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张建云院士:大型城市极端天气应对与思考

2022-5-13 9:33:50 人评论

张建云院士《大型城市极端天气应对与思考》报告内容节选

——给洪水一条“出路”

 

近年来,极端天气事件频发。世界气象组织将某个或某些气候要素重现期达到25年一遇以上时,称之为“极端气候”。在我国,极端天气事件种类较多,暴雨、高温,干旱、台风、沙尘暴、寒潮、霜冻、大风、冰雹……普遍存在,频繁发生,同时也呈现出阶段性强、季节性强、区域差异大等特点。

 

其中,强暴雨造成灾害影响更大,范围更广。近十年来较为极端的强暴雨事件:2012年7月,北京遭遇了“有观测数据以来的61年最强降水过程”,受灾人口达160万,城市出现严重内涝,城区95处道路因积水断路,因灾死亡79人;2013年,“菲特”强台风导致宁波、上海等地强降雨,余姚市70%被淹了近10天;2016年,武汉、南京、镇江、常州等长江沿线城市严重内涝,武汉高铁站被淹,复旦大学、同济大学的校园内可以“看海”抓鱼;2019年4月,深圳短历时强暴雨,造成11人遇难;2021年7月,郑州遭遇了300年以上才会遇到一次的强暴雨,最大1小时降雨量大201.9毫米,创造了我国陆地小时最大雨量的新记录,7月21日一天降水量接近多年平均年节水总量。

 

即使是一些发达国家的城市,也未曾幸免。2021年9月1日,美国纽约中央公园气象站测得24小时降雨量180毫米,打破了1869年有气象记录以来的历史纪录,地下储水场所也出现大面积内涝;2021年7月德国强降雨覆盖了几乎德国全境,这在德国气象史上前所未有,西部地区连续阴雨20多天,其中莱法州等地在洪水和泥石流中遭到巨大破坏,共有160人遇难,数百户家庭流离失所;意大利在2018年就已经遭遇过一次大范围暴风雨,6个大区发布红色预警,大量学校停课,洪水造成至少29人死亡,2021年10月8日再遭极端天气袭击,出现特大暴雨,降水强度和降水量创下欧洲新高。


 

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洪涝灾害始终是我国的心腹大患。特殊的地理位置和气候条件,我国东部地区季风气候特征突出,太平洋和印度洋源源不断向我国陆地输送的暖湿气流,与来自欧亚大陆的冷空气遭遇,就形成了降雨。暴雨洪涝是我国最突出的自然灾害,“我国有三分之二的国土受到洪涝威胁,有三分之二的城市发生过不同程度暴雨洪涝。”

 

“全球变暖是导致强暴雨呈现增多趋强态势的重要原因。”根据2021年8月IPCC(联合国气候变化专门委员会)发布的第六次评估报告,全球变暖仍在持续,2020年,全球平均温度较工业化前水平(1850~1900年平均值)高出1.2℃,2011~2020年,是1850年以来最暖的十年。根据《中国气候变化第四次国家评估报告》,我国过去百年上升0.9-1.5°C,上世纪70年代以来近五十年上升速率加快,每十年为 0.23°C。 由于大气温度升高,大气持水能力增加,一旦达到饱和后形成降雨,则降雨量较大。因此,全球变化背景下,暴雨发生呈现增多趋强的趋势。

 

另一方面,我国的城镇化已经从2000年的36.3%发展至2020年的63.9%,城市建设中的石材和混凝土热容量低、热传导率高,致使城市年平均气温比郊区高,城市热岛效应不断增强。在钢筋水泥的“森林”中,暖湿气流上升过程中遇到阻挡爬升,水汽冷却容易导致降水。将1981年至2010年的观测数据与1961年至1980年的观测数据进行对比发现,南京城区暴雨日数增加了22%,郊区增加了11%。同时,城区的大气污染物增加,形成水汽凝结核增强效应,也会增加城区的降雨几率和强度。城市化的开发,把曾经的农田变成了柏油马路、水泥广场,使得城市不透水面积大幅增加,下渗减少,“天然海绵”的功能减退,包括停车场、商场和下沉式立交桥等地下设施容易积聚雨水,也是洪涝易发区。

 

郑州极端暴雨事件给我们留下了深刻的教训。刚刚发布的国务院调查组调查报告认为:河南郑州“7·20”特大暴雨灾害是一场因极端暴雨导致严重城市内涝、河流洪水、山洪滑坡等多灾并发,造成重大人员伤亡和财产损失的特别重大自然灾害;郑州市委市政府及有关区县(市)、部门和单位风险意识不强,对这场特大灾害认识准备不足、防范组织不力、应急处置不当,存在失职渎职行为,特别是发生了地铁、隧道等本不应该发生的伤亡事件。

 

针对郑州极端暴雨事件暴露了我国大型城市极端暴雨洪涝防治方面存在的突出问题和薄弱环节,2021年国务院办公厅11号文件强调:到2025年,各城市因地制宜基本形成“源头减排、管网排放、蓄排并举、超标应急”的城市排水防涝工程体系,基本保障城市安全运行;到2035年,总体消除防治标准内降雨条件下的城市内涝现象。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》指出,建设宜居、创新、智慧、绿色、人文的韧性城市,推动城市内涝治理取得明显成效。

 

“海绵城市”是近年来常常被提起的概念。建设海绵体流域,吸纳降水,减少径流形成,减少暴雨径流量和延缓峰现时间,是从源头减少径流的有效途径,“但解决城市洪涝还需要其他调洪、蓄洪等工程措施。”不能为了海绵而建海绵,要注重水体的连通,避免海绵碎片化。

 

“科学规划、集约利用地下空间,给洪水以出路。”在洪涝灾害常发多发的大型城市,建设深隧、地下水库等大型排蓄水和水处理系统是必要的。他告诉大家,在法国马赛,城市中建有6处大型地下蓄水场所,日本在首都圈外围50米的地下建成了大规模的地下排水道,而我国的广州东濠涌深邃工程也是解决城市内涝和东江洪水的重要工程措施。

 

供电、供水、通信等是城市的生命线工程,在郑州7.20极端暴雨洪涝中,建于地下空间的供电设施被大范围破坏,带来供水、通讯设施多日瘫痪,严重影响了人民群众的生活。 “重要建筑和部门的二次供水、供电应考虑建在地面,并加强对地震、火灾等灾害的防御,暂时不具备转移条件的应按防护标准改建。”

 

要强化应急预案,完善预警预报发布路径和机制。更要加强民众风险意识和安全意识教育,通过多种形式教育和演练,增强灾害应对能力,实现自救互救,并且强化防灾减灾专业技术人员队伍建设。


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