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暴雨,山洪,山地灾害及其他

已有 3481 次阅读 2016-7-24 16:30 |个人分类:水利工程与水域生态|系统分类:观点评述| 暴雨, 台风, 山地灾害, 山洪, 西南低涡

[题记]:河北已经成为今年暴雨洪水灾害的重灾区

(一)最大的问题是麻痹大意

今年七月份以来,海河南系出现了自63.8洪水以来最大的暴雨过程。河北省太行山区遭到严重的洪水灾害,截至目前,河北省因灾遇难和失踪已经超过200人,经济损失巨大。从63.8洪水以来,海河南系已经多年未出现大水,最近一次洪水还是1996年。2012年的海河流域大洪水主要出现在海河北系(包括拒马河)以及滦河中下游。各级政府和群众存在的麻痹大意和侥幸心理,是今年海河南系洪水损失惨重的的一个重要原因:主要表现在人类活动占用洪水空间,临灾预案马虎,预警迟缓、撤离不及时。如果暴雨发生前能下决心撤离低洼和山地灾害影响地带的人员,至少人员伤亡不会如此惨重。

我国的洪水(除青藏高原、西北和东北北部部分地区)主要由暴雨引起。而影响暴雨的天气系统主要有两个:一是台风,二是西南低涡。台风是源于热带海洋地区的强烈的热带气旋,一般在负热带高压外围活动。除西太平洋地区的强热带气旋成为台风外,在其他海域多称为飓风。

 

 

西太平洋台风占全球台风/飓风发生数量的近30%,是全球台风/飓风活动最频繁的地方。台风登陆后会给东亚、东南亚地区带来大风和暴雨。西太平洋飓风按照源头主要有两种类型,一是南海海区,二是菲律宾以东的热带太平洋小岛。西太平洋台风形成后,在副热带高压南、西侧做顺时间方向运动,主要有四种运动方向。

西向:基本上由东向西运动,略向西北,大部分南海台风都是由东向西运动。冬春季太平洋台风数量少、轨迹偏向低纬,菲律宾首当其冲,然后越过南海影响我国华南和越南沿海。夏秋季,台风运动轨迹逐渐偏北,通过我国台湾岛以南海面,影响我国华南地区,因南岭山地阻碍,容易形成大暴雨。

西北向:主要发生在夏秋季,运动轨迹在西向台风以北,我国台湾岛首当其冲,然后越过台湾海峡,或经过台湾以北海面,在福建、浙江沿海再次登陆,随机向西北深入内地,可以给江西、安徽、湖南、湖北、河南等地造成大量降水,以影响重庆、四川、陕西、甘肃。河南75.8洪水就是7503号台风深入内地并被伏牛山脉阻碍形成的

北向:由台湾海峡沿海岸线向北,直扫福建、浙江、上海、江苏、山东、辽宁、河南、天津、北京等地,并可以影响吉林、黑龙江,影响华北、东北的台风大概5到10年出现一次

东北向:这在夏秋台风中出现频率颇高,首先从热带太平洋海岛向西运动到台湾附近海面,然后折向东北,主要影响我国华东地区和日本、朝鲜半岛,还有一些台风直接在台湾以东转向东北,不会对我国造成影响。

由此可知,台湾是台风路径上重要的门户,一半以上的台风都会直接影响到台湾,从台湾以北由东向西横扫直接登陆的台风很少,如12年的10号台风“达维”,路径异常偏北,是1949年以后第一个首次登陆就在长江口以北的台风,并出现了罕见的双台风(9号、10号)同时登陆我国大陆。

西南低涡是夏季影响我国大陆降水的重要天气过程,按照大的天气系统导引,西南低涡路径主要有两大类,一类是纬向型,主要在30°N附近,由西南地区东部向东偏北方向移动,主要影响长江中下游地区,是江南梅雨期间大暴雨的主要原因。

另外一个是径向型,大概沿110°E附近北上,是造成我国北方盛夏暴雨的主要天气系统。华北地区的夏季暴雨主要由西南低涡造成的,有时候也会受到台风的影响。如63.8大暴雨洪水就是接连不断的七个西南低涡造成的。12年七、八月份的大暴雨则是西南低涡和台风(1210号台风“达维”)的共同影响。

当然,如果在一个经常刮台风的地方,相同的降水量,应该不会出现像今年河北太行山区这么大的损失

(二)加强山洪、山地灾害和中小河流治理

过去十年,水利部门一直在投入大量精力进行中小河流和山洪治理。但是离对抗大到暴雨,特别是局地特大暴雨还有很大的差距。首先是中小河道的防洪标准较低,一般只有10~20年一遇,甚至不设防。而对于局地特大暴雨引起的山洪,很可能没有水库措施进行拦蓄。其次,局地特大暴雨经常被漏测,难以准确预警。如2005年冲毁了沙兰中心小学,造成重大人员伤亡的沙兰山洪,就是由局地特大暴雨引起的,而在气象站网中,这场暴雨实际上被漏测,也无法进行预警。森林和水土保持措施对于减少中小洪水具有很大的作用。但对于大洪水基本无能为力,而且山洪冲刷能力很强,不仅淘蚀河岸、冲毁耕地,而且水沙聚下,形成泥石流

人类目前无法干预暴雨气候过程,也就无法完全消灭山洪和泥石流等山地灾害,最有效的办法是通过三“预”(预测、预防与预警),尽量减少其损失。

预测山洪和山地灾害风险性是综合减灾的基础。泥石流发生一般符合上述三条件。石流具有周期性的特点,泥石流沟存在再次活跃复发的风险。而泥石流遗迹是鉴别一条沟谷是否暴发过泥石流,是否是泥石流沟谷的直接证据,一般从以下两个方面证据:

1)泥石流堆积物:泥石流堆积在平面上呈扇形,纵剖面上呈锥形。地面纵向坡度一般为3°~12°,横坡一般为1°~3°,地面坎坷不平,垄岗起伏;堆积物岩性为粘土、砂、碎块石、砾卵石混杂,无分选性。块石、砾石有定向排列现象,表面有碰撞擦痕;粘性泥石堆积物可见泥球和泥裹石现象。

2)泥石流活动遗迹:在同一溪沟内,泥石流的规模和运动能量一般都比洪水大,泥石流顶面位置(泥位)比洪水位高,再加上泥石流在流动过程中有超高、爬越现象,它残留的泥石流土和擦痕常在高处有保留。

泥石流堆积区和泥石流顶面或洪水线以下的沟道,都有再次遭遇泥石流灾害的风险,应避免基础设施建设和大量人口聚集,如无法避免,应建立山洪、泥石流灾害应急预警机制和相应的撤离通道和避难所

滑坡、崩塌等地质灾害也有一定的发生条件,应对危岩进行分析,确定其风险性。在风险范围内,应避免基础设施建设和大量人口聚集,如无法避免,应建立泥石流灾害应急预警机制,并建立相应的撤离通道和避难所。而且崩塌、滑坡形成的堰塞体堵塞河道,形成临时性堰塞湖,溃决后又会加重山洪和泥石流灾害

预警是对某一区域或流域可能或已经发生的山洪和山地灾害作出的事先通告和紧急警报,以动员人们撤离,减少灾害损失。一般是事先的风险性预警,与天气预报结合起来,通过雨区移动方向、雨量和雨强,预测未来降雨过程,当降雨量可能达到山洪和山地灾害爆发的临界雨量时候,即向危险区内的居民发出预警信号,使其提高警惕,转移财物,随时准备人员撤离,并保证撤离通道的畅通。同时启动临灾预警的方案,监测雨情变化,加强巡堤查险,并对可能复发的泥石流沟和地质灾害点进行重点监测,一旦灾难有可能发生或已经爆发,立即发出警报,并保证警报能有效传达,以便使危险区内的人员撤离到安全区。

泥石流来临前总会有一些迹象,一般会出现巨大的响声、沟槽断流和沟水变浑等现象。泥石流携带巨石撞击产生沉闷的声音,明显不同于机车、风雨、雷电、爆破等声音。沟槽内断流和沟水变浑,可能是上游有滑坡活动进入沟床,或泥石流已发生并堵断沟槽,这是泥石流即将发生最明显的前兆。在这些现象发生时,一定要根据预先制定防灾预案,及时撤离到安全地带。滑坡、崩塌等地质灾害也都有一定的先兆,最主要的是地表变形和地应力的变化

此外还应该对山区小流域进行综合支流,降低山洪和山地灾害的频率和规模,预防其危害,主要有有生物措施和工程措施两类。生物措施是通过种植乔、灌木、草丛等植物,充分发挥其滞留降水、保持水土、调节径流等功能,以减少径流和土壤侵蚀,其特点是应用范围广、投资省、风险小、能改善自然环境,作用持续时间长等,但一般难全面控制灾害。

而工程措施具有更直接的意义,工程措施中又可以分为:

治水,利用蓄水、引水和排水等工程控制地表洪水径流,削减水动力条件,减少水流的冲蚀作用。山区中小河流应该采取各种固岸护滩工程稳定河岸,主要是在易受水流冲刷的凹岸采取护岸工程、丁坝工程等,主要工程形式有浆砌石、干砌石(抛石)、石笼、编织袋装土+植物等。

治土,利用拦挡、支护工程,拦蓄泥石流固体物质,稳定沟岸,防治崩塌或滑坡,减少固体碎屑物来源,适用于泥流、土石流等滑塌型泥石流沟道的治理。

排导,利用排洪道、渡槽、堤坝等工程,控制山洪和泥石流,使远离保护区,减轻危害。

为了抵御山洪和山地灾害,往往采用综合治理的方案,即坡、沟道兼顾,上中下游统筹的综合治理方案。一般在沟谷上游以治水为主,中游以制土为主,而下游则以排导为主。通过上游的稳坡截水和中游的拦挡护坡等,减少了泥石流固体物质,控制了泥石流规模,改变了泥石流的性质,有利于下游的排导效果,从而能够有效地控制泥石流的危害。

平原与山地交接的坡麓地带也是洪积扇和泥石流堆积锥密集区,也是山洪和泥石流危害的重点地区。进入平原后,山洪由于流速减缓,水深度增加,就会在扇缘低地形成暂时性积水区,山洪携带的泥沙也大量淤积。应该采取堤坝和排导措施,保护村庄和基础设施免收损失。水困难的低地,还应该在周围修些围堤,防止周边径流汇入。

雨季应避免或减少进入泥山洪和石流活动区。野外露营时应避开泥石流堆积锥和危岩影响范围,也不要再沟谷洪水线或泥石流顶面以下位置。如不幸遇上泥石流,先不要惊慌,然后采取以下应急避险措施:

1)发现泥石流后,切忌顺着泥石流前进方向奔跑,因为你无法战胜重力加速度;要马上向泥石流沟两侧的山坡上面爬,爬得越高越好,跑得越快越好;

2)因为泥石流可扫除沿途一切障碍,不要停留在坡度大、土层厚的凹处和地方狭小低矮的凸岸,不要上树躲避,更不要躲在陡峻山体下,防止坡面泥石流或崩塌的发生

3长时间降雨或暴雨后不能马上返回危险区,泥石流常滞后于降雨暴发

山洪和山地灾害发生后,迅速按照防灾、减灾预案,组织开展抢险救灾工作;首先抢救被埋压人员,紧急疏散位于危险地带及危险建筑物内的人员,对伤员进行抢救和治疗;对泥石流灾情进行监测和分析发展趋势,根据灾情发展趋势制定相应对策,如转移重要物资,完成应急抢险工程,防止次生灾害发生;安排好灾民的吃、住等最必要的生活条件,安定人心,稳定社会秩序;抢修通讯、供水、供电、道路等生命线工程,清理泥石流残留物,加强防疫,组织抗灾自救,逐渐恢复正常生产和生活秩序。

 

(三)水利工作要上天入地,也要脚踏实地

和十几年前相比,天气预报的准确性已经有了很大的提高,这为综合减灾创造了很好的条件。但是对于面雨量分布监测,特别是局地强降水,传统方法仍有很多不足。沙兰暴雨洪水,就是由局地特大暴雨引起的,而在气象站网中,这场暴雨实际上被漏测。目前最新的雨量监测系统是X波段测雨雷达,通过电磁波信号的变化,可以实时监测,0~1000m大气层中液态水通量(也就是降雨强度)的变化,监测半径大概20-30km,空间分辨率达到不到足球场的大小。这可以为分布式水文模型提供基础数据,进行山洪、城市内涝和山地灾害的风险评价,比如预测河道流量变化和淹没区的积水深度,从而制定相应方案。根据累计降雨量的空间分布,在GIS平台上与地形、地质等因素耦合,还可以进行地质江西省现在就有两台X波段雨量雷达,一台装在昌北省水利职业学院的屋顶上,另一台在赣江上游的一条支流里,分别进行城市和山区河流的实证研究。

另外,无人值守的自动化水位站(主要是激光和超声波测距)在山洪和泥石流预警当中也有重要的作用。地质灾害预警当中的地面变形观测还可以采用激光测距、差分GPS定位等。

近十几年来,山洪、山地灾害综合减灾系统中,新的技术和产品不断涌现,但是在基层的实际应用中仍然存在不少问题。一个很重要的原因是基层水利工作者年龄偏大、学历和知识水平偏低、对新技术接受能力较差,这里面有编制、量出(退休)为入(招聘)的问题;也有青年学生自己的问题,很多水利行业的毕业生,实际上并不喜欢去基层,特别是边远地区

 

苏德辰.山区河流隐患多——暴雨出行谨记 .http://blog.sciencenet.cn/blog-39317-595557.html



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