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第5章 认识洪水(5)

厄尔尼诺年出现时的夏季,太平洋赤道东,海水温度异常升高、哈得来环流(气流在赤道上升,高空向北,中低纬下沉,低空向南)加强,西太平洋副热带高压强度增强。但由于太平洋赤道西的海水温度降低,致使大气对流活动减弱,副热带高压位置向南偏移。所以西太平洋副热带高压对厄尔尼诺现象产生的效果的响应一般要到第二年才能显现得明显一些。此外,由于亚洲北部的大陆上空常形成阻塞高压,这种高压致使西风带出现分支,其中南支锋区向南移动,冷空气活动偏向南方,又因为夏季风弱,本应北上的暖湿气流势力减弱,故而因冷暖空气交错而产生的季风雨带也随之向南偏移,这样的气候使我国黄河及华北地区少雨干旱,而长江中下游地区则多雨洪涝。

近几十年来,大多数厄尔尼诺年,黄河以南地区成了中国夏季主要多雨带。1969年,长江中下游地区梅雨持续时间比较长,6月下旬到7月中旬多次出现大雨、暴雨,最终导致洪涝灾害发生。1983年夏天,长江流域梅雨强度与1969年差不多,长江干流水位普遍超过警戒水位,新安江水库超过了历史最高水位。1987年和1991年也都是因为江淮梅雨持续时间较长降雨强度较大而发生洪涝灾害,华北夏季降水显著偏少出现伏旱。

1997年是强厄尔尼诺年,夏季主要多雨带出现在长江以南地区,而北方出现了持续高温少雨天气,由于长期的干旱,水资源严重减少,致使黄河发生了累计220多天断流事件,受这次厄尔尼诺事件的滞后影响,再加上其他因素的综合作用,长江流域在1998年发生了20世纪以来仅次于1954年的特大洪水。

厄尔尼诺年的秋冬季节,我国东部容易出现北方大部地区降水比常年减少,南方大部地区比常年增多的现象。

气候变暖

地球气候变暖已经成为一个事实,作为目前气候变化的一个重要论题,受到各国政府和人民及各个科学领域的广泛关注。

根据100多年的数据,我们可看到全球气候温度大走向呈明显上升趋势,地面平均温度已上升了0.3~0.6℃,到2030年,估计将再升高1~3℃。在全球变暖的事实面前,科学家不得不承认人类活动也是造成气候变化因素之一,但世界不同地区气候如何变化或者如何分布的问题,仍需要进一步详尽地研究。

全球变暖的危害

洪涝灾害频频发生,风暴潮与风暴浪袭击大陆,冰川消融,海平面水位上升,可能淹没沿海土地,甚至致使一些小国及岛国永远消失。更有甚者,气候的变化,海平面的上升会给人类带来毁灭性的打击,因为海岸受到侵蚀,红树林和珊瑚礁等生态群将会丧失,海水侵入沿海地下淡水层,使沿海土地盐渍化,造成自然生态环境失去平衡,从而引发一次次的灾难。

让我们来系统地设想一下,这并不仅仅是海岸线的灾难。大气层的破坏,使得太阳直射地球的光线更加强烈,加之地球水域面积的扩大,水分蒸发就会更多,冰川积雪也会加速融化,雨季也因此延长,降水率增大,从而引发大型洪水灾害,疟疾等传染性疾病将会更加活跃起来。仔细地想一想,这绝不是耸人听闻,如果不采取措施,总有一天,这些可怕的灾难会降临。

威尔逊说:“自然界会复兴人类所毁灭的一切。”中国也有谚语云:“只要有足够的时间,万物皆可应运而生。”追溯至史前,2.45亿年前,发生叠纪大灭绝,96%的物种在灾难中灭亡了。后来,经过大自然的重新孕育,新物种的出现又让地球上恢复了丰富的种群。或许自然界真的能够恢复一切,但1亿年的漫长过程,对于现代人类是没有意义的。

全球增温主要受人类活动因素的影响,同一气候条件在不同的地理区域、人口规模和经济领域变化也不尽相同。例如,在沿海地区及人口稠密的地方,植被覆盖率减小,土壤有机质含量降低,二氧化碳的释放增多,致使环境恶化,部分低洼地区遭受洪灾,被淹没,资源的减少很可能引发国际性的争夺战。

我国大部分地区位于季风带中,而全球变暖将会影响季风气候,使得冬季风减弱,夏季风增强,所以中国较之全球会有明显的暖冬气候,而夏季北方和内陆雨水会增多,更有可能出现强势的大暴雨。

全球变暖,水量增加对某些地区来说会产生有利的影响。例如,我国黄土高原地区,因为缺水而水土流失严重,降水增加固然对其有利,但在改变之前,灾害有可能加重,造成更多的水土流失,这是我们不能不注意的问题。怎样对其善加利用,这些都是要等到温度和降水改变了生产模式之后的事情了。

气候变化还会阻碍工业化国家及发展中国家的经济发展,人类生存环境也会发生一系列的变化,自然环境和社会、经济都会遭受很严重的破坏,尤其是农业生产。据统计因全球变暖,全世界仅对农业生产影响一项,就不得不耗资几千亿美元。为防范全球气候变化而耗去的费用就占经济总产值的3%。

可见全球变暖这一现象是引起种种自然灾害(如地震、洪水等)频发的基本原因,故而将会成为人类生存的最大威胁。

洪水对中国经济和环境的影响

中国地大物博,却是洪涝灾害频繁发生的国家之一,洪涝会对社会经济和环境造成多方面的影响。

粮食减产量大

据相关资料统计,20世纪50~80年代,我国洪涝灾害中的涝渍灾害使得粮食减产量从平均每年50亿千克增加到每年91亿千克,在这40年期间,平均每年有62亿千克的粮食损失掉。如果以每年人均200千克的粮食消耗计算,这些损失相当于3100万人口被夺走全年的用粮。倘若将全部洪涝灾害造成的粮食减产量加起来,以洪涝总减产量∶涝渍减产量=10∶7这个世界上公认的洪涝灾害减产粮食比例来计算,我国在此期间,平均每年将近有90亿千克的粮食减产,几乎是一个中等国家的全年用粮数。

经济损失不断增加

我国发生的洪涝灾害造成的综合经济损失值在不断地上升,在20世纪50年代,为每公顷2190元;60年代,为每公顷3255元;70年代,为每公顷5880元;到了80年代,已达每公顷12120元。洪涝综合损失值受经济发达程度的影响,经济愈发达的地区,造成的损失也愈大。比如,在20世纪60年代,江苏省的太湖流域地区,其洪涝综合损失值略高于全国平均值,为每公顷5565元,但到了80年代,随着经济的迅猛发展,其值已跃升为同时期全国平均值的2.5倍,为每公顷30000元。

生态环境与土地资源的破坏

暴雨、洪水、山洪、内涝和泥石流等洪涝造成了土地沙化和盐碱化、江河湖滩淤积以及大量水土流失等众多危害,而且,在短时间内,这些危害是不容易被消除的。比如,在北方黄土高原的严重水土流失区域内,每年平均会有10毫米的表土被剥蚀掉。由于南方和北方山地丘陵的表土本身极为稀薄,对土壤的剥蚀就会产生更大的影响。

我国洪水灾害的发展规律

我国地域辽阔,各地区形成洪水的气候条件:下垫面地形、地质、地貌等自然地理条件千差万别,影响洪水形成过程的人类活动不尽相同,导致不同地区,不同河流具有各自独特的洪涝发生与发展规律。

我国大陆总的地势西高东低,呈三级阶梯状分布。青藏高原是第一级阶梯,平均海拔高度一般在4000米以上,高山雪峰连绵,湖泊众多,人烟稀少,是我国主要江河的发源地。青藏高原以北,以东至大兴安岭、太行山、巫山和雪峰山为第二级阶梯,其间高原与盆地相间分布,内有内蒙古高原、黄土高原、云贵高原和塔里木盆地、准噶尔盆地、四川盆地等,海拔高度一般为2000~1000米,是我国众多河流的主要发源地。第二级阶梯东缘和云贵高原东缘以东至滨海为第三级阶梯,海拔高度一般在1000~500米以下,局部山峰海拔高度可达2000米,其间丘陵和平原由西向东交错分布,江河湖泊众多,区内人口稠密、经济发达。自北向南有东北、华北、长江中下游等大平原,东南丘陵和岛屿的沿海地带还分布着一些面积相对较小的河口三角洲,其中珠江三角洲和台湾西部平原较大,海拔大都在200米以下,边缘镶嵌着低山和丘陵。

我国地形地貌类型复杂多样。山地面积约占全国面积的33%,高原占26%,丘陵占10%,盆地占19%,平原仅占12%。包括山地、高原和丘陵在内的山丘区面积约占全国国土面积的三分之二,主要分布于西、中部地区,这些地区一般呈“水低地高”;盆地和平原约占国土面积的三分之一,特别是东部平原地区,地势平坦,一般呈“水高地低”,是我国主要江河洪水汇集和排泄入海地区,而其间人口稠密,城市众多,经济发达,历来是洪涝灾害十分严重的地区。

我国洪水形成的重要种类

我国江河众多,可能发生洪水灾害的地区分布广泛。流域面积在1000平方千米以上的河流约5800多条,在山区、丘陵区、平原区、河口区各种洪涝灾害都能出现。按照江河洪水的成因条件,我国洪水通常分为暴雨洪水、山洪泥石流、冰凌洪水、融冰融雪洪水、风暴潮洪水和垮坝(堤)洪水等不同类型,各种类型的洪水都可能造成洪涝灾害,但暴雨洪水发生最为频繁、量级最大、影响范围最广。一般来说,我国七大江河的上游干流及支流水系的山区,常常因暴雨引起山洪并触发山体滑坡和泥石流灾害,其洪水波峰高,来势猛,破坏力强,但历时短和灾区分散,受灾与影响范围有一定局限性;上游干流与支流沿江河两岸,因洪水上涨漫溢,两岸河谷阶地形成淹没灾害;中下游及其支流下游冲积平原区,由于地面高程一般低,洪水灾害最为频繁严重,当发生洪水泛滥或堤防溃决时,会造成大面积土地淹没,且淹没时间长,损失大;河口及沿海地区,受台风和热带气旋风暴潮侵袭十分严重,其来势猛、速度快、强度大、破坏力强,台风和热带气旋所经之处,造成土地淹没、房屋倒塌和人畜伤亡等,灾害损失严重;沿江河大中城市,常常受上游洪水(外洪)或本地暴雨(内涝)的影响,易发生洪涝灾害,由于城市人口密集、财富集中以及现代城市开发的立体性,其洪灾损失往往相当严重,尤其是东部沿海及江淮中下游地区的大中城市。

暴雨洪水型

我国的灾害性洪水主要由暴雨形成。洪水多发生在夏秋季节,发生的时间自南往北逐渐推迟。大范围暴雨主要由两种天气系统形成。一是西风带系统,包括锋、气旋、切变线、低涡和槽等,影响全国大部分地区。这类暴雨,一般持续时间长、覆盖面广、降水总量大,在大流域内往往形成组合型的暴雨洪水,常可造成大面积严重的洪水灾害。二是低纬度热带天气系统,主要是热带风暴、强热带风暴和台风,常见于东南沿海和华南各省。台风暴雨洪水峰高量大,能在较大范围造成洪水威胁。此外,在干旱或半干旱地区,因强对流作用,也可以形成局地性雷暴雨,常在小流域上形成来势猛、涨落快、峰高量小的洪水,造成小范围的严重灾害。

暴雨洪水为降落到地面上的暴雨,经过产流和汇流在河道中形成的洪水。我国绝大多数河流的洪水都是由暴雨产生的,特别是历年最大洪水,往往是由暴雨形成的,淮河以南的南方河流洪水都是由暴雨形成的。西北干旱半干旱地区河流的最大洪峰主要由暴雨或暴雨与融雪混合形成,但小流域的最大洪水仍为暴雨洪水,即使高寒地区河流有些年份最大洪水可能由融雪形成,但历年最大洪水一般仍由暴雨形成。

按洪水历时长短和影响范围大小,暴雨洪水一般可出现以下3种情况:

(1)长历时大范围洪水。多发生于江淮及其以南地区,由于暴雨强度大、历时长、雨区范围广,往往形成洪峰高、洪量大、多次洪水连续出现且持续时间长的特大洪水。如1915年珠江流域大水,西江梧州站洪峰流量高达54500立方米/秒,30天洪量达856亿立方米,为近200年以来的首位洪水。1931年长江、淮河大水,江淮地区30天雨量超过300毫米,雨区范围达76万平方千米,宜昌最大洪峰流量64600立方米/秒,汉口站以上最大60天总入流3302亿立方米;淮河最大30天洪量493亿立方米,中渡站最大洪峰流量达16200立方米/秒。1954年长江、淮河大水,5~7月降雨量600毫米以上雨区面积达148万平方千米,长江宜昌站最大洪峰流量66800立方米/秒,汉口站以上60天洪水总入流3830亿立方米;淮河最大30天洪量531亿立方米,中渡站最大洪峰流量10700立方米/秒。

(2)中历时区域性洪水。主要发生在中部和东部地区,这类暴雨洪水主要由一两次大暴雨形成,历时一般3~7天,雨区范围一般在10万~20万平方千米,形成的洪水洪峰高、洪量较大。如1870年7月长江上中游暴雨洪水,嘉陵江中下游、长江干流重庆至宜昌河段出现数百年来的最高洪水位,宜昌洪峰流量达105000立方米/秒,是宜昌河段自1153年以来的最大洪水;1958年7月黄河中游连降暴雨,花园口洪峰流量达22300立方米/秒;1963年8月海河南系特大暴雨,7天降雨总量超过500毫米的面积4.38万平方千米,降水总量600亿立方米,8月份径流量达301亿立方米;1975年8月淮河流域西南部山区特大暴雨,暴雨中心强度特别大,笼罩面积虽只有4.3万平方千米,降水总量却达201亿立方米,形成特大洪水,板桥水库(集水面积768平方千米)按雨量推算的最大入库流量达13000立方米/秒,相当于600年一遇。

(3)短历时局地洪水。主要发生在中、西部山丘区,降雨历时一般只有几小时至十几小时,常伴有雷暴或冰雹,雨区范围一般较小。如1976年7月5日发生在甘肃宕昌县化马的暴雨,3小时降雨343毫米,雨区范围仅50平方千米,区内一条集水面积仅14平方千米的小河产生了867立方米/秒的洪峰流量,接近同面积流域洪峰流量的世界纪录。

发生于山丘区的暴雨洪水常形成山洪,虽然山洪的范围通常较小,但具有突发性、涨落快、涨幅大、流速急、冲刷力强的特点,破坏性极强,常造成严重的人员伤亡,危害极大。山洪还常携带大量泥沙和砾石形成泥石流,来势更为迅猛,破坏力更大。我国山丘区中约有三分之二的区域均有发生山洪的记录。泥石流易发地区主要分布在青藏高原及西南山区,华北和东北的部分山区,台湾、海南等地亦有零星分布。

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