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    凤凰知道160706:武汉内涝全怪百年一遇暴雨?锅不能这样背

    第758期
    【导语】
    据媒体报道,自6月30日以来,长江中下游沿江地区及江淮、西南东部等地出现入汛以来最强降雨过程,部分地区造成严重洪涝灾害,湖北、江西、湖南、江苏、广西、贵州等省份近百条河流发生超警戒水位洪水。另外,鄱阳湖出现今年首次长江江水倒灌现象。
    据中国国家防总通报称,截至7月3日统计,已有26省(区、市)1192县遭受洪涝灾害,农作物受灾面积2942千公顷,受灾人口3282万人,紧急转移148万人,因灾死亡186人、失踪45人,倒塌房屋5.6万间,直接经济损失约506亿元。
    在湖北武汉,从6月30日20:00开始至7月6日10时,武汉国家基本气象站记录已累计降雨560.5毫米,突破武汉自有气象记录以来周持续性降水量最大值,而雨还在一直下。暴雨导致多处路段被淹,多个地铁口因为进水而封闭。
    这次洪涝灾害被形容为“百年一遇”。近年来,“百年一遇”频繁见诸报端,几乎每年都会出现,有网友调侃称,“昨天我碰上这辈子第8次百年一遇的暴雨”。为什么百年一遇的灾害,对大家而言,却是家常便饭了?
    连续两年“百年一遇”,太正常了
    百年一遇,表面的意思是100年才会发生一次的事件。但事实上,在水文学中,“百年一遇”绝非这个意思,正确的理解应该是“任意一年内都有1%发生概率的事情”。
    据网友舒乐乐的考证,“百年一遇”是中文翻译后将外文词义扭曲加重的例子。美国从20世纪60年代开始使用100-year event这种概念用于风险评估,目的是评价“在百分之一概率事件下,工程项目的可靠性”。100-year event作为一个计算参数,专业上叫重现期,更合理的翻译应该是“1%的概率事件”。但当它翻译成中文“百年一遇”时,就极易引起误解。
    水文学上根据降水量、洪峰流量等观测调查资料,按其出现的稀有程度来衡量这一水文现象的大小和等级。比如洪水频率常以百分比表示,洪水频率越小,表示某一量级以上的洪水出现的机会越少。洪水频率为1%,则为百年一遇洪水。
    用概率知识计算可知,虽然一年中发生“百年一遇”的事件概率是1%,但在一百年内,这个事件至少发生一次的概率将会上升到63%。而在任何十年里,发生“百年一遇”事件的概率都将大于9.5%。可这些发生的事情却都可以被称为“百年一遇”。所以说,“百年一遇”事件发生次数还是比较频繁的。
    既然每年发生洪水的概率是独立的,那么,连续两年出现“百年一遇”也是很正常的,连续一百年出现“百年一遇”在理论上也是可能的。
    还有,“百年一遇”是可能变化的。因为这个概率是依据已有的观测数据。比如说,根据已有的观测数据,一个城市每小时10mm的降水量是百年一遇的。但是如果连续多年都出现这样的降水量,那么统计数据就要更新了。每小时10mm的降水量可能就是“十年一遇”了。
    此外,不同地区发生“百年一遇”事件的概率是互相独立的。也就是说,北京发生一件“百年不遇”的事件的同时,上海可能在发生另一件“百年一遇”的事件。因此,在新闻报道中,常常看到“百年一遇”的字眼,很多时候不是有人在夸张或撒谎,而是真的如此。
    暴雨的祸首厄尔尼诺,还真是百年一遇
    这次暴雨持续的罪魁祸首被认为是厄尔尼诺。厄尔尼诺是一种发生在热带海洋中的异常现象,其显著特征是赤道太平洋东部和中部海域海水出现显著增温。当赤道太平洋中东部海区的海水表面温度比常年同期偏高0.5℃,并持续3个月以上,就进入了“厄尔尼诺状态”;持续6个月以上,则确认为一次“厄尔尼诺事件”。发生厄尔尼诺事件时,由于热带海洋温度偏高,通过海洋和大气相互作用就会改变正常的大气环流,从而导致全球气候异常。
    这次始自于2014年9月,结束于2016年5月的厄尔尼诺事件,生命史时长、累计强度、峰值强度三个指标都达到了历史最高,是20世纪以来最强的厄尔尼诺事件,称为百年一遇一点都不过分。
    此前的百年,能被称为超强厄尔尼诺事件的,也仅有两次,一次在1982-1983年,一次是在1997-1998年,都持续了1年左右,而这次持续了21个月。
    此次厄尔尼诺事件,已经给全球带来明显影响。2014、2015年,全球温度地表温度连创新高,2016年1月,北极气温有记录以来第二次在冬季上升到了零摄氏度以上。南非、巴西等地持续干旱,印尼、菲律宾、澳大利亚等频发森林大火,印度半岛、拉美多地出现了暴雨洪涝。
    对中国而言,厄尔尼诺事件发生当年,北方地区冬季易出现暖冬,第二年夏季长江流域和江南地区易出现洪涝,夏季东北地区易出现低温。再加上南海夏季风在5月下旬爆发,从而使全国降水更强。
    至少在今年年初,国家气候中心就预测到,今年夏天,南方尤其是长江中下游降水可能偏多,易出现洪涝。今年入汛以来,南方地区强降水过程频繁,降水量多、强度强。长江流域平均降水量和平均暴雨日数均为1961年以来历史同期最多;松花江流域降水量为历史同期第二多,辽河流域平均降水量为历史同期第五多,而且以上两个流域的平均暴雨日数均为1961年以来历史同期第二多。
    武汉内涝全怪百年一遇的暴雨?这锅不能这样背
    几乎“逢雨必涝” 的武汉,此次被淹,其最主要也最直接的原因就是上文提到的,厄尔尼诺事件过后的强降雨。其背后是近些年来的气候变化,全球各地不断出现极端气候气象事件。近20年来,中国南部地区受极端气候事件影响屡次爆发洪涝灾害,并且频次有明显增强的趋势。
    但是除了天灾,此次内涝的武汉,更是人祸的一部分。内涝可以说是中国快速城镇化过程中,长期“先地上后地下”的城市建设模式带来的恶果。
    城市规模的扩大,人口的涌入,使城市中的温度要高于周围,形成“热岛效应”,气流上升易产生较为强烈的降雨过程,增强了城市降雨的频次和强度;大规模不科学的城市开发建设,使原本具有自然蓄水调洪错峰功能的洼地、山塘、湖泊、水库等被人为地填筑破坏或填为它用,降低了雨水的调蓄分流功能。
    以“百湖之市”著称的武汉,近几十年来的城市开发、违法填湖导致城市水系和湖泊面积不断萎缩,致使城市雨水的自然吸收和调蓄系统能力减弱和丧失。1950年代湖泊面积达1581平方公里,城中湖有127个,80年代已经缩减为874平方公里。近30年来,又减少了228.9平方公里,城中湖也缩减为30多个。与之相对应的,武汉市城市建设区总面积则逐年增加,从2006年的455平方公里增加到2011年的207平方公里,5年间面积增长了11.53%。
    过去,土壤和水塘能够储存大量的水,而现在,随着城市建设“大干快上”,大量绿地、湿地、水塘消失了,城市“硬底化”情况越来越严重,以致一到下雨,雨水难以自排,90%要靠排水管网才能排走。而武汉的排水系统显然无法担此重任。
    2014年,新修订的《室外排水设计规范》规定,城市一般地区排水设施的设计暴雨重现期为1-3年,重要地区为3-5年,特别重要地区才为10年。但是事实上,中国大多数城市,即使像深圳这样年轻的城市在建设时,都采用了苏联的模式,由于苏联降雨较少,排水管道标准较低。大部分的城市普遍采取标准的下限,也即是一年一遇。作为比较,发达国家和地区城市排水管网标准较高,美国的排水标准为居住区2-15年,一般取10年,商业和高价值区域为10-100年,而英国则为30年。
    武汉有些管网甚至是清朝年间修建的,排疏能力退化严重。武汉市水务部门曾表示,日降雨量或小时降雨量超出“一年一遇”标准的情况,在武汉每年平均要发生7—8次。
    三年前,武汉水务局通过了《武汉市中心城区排水设施建设三年攻坚行动计划》,投资130亿元,改造、完善市内排水系统,信心十足号称三年后武汉将告别“看海”。当时的媒体宣称,“三年攻坚计划完成后,将能抵御200毫米/24小时、50毫米/1小时的特大暴雨。这样的雨量在武汉历史上平均10年才会出现一次”,“一天下15个东湖也不怕”。
    这次武汉的内涝,不能说这130亿打了水漂,事实上武汉大学一带渍水情况就没那么严重。但是,就算百亿排水工程完全落实,也只能应付“十年一遇”的洪水灾情,用这样的计划和标准来对付厄尔尼诺事件后一场真正的“百年一遇”的灾难,实在太“吃力”了。
    一次次的“百年一遇”,不能解释城市的懒政
    如何应对气候变化导致的极端天气频现的情况,是所有城市的管理者需要重视起来的问题。在排水系统的建设上,国内外很多城市都有着借鉴的意义。
    经常被水淹的日本琦玉县,2006年完成了深入地下50米的排水系统,堪称世界最先进的排水系统,集中蓄水后再以每秒200吨的速度排入到附近的江户川。该系统可以防止台风季节因为暴雨而可能出现的洪灾,守卫日本东京地区避免受水灾侵袭。此外,在横穿东京市中心的地下隧道也很多,这些地下隧道可以容纳54万吨的水量,东京像这样的地下排水系统总共有23个,遇到暴雨侵袭时完全能完成正常机能。
    巴黎的排水系统均处在地面以下50米,前后花了126年的时间才修建完成,总长2347公里,相当于巴黎到伊斯但布尔的距离。按沟道大小可分为小下水道、中下水道和排水渠三种;每天有120亿立方米的水经此排出。巴黎下水道像河一样可以行船,昼夜灯火通明,每年有10万游客前来参观,下水道博物馆已成为著名的游览景点。
    即使是老祖宗留下的排水系统,也比现在绝大多数城市的厉害。江西省的第二大城市赣州在宋代就建立起了一套先进的排水系统——福寿沟。宋朝之前,赣州城也常年饱受水患。北宋熙宁年间,一个叫刘彝的官员规划并修建了赣州城区的街道,同时根据街道布局和地形特点,采取分区排水的原则,建成了两个排水干道系统。福寿沟采用自然流向的办法,使城市的雨水、污水自然排入江中,水窗沟道的坡度为4.25%,是正常下水道采用坡度的4倍。这样确保能形成强大的水流,足以带走泥沙,排入江中。这一套排水系统至今仍在使用,保证了赣州的“千年不涝”。在周围的广州、南宁、南昌等诸多城市惨遭水浸时,赣州仍然安然无恙。
    上文提到,由于气候变化,以前“百年一遇”的灾害越来越常见了,关于“百年一遇”的标准肯定需要修改了。但是很多城市在建设过程中,局限于眼前的利益,只注重地上而轻视地下,无视排水管网存在的各种问题,每当遇到灾害,都用“百年一遇”的借口搪塞民众,迟早有一天这个锅是甩不掉的。
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