大雨,局部暴雨或大暴雨并伴有短时强降水等强对流天气。

22日至26日,河南省无明显大范围强降水天气,全省多分散性的雷雨天气。



2021年7月20日,郑州市持续强降暴雨,建设路华山路附近临街围墙倒塌,多辆轿车被砸后遭损坏。图|人民视觉


中原大地,饱经沧桑,历史上发生在河南地区的水患不计其数。这次郑州极端强降雨,已经打破“75·8特大暴雨”的纪录,46年前河南的那场降雨也同样牵动着全国人民的心。

1975年8月上旬,河南南部洪汝河、沙颍河和唐白河流域上游的丘陵区发生了历史上罕见的特大暴雨洪涝灾害。

当年的8月4日至8日,中心测站4天最大降水量达1631毫米,1天最大降水量为1005毫米,6小时最大降水量685毫米,3小时最大降水量495毫米,1小时最大降水量189.5毫米,大多打破了国内的历史纪录,有的项接近世界雨强极值。有不少测点1小时雨强超过100毫米。由于暴雨雨量大而猛,而且特别集中,从而造成了严重的水灾。

8月8日凌晨,石漫滩、田岗水库垮坝,澧河决口,老王坡蓄洪区相继决口。板桥水库漫溢垮坝,六亿多立方洪水,五丈多高的洪峰咆哮而下,同期竹沟中型水库垮坝,薄山水库漫溢,及58座小型水库在短短数小时间相继垮坝溃决。驻马店几乎所有村庄在几个小时之内消失殆尽。

据当时的影像资料记载,灾难发生后,前去了解灾情的调查小组成员在灾区看到了这样的景象:大水肆虐的灾区,人和牲畜的尸体随处可见。尸体在烈日下腐烂,一层可怕的烟雾便升腾而起。

板桥水库管理局院内,一棵两人合抱的大树被冲出近20公里,水库下游2公里三千多人口的板桥镇荡然无存。14个公社133个大队的土地遭到了刮地三尺的冲击,黑土全部被刮走,令人毛骨悚然的黄色望不到边际。

在灾区的火车站,可怕的情景令人难以置信,纵贯中国南北的京广铁路被冲毁102公里,中断行车18天,影响运输48天,9个火车头和1180节车厢被冲坏,40多公里的铁轨被掀翻并被扭曲成麻花状。

“75·8”驻马店大洪水后,泄洪的常庄水库被水利部门按“75·8”雨型对水库的防洪标准进行了复核,对大坝进行了加高加固,1976年唐山大地震后,又被水利部列入全国重点防洪水库。

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暴雨预报有多难?

目前,人们对于对流性强降水的预报仍面临较大挑战。一般来说,形成暴雨需要三个条件,即充足的水汽供应、较强的垂直上升条件和一定的降水持续时间。在暴雨预报的过程中,预报员需要充分考虑这三个条件来判断降水过程可能形成暴雨的量级。预报员进行暴雨预报工作主要是依赖于观测数据和数值模式的预报,在此基础上,预报员再通过自身的知识和经验来对预报结果进行判断与订正。



2021年7月20日,车辆在郑州街头涉水前行。图|新华社


受制于监测手段和强降雨发生发展机理研究上的不足,当前,全球主流气象数值预报模式对于强降雨,尤其是对流性强降水的落区和量级预报方面,都有很大的不确定性,这也增加了主观预报的难度。

打个比方,就像我们从半空中向地面泼一盆水,计算机可以模拟出大体有哪些地方会被打湿,但因为水滴不是均匀落在地面,我们也无法模拟每颗水滴的下落情况,要想精准判断地面每个点上被打湿的“程度”,存在极大挑战。

从常规高空观测系统上看,目前它所提供的有关暴雨的观测资料和信息主要是针对天气尺度的,而对直接造成暴雨的中小尺度观测并不充分,甚至十分缺乏。这就好比用网捕鱼,网眼太大,小尺度的天气系统难免会成为漏网之鱼。

从整个世界来看,暴雨预测的准确率也一直不高。

但实际上,这次千年一遇的极端降雨早在7月17日的晚上,就已经被预测到了,只是位置略有偏差。



通知显然是根据河南当地的天气预报作出的严格应急预案启动,毕竟焦作就位于太行山脚下,是地形降雨的首选位置。当时,郑州也发了预报,只是被认为是暴雨次中心,强度没有焦作那么大。

其实,近年来,我国的暴雨预报已经在精细化方面做了很多有益的探索和实践。2001年,中国气象局开始自主研发数值天气预报系统GRAPES。
研发之初,各关键环节计算方案的反复推敲、试验和验证贯穿整个研发过程。“牵一发而动全局”的情形时常出现——仅仅一个微小的问题都可能导致模式整体性能下降,甚至是全部过程推倒重来。

目前,由我国自主研发的GRAPES数值天气预报系统已实现业务化运行,相关检验表明,该系统对雨带预报基本正确,这也将给中国的暴雨预报带来曙光。
未来,数值天气预报仍然是暴雨预报的主要依据,但数值预报系统的每一个环节都是一门学问,需要专门的人才队伍去理解、掌握和完成相应的开发任务。

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能力不能满足需要


受气候变化影响,每年的极端性强降雨频次呈现上升趋势。降雨强度大、范围集中,给城市带来越来越大的挑战。



2021年7月20日,郑州市民在积水中前行。图|新华社

与此同时,过去很长一段时间,城市工作指导思想不太重视人居环境建设,重建设、轻治理,重速度、轻质量,重眼前、轻长远,重发展、轻保护,重地上、轻地下,重新城、轻老城。

在传统城市建设理念下,城市政府部门更重视城市外表的规划与建设,基础设施建设严重滞后,“先地上、后地下”,排水系统欠账多,一些排涝设施的建设年代久远,设备老化陈旧,建设标准偏低,安全隐患多,排涝能力不能满足实际需要,一旦遭遇暴雨等极端天气,容易出现城市内涝。

以郑州为例。

从地理因素来说,郑州地处平原,地势较低,雨水收集后难以存放,几乎只能靠土地吸收才得以排解,而地面硬化面积不断增加,不少地段修高架桥、路面翻修等市政工程也对城市的排水系统造成了一定的影响。

从城市排水系统设施来说,郑州市排水系统虽较几十年前有了明显的提升与进步,但设施仍不够健全。排水管道管径过小是最严峻的问题,郑州市老城区排水管网的设计标准多为 1~2 年一遇,小管径的排水管远远不能满足暴雨时期的排水需求,大量的雨水会加大地表径流,许多杂物如树叶、纸张等会随着雨水流入排水管,过小的管径容易造成排水管的堵塞,有的地方上泛的雨水甚至将井盖顶起,造成了极大的安全隐患。

从河道角度来说,郑州市区主要依靠贾鲁河干、支流以及明渠、沟涵排水,基本形成以郑州市贾鲁河水系的 8 条河流,金洼干沟、纱厂明沟等 16 条明沟为主的城市排涝系统。此前,郑州市已开展防洪除涝工程,已治理河段均能防御 50 年一遇以上洪水,未治理段的河道或者河段,防洪标准仅为 3~10 年一遇,由于未形成完整的排涝体系,极易产生暴雨内涝。

这就给郑州城市地下轨道交通等基础设施造成了很大的风险。2014 年 9 月,由于暴雨和长时间的连日降雨,河南省郑州地铁部分站点存在大面积漏水,在地铁1号线黄河南路站、绿城广场站、会展中心站等进出站口均出现漏水现象,其中,黄河南路站 C2 口因漏水还曾暂时封闭。2016 年 6 月,郑州市 1 号线、2 号线再次出现地铁出入口区域积水现象。

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一场“内涝”大考

2016年5月,河南省政府出台《关于推进海绵城市建设的实施意见》,明确了河南省海绵城市建设的目标、任务、推进措施。



2021年7月20日下午,河南郑州,暴雨骤停后的少林河少林大道西段。图|人民视觉


其中,郑州、许昌、濮阳、焦作等8个城市作为省级海绵城市试点进行探索和试点带动,相继发布《河南省海绵型绿地建设技术指南》《河南省海绵城市建设系统技术标准》等。

“海绵城市”是一个形象的比喻,通过下沉式绿地、透水铺装、雨水花园等设施减少外排雨水量,因地制宜规划蓄水池或雨水桶等雨水收集设施,把整座城市变成一块下雨时“吸水”,干旱时“出水”的海绵,既能有效减轻城市“内涝”,又能实现水资源的节约利用。

《规划》中还提到了建设目标,到2030年,郑州主城区达到海绵城市建设要求的面积约占建成区总面积的88.7%。

然而,海绵城市建设在这次强降水面前,也有点“力不从心”。城市排水系统承载能力都是有限度的,提升承载能力是刻不容缓的事情。

住建部曾发文指出,海绵城市建设“不会立竿见影、一蹴而就”。更有专家学者表示,城市防内涝,不能单靠海绵城市发挥作用,要更广泛、更系统地看待城市内涝问题。

在河南省首席科普专家、许昌学院教授吴国玺看来,城市积水问题是综合性问题,与海绵城市建设不是完全一一对应的关系。必须充分发挥原始地形下垫面本底植被、土壤等对雨水的渗透、对水质的自然净化作用。严禁发生侵占、填埋河道的现象,防止道路两边绿地、广场地坪高于道路。此外,城市湖泊水系是天然的海绵体,湖泊水域空间的维护是实现海绵城市“渗、滞、蓄、净、用、排”的基础条件。保护和修复城市水系,发挥其滞蓄雨水的作用,恢复其生态功能,同样非常重要。

美国艺术与科学院院士俞孔坚曾在其著作中提到,要在国土和区域、流域尺度上建立系统性、综合性的生态基础设施,才有可能解决城市看海以及其他生态环境问题。

当前,国家安全的概念已经从传统的国防安全,扩大到更为广泛的国土安全、环境安全、食物安全、水资源安全等领域。由暴雨灾害所引发的一系列社会效应将对国家安全造成不可估量的影响。

暴雨灾害的直接影响主要包括洪涝或地质灾害造成的停工、停产、停课、断水、断电、断路甚至房屋倒塌、农田受淹、农作物减产或绝收、水利工程被毁、人员伤亡,以及由此带来的巨大经济损失等。洪涝进一步导致水土流失和土壤侵蚀,使环境、资源承载力发生改变,甚至会发生难以恢复的破坏,进而对粮食安全、自然生态环境安全等产生严重威胁。洪灾过后对社会经济和农业生产都有后效性影响。同时,大的水灾过后,饮用水源易受到污染,可能出现疫病流行,引发人民群众恐慌、焦虑,造成社会不安定因素。

暴雨灾害通过影响人类生产生活的方方面面,进而危害国家安全,须引起各方面的高度关注。

参考资料:

1.国家防总河南工作组已紧急赶赴现场!丨新华网,2021-07-20

2.河南多地遭遇极端强降雨,国家防总启动防汛Ⅲ级应急响应丨中央广电总台中国之声, 2021-07-20

3. 城市24小时 | 全国强降雨中心,为什么今年是河南?丨城市进化论,2021-07-20

4.深度解析:河南极端暴雨 5天前早有预报丨凤凰网,2021-07-20

5.75·8,驻马店人30年不醒的噩梦丨中国天气网,2011-07-11

6.这轮暴雨到底下到哪儿?专家:得到答案不容易!丨中国气象局,2021-07-17

7.“漏网之雨”!暴雨预报怎么成了难题?丨中国气象科普,2018-05-09

8.直击郑州暴雨:地铁停运、车辆被淹,三天下了一年的雨量丨第一财经,2018-05-09

9.中部战区:第83集团军星夜驰援!丨环球网,2021-07-21

10.中国气象局:数值天气预报系统GRAPES研发历程丨科技日报,2018-10-29

11.专家解读 | 加快推进城市内涝治理,构筑人民美好生活空间丨国家发展改革委,2021-06-02

12.城市排水系统应对暴雨内涝的策略——以郑州市为例丨长江大学学报,2015

13. 郑州市地下轨道交通沿线建筑物暴雨内涝脆弱性评估丨华北水利水电大学硕士论文,2019

14.追问郑州强降雨:海绵城市能缓解城市内涝吗?丨河南商报,2021-07-20

15.30地海绵城市国家试点5年,今年汛期为何仍面临内涝挑战?丨南方都市报,2021-07-17

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