在河南這場曠世暴雨中,我們還應該思考什么?
7月20日,水利部發(fā)布消息:預計未來3天,河南西北部部分地區(qū)將有大暴雨。
受其影響,黃河中游伊洛河、沁河,海河流域漳衛(wèi)南運河,淮河流域洪汝河、沙潁河等河流,將出現明顯漲水過程,黃河中游干流花園口河段可能發(fā)生編號洪水,暴雨區(qū)內部分中小河流可能發(fā)生超警以上洪水。
受氣候變化影響,每年的極端性強降雨頻次呈現上升趨勢。降雨強度大、范圍集中,給城市帶來越來越大的挑戰(zhàn)。
今后,怎么辦?
文 | 崔赫翾 瞭望智庫觀察員
本文由瞭望智庫綜編。
1
曠世暴雨來襲
7月17日以來,河南省遭遇極端強降雨,中西部、西北部地區(qū)出現成片大暴雨,部分地區(qū)特大暴雨。
這場雨有多大?我們先看兩個數據:
一是截至20日11時,河南省5個國家級氣象站降雨突破歷史極值。

圖片來自微博@河南氣象
二是單日降雨量突破歷史極值,歷史罕見。據中央氣象臺消息,20日16時至17時,鄭州1小時內降雨量達到201.9毫米。

2021年7月20日,鄭州持續(xù)強降雨,一位渾身濕透的司機。圖|人民視覺
1小時200多毫米雨是什么概念?中國氣象上規(guī)定, 24小時降水量為50毫米以上的雨稱為“暴雨”,100~250毫米為“大暴雨”,250毫米以上稱“特大暴雨”。細分到一小時,16毫米降水量就是暴雨,20毫米以上稱短時強降水。
這一天,從氣候學的角度來看,小時降水、日降水的概率,重現期通過分布曲線擬合來看,都是超千年一遇的。
【注:重現期在氣候學中是指在一定年代的雨量記錄資料統(tǒng)計期內大于或等于某暴雨強度的降雨,出現一次的平均間隔時間,為該暴雨發(fā)生頻率的重現期。】
7月20日的河南,險情連連。
早6時許,位于登封市告成鎮(zhèn)曲河村的登電集團鋁合金有限公司發(fā)生爆炸。
4時左右,事發(fā)企業(yè)臨近的潁河水位暴漲并超警戒水位,因河道水位暴漲致圍墻倒塌,廠區(qū)進水。該公司立即啟動應急預案停電停產并組織人員安全撤離。6時許,因洪水漫延到廠區(qū)內合金槽內,高溫溶液遇水發(fā)生爆炸。

2021年7月20日,鄭州火車站,暴雨導致多趟列車晚點。圖|人民視覺
16時,K599次列車運行至京廣線鄭州市南陽寨至海棠寺區(qū)間時,司機張志杰發(fā)現前方線路水漫鋼軌后果斷停車。經查,因持續(xù)暴雨淹沒鐵路,水流沖擊導致路基下沉,停在區(qū)間的K599次列車機后第3和第4位車輛(即車頭往后第3、4節(jié)車廂)發(fā)生傾斜。鐵路工作人員組織旅客疏散,乘客們只能冒雨下車。
鄭州東站當天車站大屏顯示,受降雨影響,已導致至少60趟列車晚點。此外,客運及航班也因降雨出現大面積延誤。
晚高峰時分,一些本該接送回家的兒童,被迫留在幼兒園,而一些無法按時歸家的市民,則不得不寄宿在附近的酒店或者干脆在辦公室打地鋪。
好不容易來到地鐵站的人們發(fā)現,持續(xù)的暴雨已經涌入鄭州地鐵5號線(海灘寺-沙口路)。
鄭州地鐵5號線一車廂多人被困,水位淹過胸口。“車廂內還有很多人,我還能呼吸,急盼救援。”此時,地鐵車窗外,積水沒過車輛大半,乘客緊抓扶手對外發(fā)出求救信號,車廂內氧氣開始變得稀薄。
危急之際,公安、消防、辦事處等救援單位抵達現場緊張救援,救援人員從車頂打開一個洞,被困人員陸續(xù)從隧道中撤離。18時10分,鄭州地鐵下達全線網停運指令,組織力量,共疏散群眾500余人,其中12人經搶救無效死亡、5人受傷(均已送醫(yī))。

鄭州隴海中路段,因地勢原因水流湍急,過路行人手挽手形成“人墻”一起過馬路。而在鄭州西郊的某小區(qū)內不少樓棟的一樓,已經全部被大水倒灌,小區(qū)內外停放的數千輛轎車,有的已經被大水沖翻,有的則已被淹沒。
嵩山少林寺、鄭州大學第一附屬醫(yī)院等鄭州地標、景點均被洪水侵蝕。
鄭州市代管的鞏義,在這一天,全市多處房屋、圍墻倒塌,1人死亡,2人失聯(lián)。
22時,有記者發(fā)現在中央氣象臺網站上,河南省鞏義市的實時氣象情況已經超過10個小時未更新。只因鞏義市多處地埋通信光纜被沖斷,基站基礎下沉、機柜及塔體被泥石流掩埋,部分基站外電線桿倒地,造成部分區(qū)域通信阻斷的情況。
此外,鞏義市氣象局局長趙建彪一度失聯(lián)。上午,他去政府匯報氣象工作,歸途遇到強降雨被水沖走,下午被群眾救起,所幸身體沒有大礙,當晚已經回到家中。
飽受壓力的還有水利設施。持續(xù)強降雨,上游來水兇猛,造成河南鄭州常莊水庫水位持續(xù)上升超警戒線。7月20日15時,常莊水庫開始泄洪,泄洪流量每秒3立方米。到了21日凌晨,從新密和滎陽傾瀉的洪水流量達到每秒20立方米。
險情仍未停止。
7月20日深夜,洛陽市伊川縣境內伊河灘攔水壩出現約20米決口,河堤受損嚴重,攔水壩隨時可能垮塌。應伊川縣人民政府請求,按照中部戰(zhàn)區(qū)命令,第83集團軍某工程防化旅緊急出動,星夜馳援執(zhí)行爆破分洪任務。
河南極端降雨,不再是“看海模式”的調侃,而是真真正正的災難。
2
打破46年前的紀錄
2017年,住建部和國家發(fā)改委列出了近年來內澇災害嚴重、社會關注度高的60個城市名單,要求其抓緊編制完成城市排水防澇補短板實施方案。17個省份上榜,沒有河南,安徽14個城市上榜,數量最多,河南的城市為0。

2021年7月20日,鄭州城區(qū)黑云密布。圖|人民視覺
為何今年河南成為了千年一遇的暴雨中心?
一是臺風。來自熱帶西太平洋的東南季風,被位于琉球群島東南一帶的第6號臺風“煙花”助推,長驅直入2000公里,深入中原大地;傳統(tǒng)的來自北印度洋、孟加拉灣的西南季風,被廣東西部近海的第7號臺風“查帕卡”助推,長驅直入2000公里,向北來到中原大地。
大量的水汽通過偏東風源源不斷從海上輸送到陸地,在河南集結成雨。
二是地形原因。偏東氣流在河南遇到太行山和伏牛山后,在山前出現輻合抬升,地形導致降雨范圍集中,雨勢更強。
三是臺風“煙花”移動緩慢,大氣環(huán)流形勢穩(wěn)定,導致降雨持續(xù)時間長。
什么時候能停?隨著臺風“煙花”逐漸靠近大陸,水汽輸送被臺風逐漸截留,強降雨才有可能會減弱。
截至7月20日21時40分,河南省氣象臺繼續(xù)發(fā)布暴雨紅色預警:目前,鄭州、開封、新鄉(xiāng)、平頂山四地區(qū)和許昌、周口兩地區(qū)西部部分地區(qū)降水量已達50毫米以上,預計未來3小時內,上述地區(qū)降水持續(xù),累計降水量將達100毫米以上。
21日白天,河南省全省陰天有小到中陣雨、雷陣雨,其中黃河以北和洛陽、鄭州、開封、平頂山、許昌五地區(qū)及南陽地區(qū)北部部分地區(qū)有大到暴雨,局部大暴雨并伴有短時強降水、短時大風等強對流天氣。
21日夜里,全省陰天有陣雨、雷陣雨,其中北部和中西部部分地區(qū)有中到大雨,局部暴雨或大暴雨并伴有短時強降水等強對流天氣。
22日至26日,河南省無明顯大范圍強降水天氣,全省多分散性的雷雨天氣。

2021年7月20日,鄭州市持續(xù)強降暴雨,建設路華山路附近臨街圍墻倒塌,多輛轎車被砸后遭損壞。圖|人民視覺
中原大地,飽經滄桑,歷史上發(fā)生在河南地區(qū)的水患不計其數。這次鄭州極端強降雨,已經打破“75·8特大暴雨”的紀錄,46年前河南的那場降雨也同樣牽動著全國人民的心。
1975年8月上旬,河南南部洪汝河、沙潁河和唐白河流域上游的丘陵區(qū)發(fā)生了歷史上罕見的特大暴雨洪澇災害。
當年的8月4日至8日,中心測站4天最大降水量達1631毫米,1天最大降水量為1005毫米,6小時最大降水量685毫米,3小時最大降水量495毫米,1小時最大降水量189.5毫米,大多打破了國內的歷史紀錄,有的項接近世界雨強極值。有不少測點1小時雨強超過100毫米。由于暴雨雨量大而猛,而且特別集中,從而造成了嚴重的水災。
8月8日凌晨,石漫灘、田崗水庫垮壩,澧河決口,老王坡蓄洪區(qū)相繼決口。板橋水庫漫溢垮壩,六億多立方洪水,五丈多高的洪峰咆哮而下,同期竹溝中型水庫垮壩,薄山水庫漫溢,及58座小型水庫在短短數小時間相繼垮壩潰決。駐馬店幾乎所有村莊在幾個小時之內消失殆盡。
據當時的影像資料記載,災難發(fā)生后,前去了解災情的調查小組成員在災區(qū)看到了這樣的景象:大水肆虐的災區(qū),人和牲畜的尸體隨處可見。尸體在烈日下腐爛,一層可怕的煙霧便升騰而起。
板橋水庫管理局院內,一棵兩人合抱的大樹被沖出近20公里,水庫下游2公里三千多人口的板橋鎮(zhèn)蕩然無存。14個公社133個大隊的土地遭到了刮地三尺的沖擊,黑土全部被刮走,令人毛骨悚然的黃色望不到邊際。
在災區(qū)的火車站,可怕的情景令人難以置信,縱貫中國南北的京廣鐵路被沖毀102公里,中斷行車18天,影響運輸48天,9個火車頭和1180節(jié)車廂被沖壞,40多公里的鐵軌被掀翻并被扭曲成麻花狀。
“75·8”駐馬店大洪水后,泄洪的常莊水庫被水利部門按“75·8”雨型對水庫的防洪標準進行了復核,對大壩進行了加高加固,1976年唐山大地震后,又被水利部列入全國重點防洪水庫。
3
暴雨預報有多難?
目前,人們對于對流性強降水的預報仍面臨較大挑戰(zhàn)。一般來說,形成暴雨需要三個條件,即充足的水汽供應、較強的垂直上升條件和一定的降水持續(xù)時間。在暴雨預報的過程中,預報員需要充分考慮這三個條件來判斷降水過程可能形成暴雨的量級。預報員進行暴雨預報工作主要是依賴于觀測數據和數值模式的預報,在此基礎上,預報員再通過自身的知識和經驗來對預報結果進行判斷與訂正。

2021年7月20日,車輛在鄭州街頭涉水前行。圖|新華社
受制于監(jiān)測手段和強降雨發(fā)生發(fā)展機理研究上的不足,當前,全球主流氣象數值預報模式對于強降雨,尤其是對流性強降水的落區(qū)和量級預報方面,都有很大的不確定性,這也增加了主觀預報的難度。
打個比方,就像我們從半空中向地面潑一盆水,計算機可以模擬出大體有哪些地方會被打濕,但因為水滴不是均勻落在地面,我們也無法模擬每顆水滴的下落情況,要想精準判斷地面每個點上被打濕的“程度”,存在極大挑戰(zhàn)。
從常規(guī)高空觀測系統(tǒng)上看,目前它所提供的有關暴雨的觀測資料和信息主要是針對天氣尺度的,而對直接造成暴雨的中小尺度觀測并不充分,甚至十分缺乏。這就好比用網捕魚,網眼太大,小尺度的天氣系統(tǒng)難免會成為漏網之魚。
從整個世界來看,暴雨預測的準確率也一直不高。
但實際上,這次千年一遇的極端降雨早在7月17日的晚上,就已經被預測到了,只是位置略有偏差。
通知顯然是根據河南當地的天氣預報作出的嚴格應急預案啟動,畢竟焦作就位于太行山腳下,是地形降雨的首選位置。當時,鄭州也發(fā)了預報,只是被認為是暴雨次中心,強度沒有焦作那么大。
其實,近年來,我國的暴雨預報已經在精細化方面做了很多有益的探索和實踐。2001年,中國氣象局開始自主研發(fā)數值天氣預報系統(tǒng)GRAPES。
研發(fā)之初,各關鍵環(huán)節(jié)計算方案的反復推敲、試驗和驗證貫穿整個研發(fā)過程。“牽一發(fā)而動全局”的情形時常出現——僅僅一個微小的問題都可能導致模式整體性能下降,甚至是全部過程推倒重來。
目前,由我國自主研發(fā)的GRAPES數值天氣預報系統(tǒng)已實現業(yè)務化運行,相關檢驗表明,該系統(tǒng)對雨帶預報基本正確,這也將給中國的暴雨預報帶來曙光。
未來,數值天氣預報仍然是暴雨預報的主要依據,但數值預報系統(tǒng)的每一個環(huán)節(jié)都是一門學問,需要專門的人才隊伍去理解、掌握和完成相應的開發(fā)任務。
4
能力不能滿足需要
受氣候變化影響,每年的極端性強降雨頻次呈現上升趨勢。降雨強度大、范圍集中,給城市帶來越來越大的挑戰(zhàn)。

2021年7月20日,鄭州市民在積水中前行。圖|新華社
與此同時,過去很長一段時間,城市工作指導思想不太重視人居環(huán)境建設,重建設、輕治理,重速度、輕質量,重眼前、輕長遠,重發(fā)展、輕保護,重地上、輕地下,重新城、輕老城。
在傳統(tǒng)城市建設理念下,城市政府部門更重視城市外表的規(guī)劃與建設,基礎設施建設嚴重滯后,“先地上、后地下”,排水系統(tǒng)欠賬多,一些排澇設施的建設年代久遠,設備老化陳舊,建設標準偏低,安全隱患多,排澇能力不能滿足實際需要,一旦遭遇暴雨等極端天氣,容易出現城市內澇。
以鄭州為例。
從地理因素來說,鄭州地處平原,地勢較低,雨水收集后難以存放,幾乎只能靠土地吸收才得以排解,而地面硬化面積不斷增加,不少地段修高架橋、路面翻修等市政工程也對城市的排水系統(tǒng)造成了一定的影響。
從城市排水系統(tǒng)設施來說,鄭州市排水系統(tǒng)雖較幾十年前有了明顯的提升與進步,但設施仍不夠健全。排水管道管徑過小是最嚴峻的問題,鄭州市老城區(qū)排水管網的設計標準多為 1~2 年一遇,小管徑的排水管遠遠不能滿足暴雨時期的排水需求,大量的雨水會加大地表徑流,許多雜物如樹葉、紙張等會隨著雨水流入排水管,過小的管徑容易造成排水管的堵塞,有的地方上泛的雨水甚至將井蓋頂起,造成了極大的安全隱患。
從河道角度來說,鄭州市區(qū)主要依靠賈魯河干、支流以及明渠、溝涵排水,基本形成以鄭州市賈魯河水系的 8 條河流,金洼干溝、紗廠明溝等 16 條明溝為主的城市排澇系統(tǒng)。此前,鄭州市已開展防洪除澇工程,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,防洪標準僅為 3~10 年一遇,由于未形成完整的排澇體系,極易產生暴雨內澇。
這就給鄭州城市地下軌道交通等基礎設施造成了很大的風險。2014 年 9 月,由于暴雨和長時間的連日降雨,河南省鄭州地鐵部分站點存在大面積漏水,在地鐵1號線黃河南路站、綠城廣場站、會展中心站等進出站口均出現漏水現象,其中,黃河南路站 C2 口因漏水還曾暫時封閉。2016 年 6 月,鄭州市 1 號線、2 號線再次出現地鐵出入口區(qū)域積水現象。
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一場“內澇”大考
2016年5月,河南省政府出臺《關于推進海綿城市建設的實施意見》,明確了河南省海綿城市建設的目標、任務、推進措施。

2021年7月20日下午,河南鄭州,暴雨驟停后的少林河少林大道西段。圖|人民視覺
其中,鄭州、許昌、濮陽、焦作等8個城市作為省級海綿城市試點進行探索和試點帶動,相繼發(fā)布《河南省海綿型綠地建設技術指南》《河南省海綿城市建設系統(tǒng)技術標準》等。
“海綿城市”是一個形象的比喻,通過下沉式綠地、透水鋪裝、雨水花園等設施減少外排雨水量,因地制宜規(guī)劃蓄水池或雨水桶等雨水收集設施,把整座城市變成一塊下雨時“吸水”,干旱時“出水”的海綿,既能有效減輕城市“內澇”,又能實現水資源的節(jié)約利用。
《規(guī)劃》中還提到了建設目標,到2030年,鄭州主城區(qū)達到海綿城市建設要求的面積約占建成區(qū)總面積的88.7%。
然而,海綿城市建設在這次強降水面前,也有點“力不從心”。城市排水系統(tǒng)承載能力都是有限度的,提升承載能力是刻不容緩的事情。
住建部曾發(fā)文指出,海綿城市建設“不會立竿見影、一蹴而就”。更有專家學者表示,城市防內澇,不能單靠海綿城市發(fā)揮作用,要更廣泛、更系統(tǒng)地看待城市內澇問題。
在河南省首席科普專家、許昌學院教授吳國璽看來,城市積水問題是綜合性問題,與海綿城市建設不是完全一一對應的關系。必須充分發(fā)揮原始地形下墊面本底植被、土壤等對雨水的滲透、對水質的自然凈化作用。嚴禁發(fā)生侵占、填埋河道的現象,防止道路兩邊綠地、廣場地坪高于道路。此外,城市湖泊水系是天然的海綿體,湖泊水域空間的維護是實現海綿城市“滲、滯、蓄、凈、用、排”的基礎條件。保護和修復城市水系,發(fā)揮其滯蓄雨水的作用,恢復其生態(tài)功能,同樣非常重要。
美國藝術與科學院院士俞孔堅曾在其著作中提到,要在國土和區(qū)域、流域尺度上建立系統(tǒng)性、綜合性的生態(tài)基礎設施,才有可能解決城市看海以及其他生態(tài)環(huán)境問題。
當前,國家安全的概念已經從傳統(tǒng)的國防安全,擴大到更為廣泛的國土安全、環(huán)境安全、食物安全、水資源安全等領域。由暴雨災害所引發(fā)的一系列社會效應將對國家安全造成不可估量的影響。
暴雨災害的直接影響主要包括洪澇或地質災害造成的停工、停產、停課、斷水、斷電、斷路甚至房屋倒塌、農田受淹、農作物減產或絕收、水利工程被毀、人員傷亡,以及由此帶來的巨大經濟損失等。洪澇進一步導致水土流失和土壤侵蝕,使環(huán)境、資源承載力發(fā)生改變,甚至會發(fā)生難以恢復的破壞,進而對糧食安全、自然生態(tài)環(huán)境安全等產生嚴重威脅。洪災過后對社會經濟和農業(yè)生產都有后效性影響。同時,大的水災過后,飲用水源易受到污染,可能出現疫病流行,引發(fā)人民群眾恐慌、焦慮,造成社會不安定因素。
暴雨災害通過影響人類生產生活的方方面面,進而危害國家安全,須引起各方面的高度關注。
參考資料:
1.國家防總河南工作組已緊急趕赴現場!丨新華網,2021-07-20
2.河南多地遭遇極端強降雨,國家防總啟動防汛Ⅲ級應急響應丨中央廣電總臺中國之聲,2021-07-20
3. 城市24小時 | 全國強降雨中心,為什么今年是河南?丨城市進化論,2021-07-20
4.深度解析:河南極端暴雨 5天前早有預報丨鳳凰網,2021-07-20
5.75·8,駐馬店人30年不醒的噩夢丨中國天氣網,2011-07-11
6.這輪暴雨到底下到哪兒?專家:得到答案不容易!丨中國氣象局,2021-07-17
7.“漏網之雨”!暴雨預報怎么成了難題?丨中國氣象科普,2018-05-09
8.直擊鄭州暴雨:地鐵停運、車輛被淹,三天下了一年的雨量丨第一財經,2018-05-09
9.中部戰(zhàn)區(qū):第83集團軍星夜馳援!丨環(huán)球網,2021-07-21
10.中國氣象局:數值天氣預報系統(tǒng)GRAPES研發(fā)歷程丨科技日報,2018-10-29
11.專家解讀 | 加快推進城市內澇治理,構筑人民美好生活空間丨國家發(fā)展改革委,2021-06-02
12.城市排水系統(tǒng)應對暴雨內澇的策略——以鄭州市為例丨長江大學學報,2015
13.鄭州市地下軌道交通沿線建筑物暴雨內澇脆弱性評估丨華北水利水電大學碩士論文,2019
14.追問鄭州強降雨:海綿城市能緩解城市內澇嗎?丨河南商報,2021-07-20
15.30地海綿城市國家試點5年,今年汛期為何仍面臨內澇挑戰(zhàn)?丨南方都市報,2021-07-17
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