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摘要:2020年5月21至22日,受第一阶段“龙舟水”影响,广东省出现极端强降水,东莞、广州雨强刷新记录。本次降雨呈现短时雨强强、暴雨范围广、面雨量大的特点,对广州市增城区、黄埔区等地造成了极大的社会经济损失。本文拟结合广州气象局数据,通过对“5.22”特大暴雨的降雨过程进行梳理分析,结合广州市实际,对主要成灾原因进行分析,并提出对城市防洪的建议。
关键词:“522”暴雨;暴雨灾害;市政排水
龙舟水,又称端阳水、龙降水、端午水等,一般指端午节前后我国华南地区的一种较大降水过程的自然现象。“龙舟水”主要发生在每年公历5月21至6月20日,这段时间,南方暖湿气流活跃,与从北方南下的冷空气在华南地区交汇,会出现持续大范围的强降水[1]。
2020年5月21日至22日,受第一阶段“龙舟水”影响,广东省出现极端强降水,东莞、广州雨强刷新记录。其中,黄埔区永和街录得广州市最大累积雨量378.6mm,超百年一遇;在强暴雨影响下,流溪河太平场水文站录得10年一遇的洪峰水位,官河水发生接近20年一遇的洪水南岗河发生超10年一遇的洪水,派潭河发生10年一遇的洪水,流溪河支流凤尾坑、金坑和乌涌水发生了超5年一遇的洪水。4个中小河流站点(街口、派潭、湾吓、活动陂)水位超警戒[2]。本次特大暴雨对广州市,尤其是黄埔区、增城区造成极大的影响。根据广州市三防指挥部的统计,暴雨共导致4人遇难。此外,地铁13号线因积水导管停运,多个区域停水停电,大批车辆被淹,造成较大经济损失。
今年7月以来,我国长江一带暴雨不断,多地都有因强降水造成的积水问题,对城市交通、居民工作生活等带来较大影响,成为城市发展过程中一个严峻且亟待解决的问题。
1 暴雨过程分析
2020年5月21日夜间到22日凌晨,受低涡切变线影响,广东省自西北向东南出现了一次强降雨天气过程,暴雨中心位于珠三角东岸的广州市和东莞市,两地均出现特大暴雨[3]。
1.1降雨时空分布
1.1.1 时间分布
本次降雨主要从5月21日20时至5月22日8时,主要分两个阶段。第一阶段为21日20时至约22日0时,第二阶段为22日0时至22日8时。
第一阶段:
5月21日晚广州周边局地不断生成发展雷雨云团,根据5月21日20时天气雷达图(图1.1(a))显示,强降雨带位于广州西部,增城区、白云区、黄埔区等地已产生第一阶段强降水。20时36分,强降雨云团不断增大,由西向东移动。
20时00分至20时57分,广州市增城区、白云区、越秀区和天河区、荔湾区、黄埔区、番禺区、花都区、从化吕田、良口先后发布暴雨黄色预警,20时32分起,广州市气象灾害应急指挥部决定启动广州市气象灾害(暴雨)Ⅲ级应急响应。
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(a)21日20:00 (b)21日20:36
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(c)21日22:54 (d)21日23:18
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(e)22日00:00 (f)22日02:48
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(g)22日04:30 (h)22日05:12
图1 5月21日-22日广州周边天气雷达图
5月21日21时00分至22时26分,增城区正果镇、派潭镇、花都区赤坭镇、梯面镇、花山镇、花东镇、从化区先后过去三小时降雨达50毫米以上,暴雨黄色预警信号升级为暴雨橙色预警信号。5月21日22时49分,从化区良口和温泉暴雨橙色预警信号升级为红色,根据22时54分天气雷达图(图1.1(c)),强降雨带已覆盖广州北部,主要包括从化区、增城区北部、黄埔区等地,根据广州市气象局的数据,21日23时05分,从化区良口镇石岭村雨量已达81.5mm,部分地区逐渐出现积水情况。
此时中心城区和中南部地区雨势减弱(图1.1(d)),23时22分至23时39分,白云区、番禺区、海珠区、越秀区、天河区先后解除暴雨预警信号。
第二阶段:
根据5月22日00时00分天气雷达图(图1.1(e)),强降雨带持续影响从化、增城,同时,广州东北部又有雷雨云团发展。00时15分,增城区过去三小时大部分镇街降雨均达100毫米以上,增城区暴雨红色预警信号扩散至全区。00时24分,花都区梯面镇、花东镇暴雨红色预警信号生效。
受东北部云团影响,广州中心城区及中南部、黄埔区雨势加大,根据5月22日02时48分天气雷达图(图1.1(e)),强降雨带位于广州中心城区、黄埔区及增城区南部地区,持续带来降雨和雷电大风。
根据5月22日04时30分天气雷达图(图1.1(g)),广州北部降水已明显减弱,强降水集中在中心城区、黄埔、增城南部,并将向番禺方向移动。
22日05时12分,增城、黄埔地区雨势减弱,强降雨向番禺、南沙地区移动,至早上08时36分,大范围强降水已基本结束,部分地区仍有零星雷雨,本次降雨基本结束。
1.1.2 空间分布
2020年5月21日20时至22日8时广州市部分站点累积降水量如图1.2所示,选取部分站点(图1.3)对本次降雨过程的时空分布进行分析。
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图2 2020年5月21日20时至22日8时广州市部分站点降水
(1)根据图1.2,累积降雨量较高的区域主要位于增城区、黄埔区、花都区东部、海珠区,其中增城区、黄埔区累积降雨量最高。
(2)花都区、荔湾区、海珠区有两阶段降水过程,第一阶段强降雨主要集中在21日22时-23时,雨强不大,可以看出第一阶段强降水从东向西移动;第二阶段强降水主要集中在22日1时-5时,本阶段降水花都区首先出现峰值,华东站22日2-3时出现峰值,黄沙在3-4时出现峰值,而中大、大石在4-5时出现峰值,因此可知第二阶段降水又西北向东南移动。
(3)增城区普遍在22日0时前后出现降雨峰值,如白洞、派潭、增塘等。其中增塘22日0时-1时小时雨量达到125毫米,可知增城区降水受第一阶段影响更严重。
(4)黄埔区降雨峰值出现在22日2-3时,可知黄埔区降水受第二阶段影响更严重。
(5)花都区、从化区降雨基本于22日4时结束,22日6时后,黄埔区、增城区大范围降雨也基本停止,三沙口6时后仍测得雨量,可知第二阶段降雨由番禺、南沙地区向东南部移动,最终进入海洋。
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图3 2020年5月21日20时至22日8时部分站点雨量过程
1.2降雨特点
本次降雨的主要特点有以下几点:
(1)降雨范围广。21日20时至22日04时30分,全市共有485个测站(占比77%)录得25毫米以上的雨量,其中404个测站(占比64%)录得50毫米以上的雨量,258个测站(占比41%)录得100毫米以上的雨量,19个测站(占比3%)录得250毫米以上的雨量。除南沙区外,广州其他各区累计雨量均超过100毫米。
(2)降雨强度大。小时雨量大,全市中42个站点,小时雨强超80毫米,黄埔区珠江街黄埔大桥录得最大小时雨量167.8毫米。
(3)面雨量大。全市面雨量为101毫米,其中黄埔区为176.2毫米,增城区155.4毫米,从化区114.4毫米,黄埔区其中黄埔和增城分别录得378.6和325.1毫米降雨,超百年一遇。
2 暴雨影响及成灾因素分析
2.1 暴雨积水情况
根据广州市水务局统计,“5·22”特大暴雨共导致广州出现443处积水,其中增城区208处,黄埔区180处,从化区7处。
今年4月,广州市水务局发布了2020年广州市128个积水风险点名单[4],其中增城区最多,有30个,占比为23%,黄埔区有6个,从化区无积水风险点。本次暴雨积水点远超发布的风险点名单。
2.2 暴雨成灾原因分析
造成本次暴雨积水严重的因素主要有以下几点:
(1)前期降水导致土壤含水量高,河涌水位上涨。5月18日8时至21日20时,广州大部分地区均有降雨过程,花都区、从化区、增城区多站点录得20-30毫米降水,降水过程基本在2-4小时。前期降水导致土壤含水量增高,进一步吸水能力减弱;河涌水位增高,雨水容纳能力降低。
(2)降雨强度大、范围广、面雨量大。本次降雨过程影响广州除南沙区外所有行政区,全市面雨量达101毫米,黄埔区、增城区降雨超百年一遇,小时雨量强,累积雨量大,短期内大雨量,超出排水设施排放能力,是本次暴雨成灾的最主要原因。
(3)城市硬地面阻断雨水下渗,现有排水设施建设标准偏低。城市化进程带来的地面硬化严重影响了雨水下渗,雨水目前主要通过排水系统流出。广州市部分老城区目前排水制度仍为合流制,雨水进入合流管后,极易产生溢流。同时,广州市已建成的排水管网建设标准普遍偏低,满足“1年一遇”建设标准的排水设施占八成。近年来,广州市大力推行清污分流、排水单元达标、城中村、农村排水改造等工程,但尚有大部分区域仍在整治中,非中心城区的增城区、黄埔区、从化区等地,原有排水系统不完善,整改工程量大,工作尚未完成,因此积水情况较为严重。
(4)存在地势低洼处,易于积水。地势低洼处包括天然形成的和人类活动形成的两类,广州位于珠江三角洲下游,本身地势较低,部分地区本身存在积水风险;同时,在人类开发过程中,对地面进行改造,形成了地铁、隧道、立交桥桥底、地下停车场等人地势低洼地。此类区域在强降雨过程中极易因雨水灌入产生积水。
(5)预防工作不够充分。增城区受灾严重,部分小区地下车库雨水灌入,造成大批车辆被淹,但也有部分区域,对暴雨做好充分准备,提前安排人员值班,布置沙袋防止雨水灌入等,经济损失较小。因此,预防工作的充分程度,也是影响暴雨灾害的关键原因。
3 治理及减灾对策
近年来,随着极端天气的不断增多,暴雨导致的内涝灾害成为城市的重要灾害之一,我国各地均有因暴雨产生的人员伤亡和财产损失,结合广州市的实际情况,对城市暴雨治理和减灾提出以下建议:
(1)完善防洪排涝体系。6月24日,广州市政府第15届112次常务会审议通过了《广州市防洪排涝建设工作方案(2020-2025年)》(以下简称《工作方案》)。《工作方案》提出,以全市9大流域为体系,105个排涝片区为单元,构建“蓄、滞、截、排、挡”的多层次立体式防洪排涝体系[5]。
(2)全面实施雨污分流,提高雨水系统建设标准。目前广州市正在全面推进清污分流工程,建议结合本次暴雨暴露出的重点积水点,尽量保障“5年一遇”排水标准,重点区域可考虑“20年一遇”标准,避免对周边群众生产生活产生巨大影响。
(3)严格推进海绵城市建设。按照《广州市海绵城市专项规划(2016-2030)》等相关要求,建设海绵公园,推进透水铺装的广泛使用,天面雨水优先考虑进入小区绿地等透水面,为市政排水管网排水提供缓冲。
(4)提高内涝统筹管理能力。建立多部门联动体制,对内涝防治及后期灾害处理的全过程进行统筹管理。可通过GIS技术为支撑,建立内涝预警模型,同时,可研究绘制内涝风险图,用于广州市内涝风险管理及保险业、税务部门、土地规划部门等各个行业协调处理各项工作[6]。
参考文献:
[1]伍红雨,李春梅,王迪龙. 近55年广东“龙舟水”异常特征及成因分析[J]. 热带气象学报,2017,33( 5) :608-616.
[2]广州公布特大暴雨灾情数据:全城443处积水 远超128处风险点数量 https://new.qq.com/omn/20200528/20200528A04HGX00.html
[3]http://www.yidianzixun.com/article/0PRpr2z8?s=sd24&appid=s3rd_sd24
[4]确保防疫防涝两不误 广州着力加强排水排涝能力 严阵以待抓实度汛工作http://swj.gz.gov.cn/swyw/rdxw/content/post_5805465.html
[5]《广州市防洪排涝建设工作方案(2020-2025年)》审议通过 http://www.gz.gov.cn/gzszfcwhy/2020ngzszfcwhy/cwhy/2020n/6y/15j112ccwhy/xgbd/content/post_6431448.html
[6]陈洋波, 覃建明, 董礼明, et al. 广州内涝形成原因与防治对策[J]. 中国防汛抗旱, 2017, 27(005):72-76.