广州日报:大城市短时暴雨频繁 水浸多深多久盼预警

16.05.2014  22:39


   广州日报5月16日AII7版讯( 记者武威)5月11日,一场特大暴雨让深圳陷入困境,全市出现约150处道路积水,20处片区发生内涝,约2000辆汽车受淹死火,“浮尸”路旁,市内约10宗河流水满泛洪,深圳大学等多个地方都可以“看海”,繁忙的广深线动车组被迫停运40趟列车,广深高铁也因塌方受阻。

  就目前我国内地大多数城市的排涝硬件而言,短期改变内涝现状十分困难,因此提高内涝预警,减少内涝损失变得尤为迫切。目前, 华南理工大学 水利水电工程系教授黄国如已结合水利部公益性行业科研专项经费项目,对城市暴雨内涝形成机理以及预报技术进行较为系统深入的研究,还开发了基于GIS系统的城市内涝预警预报系统。这一预警系统目前正在济南、海口、深圳等城市展开试验。

  黄国如说,他们的研究表明,广州等大城市的短时暴雨有从市郊向市中心集中的趋势,而随着城市下垫面的改变,城市暴雨内涝问题正变得日趋严峻。

  “我最近正在做城市内涝预警系统的研究,昨天深圳合作单位把最新的5·11暴雨资料发给我,在深圳龙华新区民治街道测到的24小时降雨量是359.1mm,深圳全年降雨量为1700mm~2000mm左右,一天的降雨量就达到全年的1/5。”黄国如教授来自华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室之一的“城市水文研究室”。

  “其实这场暴雨达不到百年一遇,而是介于20年至50年一遇之间,但也是稀遇暴雨,暴雨的关键问题不仅在于总雨量,更在于降雨高度集中,其中有1小时就降了60多mm的雨,3小时就降了160多mm的雨。

 

短时暴雨从城郊转向城市

 

  不光是深圳,在广州和国内其他大城市市区,短时且集中的暴雨正在向“常态化”发展,而这也造成了大城市更加严峻的排涝压力。

  郑杰元、黄国如等研究者在2011年发表论文称,“受全球气温上升影响,广州市区水文要素出现明显变化”。据介绍,研究者分别选取了广州城区的中大站、黄埔区的黄埔站、南沙区的南沙站、番禺区的三善滘站、增城区的新家埔站、从化区的太平场站的数据,经过一系列数学模型的演算,他们得出的结论是广州市的降雨有“市区年降水量逐年增加,暴雨中心由市郊向市中心转移,降雨时段更为集中”的趋势。

  他们分析认为,从上世纪八十年代中期开始,位于广州市区的中大站年降雨量和汛期降雨量皆呈上升趋势,靠近广州市区的黄埔站也呈上升趋势,但南沙站、三善滘站、新家埔站、太平场站等观测站的数据则呈现不同程度的下降趋势,表明近年降雨呈现由市郊向市中心区域集中的趋势。

  黄国如的另一项研究表明,从1984年至2010年,广州每年1小时的最大降雨量呈现不断增加的发展趋势,与此同时,短时暴雨的频率也呈现增加的趋势。这表明,广州短时间的倾盆大雨越来越易发,这样的暴雨正是造成城市内涝的最大元凶。

  黄国如告诉记者:“短时暴雨从农村转向城市,并且城市暴雨的强度、降雨量在增加,已是不争的事实,很多研究表明,暴雨的强度、频率在城市地区更为突出,我们在济南、东莞、江门做了一系列研究,都显示出这样的趋势。

  暴雨为何集中在城市中心区域呢?黄国如认为,究其原因,“首先是全球气候变暖导致极端暴雨、极端干旱的频率显著增加。另一方面,随着城市高速发展,中国城镇化率越来越高,尤其是珠江三角洲城市群的出现,大大地改变了当地降雨条件,城市普遍存在‘热岛效应’和‘雨岛效应’,比如说在大城市中,水汽更容易凝结,城市中凝结核的增多导致暴雨形成的可能大大增加,所以在城市区域特别容易形成特大暴雨。包括广州、北京、深圳及其周边城市,暴雨正在向常态化发展。

 

水泥地内涝更频繁

 

  雪上加霜的是,大城市除了增加暴雨发生条件外,暴雨也越来越难排泄。

  黄国如说:“很多老百姓都觉得,以前水浸街的事比较少,但这5年、10年变得非常频繁,我认为主要是因为城市发展速度过快,城市的下垫面条件发生变化。我们在济南做的研究表明,同样一场暴雨,形成的洪水流量在城市地区增加得非常显著,城市原来的地方是农田,雨水很容易下渗,可是现在变成水泥地,水没地方流,而且城市在高速发展中对原有河道湖泊不加保护,使得城市水文条件发生剧烈变化。

  排涝困难的另一个原因则是城市下水管道开发建设缺乏长期规划,且排水标准过低,比如广州和深圳大多地区的排水标准只有1到2年一遇。

  据统计,在2008~2010年的3年间,全国有62%的城市都曾发生过内涝事件,内涝发生3次以上的城市有137个。而我国国民收入50%、工业产值70%、工业利税80%集中在城市,这些城市大多地处江河湖畔或海滨。

  黄国如认为,要治理城市内涝,一方面需要工程措施,铺设高标准下水道管网,以提高城市排涝的“硬件”能力;另一方面,鉴于城市的排涝水平不可能在短期内立刻得到提高,提高城市内涝预警的“软件”能力变得愈加突出,而这正是黄国如团队目前的工作。

 

内涝预警帮助三防指挥

 

  黄国如及其团队研发的暴雨内涝预警预报系统主要模拟城市在不同降雨条件下地面产生汇流、管道排水和河道洪水的演进情况,并在典型区域进行模拟分析,为政府防洪排涝管理、调度、规划提供决策依据。

  要在一个城市建立这样的预警系统,研究者首先要查看城市在暴雨排涝方面存在哪些问题,在哪些地方有排涝死点,收集所有排涝死点在历史上的气象水文数据。通过这些历史数据,为复杂的预警预报系统数学模型提供可靠的参数。随后,当气象部门提供可靠的降雨预报后,降雨数据就导入计算机里的数学模型,进而推算出这场降雨可能造成的内涝灾害地点、时间以及淹没深度。

  “如果气象部门的预报比较准确,可以利用预警预报系统为政府的三防指挥提供预警,快速呈现未来这个片区的积水深度如何,积水多长时间,向市民发出预警。当然,在城市下垫面条件高度复杂的情况下,想准确构建这个系统相当有难度,需要集纳当地排水管网资料、地形资料、降雨量等资料。

  黄国如表示,深圳市三防指挥部的官员曾把“5·11暴雨”的气象资料发给他,希望把数据分析预演一下,看内涝和预测情况是否一致。“一场雨从下到城市地面,到流入地下排水管网,再排入江河是一个非常复杂的过程,这套系统从专业角度来讲,就是试图建立一个水文水动力学模型,来模拟下雨时复杂的过程,通过一些降雨内涝淹没的实例,我们目前正在不断完善系统,以提高系统的精度和时效,务求又快又准!

  黄国如预测,不久的将来,当人们站在“黑云压城城欲摧”的深圳市街头,他们可能会收到某地点未来将会出现水浸、水浸深度达到多少毫米、水浸何时发生、大水何时退去的短信;司机们也会从交通电台获知每一处由于水浸造成的交通“死点”。

  据悉,目前我国在极端暴雨预警方面有长足进步,比如雷达报雨应对极端天气的水平已经比较高,而广东省的气象预报水平已在国内处于领先水平。但因广东太靠海边,气团非常活跃,极端暴雨预报难度仍非常大。