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大竹县城镇暴雨内涝分析及气象服务方案

作者:未知

  摘要:近年来,随着气候变化以及城镇化进程的不断加快,促使城镇地区的暴雨径流条件有所改变,地表径流总量增大,洪峰时间提早;城镇暴雨内涝灾害所造成的的直接或者间接损失愈来愈严重。大竹县降雨量丰富,夏季经常出现暴雨,并且时常形成城镇内涝,给当地居民的正常生活生产造成十分严重的影响。因此,本文主要根据大竹县城镇暴雨内涝实际,首先阐述了城镇暴雨内涝的影响,并指出了形成暴雨内涝的主要原因,最后还提出了相关气象服务方案,以供相关部门参考。
  关键词:大竹县;城镇暴雨内涝;气象服务
  引言
  大竹县隶属于四川省达州市,位于四川省东部、达州市南部,地理坐标为东经106°59′—107°32′,北纬30°20′—31°00′之间,被纳入秦巴山区连片扶贫开发区、程昱经济区渝广达经济发展带、四川省川东北城市群。大竹属四川省盆地东部平行岭谷区,境内为中亚热带湿润季风气候区,具有气候温和、四季分明、热量丰富、雨量充沛、雨热同季、日照适度、温暖湿润、无霜期长特征,多暴雨天气。近年来,大竹县城镇化建设步伐不断加快,城市周边的大量其它土地利用类型均转变为城镇建设用地,这种变化将显著影响区域的水循环过程,促使下垫面不透水面积不断增加,进而致使城镇降雨后,截留、填洼、下渗、蒸发量减少,产生的地面径流量增大,使得城镇内涝的频率不断增加,严重影响到当地群众的生产生活以及经济社会的和谐稳定。基于此,本文通过对大竹县城镇暴雨内涝展开分析,指出城镇暴雨内涝发生的主要原因,并在此基础上探究科学有效的气象服务方案,为今后减少城镇内涝以及城镇合理的规划提供重要指导。
  1.大竹县降水特征以及城镇暴雨内涝分析
  大竹县隶属于四川省达州市,地处渠江上游,大巴山以及米苍山两大暴雨区边缘,雨量十分丰沛,境内河流纵横切割,水系复杂,溪河密布,流域面积较广,东柳河、铜钵河、黄滩河以及西河是大竹县的主要河流。受大竹县地形的限制,该地区城镇往往依河而建,沿河人口稠密,加之洪涝灾害频发,城镇化建设进程加快,导致大竹县成为暴雨内涝重灾区,几乎每年均会发生不同程度的城镇内涝灾害。
  1.1大竹县降水特征分析
  由大竹县1990-2018年降水量年际变化图分析可知(图1),近29年来降水量大致呈现出波动上升的变化趋势,气候倾向率是61.127mm/10a,即平均每10年降水量增加61.127mm。由曲线图分析还能够看出,近29年来大竹县的降水量年际变化差异非常大,多年平均降水量是1220.3mm,年降水量最大值为1655.3mm,出现于2014年;年降水量最小值为841.9mm,出现在1997年,前者几乎为后者的两倍,这充分说明降水量年际变化波动起伏比较大,极易引发旱涝灾害,其中在1993年、2000年、2005年、2007年、2014年、2017年年降水量均超过1300mm,这些年份出现暴雨洪涝灾害的概率极大。
  通过分析大竹县1990-2018年由降水量月际变化分布图可知(图2),大竹县年内降水量主要呈中间高、两端低的分布特征,1-6月份的降水量逐渐增加,6月份降水达到最大值,6-12月份降水量逐渐减少。大竹县4-10月份降水比较集中,该时间段降水量占年总量的85.4%,在该时间段极易出现暴雨洪涝灾害,尤其是5-7月份降水最为集中,出现暴雨洪涝灾害最为频繁。
  1.2暴雨日数变化特征分析
  据1990-2018年暴雨统计数据显示,近29年来一共出现129个暴雨日数,年平均暴雨日数为4.4d,年暴雨日数最大值出现于2005年和2007年,为8d;年暴雨日数最小仅为1d,出现于2001年、2004年、2009年。由1990-2018年大竹縣暴雨日数年际变化趋势图(图3)可知,大竹县近29年来暴雨日数呈波动增加变化趋势,气候倾向率为0.443d/10a。
  1.3洪涝灾情
  大竹县1990-2018年每年都会因为暴雨天气而出现不同程度的洪涝灾害,并造成不同程度的经济损失。其中,2005年7月8日出现的一次暴雨洪涝灾害最为严重。大竹县本站 4-6时达100MM以上,为历史罕见的大暴雨。这次暴雨来势猛,强度大,范围广。据统计,全县50个乡镇,71.2万人不同程度受灾。其中县城竹阳镇为中心的受灾面积达3.2平方公里,受灾人口达2.5万人。农业受灾主要是苎麻、玉米、水稻、蔬菜等,受灾面积达32.5万亩,成灾20.2万亩,绝收7.5万亩。洪水冲倒(断)树木13300余株,竹子1750余笼,苗木150亩。全县有24个养殖场受灾,死亡大牲畜 2485头,家禽12万只。跨塌牲畜、家禽圈舍1452间。损失鱼种210吨、5000万尾;成鱼 2400余吨。全县有6800间房屋被淹,2325户3860间房屋受损,公路塌方15.9万方。冲毁路面39.78万平方米,冲毁涵洞83座。路基档墙7.603万立方米。被淹桥梁12座,淹路面长达7000米,13公里道路毁坏。这次洪灾造成全县直接经济损失5.932亿元。
  2.城镇暴雨内涝发生的主要原因
  2.1全球气候变暖,极端降水事件的增多
  受全球气候变暖的影响,极端天气增加以及极端降水事件的频繁发生是现阶段全球共同面对的难题。近年来,“短历时超标准暴雨”时有发生,并呈逐年增加趋势。资料显示,上世纪五六十年代,此类强降水在我国出现概率占样本的10.0%~15.0%,而21世纪以来,出现概率则超过20%。尤其是大型城市,在“热岛效应”以及“雨岛效应”的催化下,城市小范围以及高强度的局部暴雨时有发生,极易形成内涝灾害。“这一现象在最近这十几年特别明显。在全球气候变暖大背景下,大竹县气候同样也存在异常变化,再加上其地形地势复杂,一旦出现暴雨天气,特别容易造成城镇内涝。
  2.2城镇化建设步伐的加快
  城镇化建设步伐加快是近年来城镇内涝灾害频发的另一诱因。据相关专家介绍,由于我国城镇化面积的不断扩张,大批量的城镇设施建设致使硬地面积不断增大,不但在很大呈度上影响了雨水的正常下渗,还导致地表径流系数在较短时间内有所增大。此外,在汇流过程中,大多数地表径流凭借排水管网汇集到河道,致使河道洪峰流量不断增大,进而造成处在河流下游的城市排涝压力急剧增加。   2.3排水系统基础设施建设力度不强
  当前,大多数城镇化发展的重点是城市规划以及建设,而对于城镇排水系统的考量以及建设等方面却未得到深入发展,导致地下排水设施建设无法跟上城镇发展的速度,面临着排水设施不健全、排水标准较低以及排水管网布设不合理等诸多问题。此外,排水管网的管理以及养护的资金也比较缺乏,导致排水管道维护不到位。以往的排水管网无法适应于日新月异的现代社会的发展。一旦发生强降雨天气,排水泄洪能力无法达到应有的效果,城区积水状况便愈发严重,极易引发城镇暴雨内涝。
  2.4城镇暴雨内涝灾害气象服务体系还不够完善
  气象灾害风险评价属于城镇暴雨内涝等灾害气象服务体系的重要构成部分,现阶段在城镇化发展规划中的作用还没有得到认可以及发挥。城镇的气候与乡村区域有明显的区别,市区以及郊区气温、降水等气象要素存在较大的的局地差异;城镇气候尤其是城市气温、降水强度以及降水量等均具有极为明显的时间变化。而目前我国大多数地区在城镇发展规划以及建设过程中不够重视城镇气候的影响评价,现有的城镇建筑以及规划时对城区内降水等气象要素的时空变化特点也基本上未进行充分考虑,这是造成城镇暴雨内涝灾害损失较大的主要因素之一。
  2.5各部门应急处置协调不够畅通
  目前大竹县现行应急的体制管理下,各级政府、企业、部门间无法顺畅联动。一旦发生气象灾害或者出现暴雨内涝险情的情况下,气象部门信息服务与相关减灾部门之间的沟通联系缺乏一定的顺畅度,相關部门之间也未形成统一的整体。具体在自然灾害应急处理过程中基本都是已有险情或者灾害预报发生,但是相关部门的措施却一直滞后执行,致使整体的抢险救灾等相关活动都有所迟缓。部门之间的联动缺乏有效配合,严重影响到防汛抗灾等应急工作的顺利开展。
  2.6市民防洪减灾意识较为淡薄
  当前,由于防汛抗灾的基础知识以及相关防御技巧的宣传还不够深入,导致市民在灾害发生时的防范意识不强,更是缺乏自救、互救能力。随着暴雨天气过后,排水管道的堵塞,以及诸多的排水管网受到人为破坏问题充分反映了居民对于排水问题认识的不足。此外,城镇暴雨内涝防御工作的社会公众参与较少,这些均不利于城镇内涝灾害的防御。
  3.气象服务方案
  3.1 注重加密的城镇气象监测网的建设
  当前,我国已经开始建立以城市气象服务为主导的中尺度以及高密度自动监测网,气象卫星、闪电定位仪、新一代天气雷达、新型自动气象站、区域自动气象站等现代化新型的监测设备设施也已逐渐投入到气象业务运行;基于地理信息系统(GIS)的沥涝预报仿真模拟系统也逐渐建立;城市气象的科研以及服务也逐渐加大了投入力度;这些为均为提升我国各个地区强降水的预报准确率以及建立健全城镇内涝气象服务手段提供了可靠的保障。地方气象部门应充分借助于中尺度数值预报产品以及卫星云图资料、雷达资料以及新型自动气象站等相关资料,强化对暴雨天气的跟踪监测以及时响应能力。依据城市地形以及排水管网等 GIS 资料,开展地面径流以及积水深度的模拟工作,不断提升向城镇居民发布城镇暴雨内涝预警的准确性和及时性,如此政府部门以及广大市民对暴雨、洪涝等气象灾害所产生的影响也会及时作出动态、合理的分析判断,有利于提前作好应对。
  3.2完善城镇暴雨洪涝灾害的预警机制
  地方气象部门应加强降雨天气规律的研究,并与住建部门进行合作建立城市排涝信息平台,充分借助于物联网+互联网等现代化先进的信息技术,将城市排涝各个独立系统(涵盖道路、水库以及内河等)共同构建为一个网络,实现信息的畅通,切实做到联合作战。实时监测降水位以及路面积水等情况,并且利用大数据进行分析,为防汛抗灾应急决策提供依据,进一步提升城镇暴雨内涝灾害应急响应的工作效率。此外,可以实施暴雨预警网格化管理,逐步增强实时监测以及信息汇报的效率,切实达到实时有控有效的目的。再者,需要进行实时风险预报。结合实际灾害出现状况,采取交通疏导、人员避险以及财产转移等措施,尽可能降低灾害带来的各方面的损失。
  3.3加强城镇防灾减灾组织体系的建设
  针对暴雨、洪涝等气象灾害对城镇的影响,各级气象部门应建立政府主导、有效联动的城镇防灾减灾组织体系建设,涵盖推进城镇气象防灾减灾融入政府防灾减灾组织体系,建立气象、城管、水利、民政、住建等在内的城镇气象灾害应急联动机制,确保各个街道有灾害预警信息发布终端(或网格化综合信息指挥平台终端)等;建立城镇气象防灾减灾机制,涉及到气象防灾减灾融入城镇社会治理体系的建设,推动政府强化气象灾害风险隐患排查制度的建立,或者执行好社区气象灾害应急准备制度等;推动城镇气象灾害防御标准化管理体系以及长效机制,建立城镇气象防灾减灾标准框架、城镇气象防灾减灾社区建设标准、城镇气象服务标准等城市气象防灾减灾和公共服务标准体系,推动政府将城镇气象工作纳入城市公共服务体系、城市发展相关规划与重点工程中,进一步提升城镇气象灾害防御管理水平。
  3.4加强市民防灾减灾知识的普及教育
  防灾减灾科普教育是城镇内涝等自然灾害防御的重要内容气象部门应该充分利用教育、培训以及科普宣传等方式,强化对气象科学知识的宣传教育。为确保宣传的实效性,要构建可操作的宣传效果评价机制。充分借助于各类宣传方式,深入宣传气象防灾减灾知识以及气象应急法律法规,不断提高群众的气象文化素质,增强公众科学使用气象知识合理避险以及自救互救的能力。
  4.结语
  城镇暴雨内涝是当前我国各个城市经常出现的一类灾害,该类灾害已经作为一个全国甚至是全球亟待解决的民生问题。本文主要根据大竹县城镇暴雨内涝实际,全面探究了城镇内涝产生的主要原因,并提出了科学有效的气象服务方案,以期能够不断提高地方城镇内涝应急处理水平,最大限度减少涝灾损失和人员伤亡,推动地方经济社会的和谐稳定发展。
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  作者简介:李旬(1990-),女,汉族,四川大竹县人,本科学历,助理工程师,从事气象综合业务工作。
  (作者单位:大竹县气象局)
论文来源:《科学与技术》 2019年15期
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