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短时暴雨与城市积水

  遇到大雨、暴雨,雨水来不及通过下水道流走,就形成径流,汇集成了积水,特别是在市区内地势比较低的地区...

  随着经济的不断发展,城市中建设越来越多的高楼大厦、柏油马路、城市广场、立交桥、停车场等等,使市区内的裸露土地越来越少,一旦下起雨来,雨水很难渗入地下。遇到大雨、暴雨,雨水来不及通过下水道流走,就形成径流,汇集成了积水,特别是在市区内地势比较低的地区。虽然现在许多现代化城市,包括我国新建的不少城市都有比较现代化的排水和下水管道系统,但遇到降雨量过大时,仍然会发生排水不及而形成积水,同样的情况国外许多现代化的都市也难以避免。积水的多少与降雨的强度、降水量的大小以及下水系统的设计有很大关系。

  城市积水首先危害的是城市交通,即便是20分钟的暴雨也能使公路立交桥下造成严重积水,导致涉水车辆的熄火,就可能形成交通的堵塞。更为严重的积水就可能使城市的街道、民房、商业用房、仓库、地下停车场、工厂、机关、学校等受到影响,其所造成直接经济损失是十分巨大的。现代化城市人口密集,商业区集中,受危害严重。如果处置不当或救助不及时还可能造成人员的伤亡。例如2003年12月3日在澳大利亚的第二大城市墨尔本,在十几个小时内降雨120多毫米,使市内部分地区积水,许多驾车的市民不得不弃车而逃,或站在车顶或站在马路边的高处求救,相关部门收到的手机求救信号就有上千次,当地警察及时派出一批像皮船出来救助,才未造成人员伤亡,但经济损失严重;1个多月后,2004年1月29日晚,仍然在墨尔本,一场雨下了不到2个小时,降雨量不到70毫米,该城东北部,水深约0.5米,不仅造成交通混乱,许多商店、居民住宅及车辆被淹,损失超过100万澳元;2004年3月31日,香港下雨不到70毫米,洪源路等地水深及膝,汽车被水半淹,木屋居民纷纷报警求救;2004年4月1日上午在广州出现降雨天气,时间1小时左右,降雨量也只有37.6毫米,但造成多处浸水,海关学院对面马路100多米长的路段浸水约0.7米,相关的报警和求救电话大增;2002年7月30日我国成都市的一场暴雨使市内部分地区受淹,五福立交桥和五块石大道立交桥下的积水达1.5米,交通中断达8小时,市区共有13处出现积水,西城角低洼处水深齐腰,经民警救助153人得以脱险。类似的例子近几年在我国许多城市都曾发生过。造成这些灾害的降水的特点是:时间短,可能只有几个小时,有时甚至不到一个小时;降雨强度大,1个小时就可能下三五十毫米,但降雨总量不一定很大;降水范围较小,只是城市的一部分,甚至只是几个街区;灾害持续的时间不长,一般几个小时、最多一天就过去了。这些特点都和雨季对流性降雨的阵性、分布不均匀性和局地性有关。尽管这种灾害持续时间很短,但是对于一个城市,无论是商店、仓库、工厂,还是居民家庭或地下停车场,只要被水浸泡都会造成损失。而在农村,农田被水短暂浸泡后,只要积水消退,农作物可以照常生长,不会造成巨大的损失。

  城市积水灾害的防治

  正是由于雷阵雨的阵性和分布不均匀性,使得这种短时、局部性的强降雨预报起来比较困难,特别是具体的降雨区域很难预报,因为它有时只有十几平方公里、甚至只有几平方公里;另外,降雨的强度也不易把握。从理论上说,现在的中小尺度数值预报的精确度可以达到1平方公里左右、甚至更小,但这只是一个奋斗目标,实际操作起来有相当的难度。

  目前比较好的办法除了数值预报外,还采用卫星云图结合天气雷达跟踪的办法做临近天气预报。国外也是采取类似的方法。他们是在短期1~3天的天气预报某个地区将出现强降雨,强降雨的具体落区和时段不定。在强降雨的对流云出现、发展、移动全过程中,用卫星云图结合天气雷达跟踪,这也就是在强降雨开始的前几十分钟或降雨刚刚开始的时候,同时发布强降雨可能出现在城市的那个方位,向什么方向移动,还会影响那些地区。连续进行跟踪,滚动预报。他们的临近预报用几种方法同时发布,例如在该城市的电视上用字幕发警报、气象台同时发布语音警报,广播电台也实时转播天气预报、城市交通广播电台根据降雨预报做出交通信息预报并指挥驾驶员和相关人员避开即将和已经积水的地段。他们的这些做法虽然时效很短,但很实用。

  国外还有些做法也是针对城市积水的,如:鼓励各单位、家庭购买财产、货物、商品、设备保险,为的是在受损后能得到赔偿,以减少损失;容易发生这种情况的城市警察局多备有相关的救助设备,另外,对新修的立交桥不再使桥底下凹,而是使桥顶升高,以避免桥下积水等等。

  多年前,笔者在日本东京郊区的一个小镇(类似国内小卫星城镇),参观了由城建和水文部门共同设计的防治城市积水的设施。他们把一些公共场所,如街区公园的草地、球场、停车场都做成比一般的地面和道路要低一些,暴雨一来,这些地方就成了蓄水池;如果降水强度很大,仍然不够用,有些楼房的地下室和地下车库可以临时开放并方便地蓄水。他们说,这样做有两个目的,一是减少和避免城市积水的危害;一是有意积蓄一部分雨水,用来浇灌树木、草地和清洗公共设施,如洗车等之用。日本的淡水资源不够丰富,他们着眼的不仅是防灾,还要变害为利。宁可牺牲部分公共设施暂时的可利用性,也要保存多一些的淡水资源。可见发达国家早就为防治城市积水做了长远打算。看来要防治城市积水不能单靠天气预报,要有新的观念和多个部门的共同策划、努力。

  

  正在逐渐增多的灾害

  我国的大小城市都在大兴土木,都市化的程度在迅猛发展。这意味着城市里雨水可渗透的地面越来越少,尽管现在许多城市都强调了种草、种树、绿化环境,但实际上所种的人工培植草坪,根系很密,可渗透性也比较差;加大了城市的柏油和水泥的地面,进一步强化了城市的热岛效应,使城市及其周围发生阵性强降水的机会与可能性加大。因此,城市的雷阵雨会增多,积水的问题也会更为严重。

  事实上,根据我国一些最新的科研成果显示,气候变暖会使我国一部分地区气候发生变化,降水增多,当然,这个结论还要通过一段时间的实践来检验。有关的科研还对我国过去几十年的资料进行了分析,并揭示出,在我国无论降水是增多还是减少的地区,降水的集中性在增加。这就是说,今后出现大雨和暴雨的机会更多了,而连续性降雨的雨量则相对减少了。

  随着经济不断的发展,城市化将越来越普遍,农村人口将逐渐向城市集中,都市化要发展,这将是我国今后几十年的大趋势,不仅我国如此,许多发展中国家也如此;全球气候变化也是本世纪的一个大趋势。这两个趋势就确定了城市积水的灾害正在和将要增多。虽然,城市积水是一种个别区域的灾害,频率比较高,但是它发生在城市以及经济繁荣、人口都很集中的地区,因此,造成的危害就比较大。

  与洪涝有关的城市积水

  还有几种城市积水并不是由于短时强雷阵雨造成的,而是由于其它一些原因,如在沿江河的城市,由于江河泛滥成灾,使城市大部地区被洪水淹没,在我国许多大中小城市都曾发生过。比如,天津、武汉、上海、广州、安康等等,都曾有过街上行船的记载,但这是属于大范围洪涝。  

  对于一些沿海城市,由于台风登陆或风暴潮与天文潮的共同作用使暴雨与潮水同时袭击,甚至海水沿江河及下水道向陆地倒灌,导致城市被水庵没。这种涨水来势异常迅猛,人们往往会躲避不及。由于城市被淹而伤亡人数甚大的,多数是属于这种情况。在日本、美国、菲律宾、印度、孟加拉等国的城市都发生过;我国的上海、汕头等城市也发生过。

  世界上还有一些著名城市,几乎年年发生积水,发生频率很高,如意大利的威尼斯、泰国的曼谷、孟加拉的达卡等。这是由于这些城市都靠近河流的入海口,本身的地势很低,海拔高度只有2,3米,甚至于更低。在雨季中遇有河流水位比较高或降雨较多时,下水道的水就排不出去,甚至倒灌,使得城市积水,庵水一般不深,只有十几厘米或二三十厘米,人可以趟水而行,车辆可以照样行驶,在威尼斯的旅游胜地圣马可广场,游人还可以踩着广场上垫的大砖头在水上行走。但是,这类积水消退得很慢,有时要几天、甚至十几天。积水已经成为这几个城市市政当局的老大难问题。威尼斯和曼谷已经在国际上征集解决方案。随着全球气候变暖,海平面的逐步升高,这几个城市的积水问题会变得更为严峻。

  就目前所知,我国沿海还没有这样的城市,至少情况还没有那样严重。但是我国确有些沿海的城市如天津、沧州、上海等地,地下水位在下降,导致城市地面下沉;另一方面,海平面也在上升。这种趋势如任其发展而不加控制,那么,几十年后,也会发生类似的问题。

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