7月27日晚间的北京,随着轰隆的雷声惊天一响,瓢泼大雨突然来袭,顷刻间人难行、车难走,多处低洼地段出现严重积水,部分路段积水超过40厘米。北京市民纷纷在网上晒出自家附近陆地变“海洋”实况,“一年几度”的“看海”模式瞬间开启。
北京已经不是今年第一个“看海”的城市了。由于今年降雨总体而言偏多,南京、常州、武汉、深圳等城市都发生了比较严重的洪涝。
中国工程院院士、南京水利科学研究院院长张建云告诉《经济日报》记者:“我来自南京。南京今年6月份有3次明显降雨过程,这些降雨过程让南京所有大学成为‘河海大学’,很多学校当时被淹了,网上也看到复旦大学和同济大学的同学可以直接在‘海里’划船抓鱼。”
这几年,从多雨的南方城市到干旱的北方城市,仿佛陷入了年年总“看海”的怪圈。济南2007年的“7·18”、北京2012年的“7·21”强降雨引发的城市内涝造成了人员伤亡的惨剧;2013年10月宁波、余姚、上海,由强台风“菲特”带来的强降雨袭城,余姚70%的城区受淹一周以上;2014年深圳、武汉城市都发生过强暴雨,导致城市交通瘫痪。
“随着全球气候变化及城市化的进展,城市洪涝的问题越来越突出,‘逢大雨必涝’成为城市的通病,城市‘看海’的难题亟待破解。”张建云说。
大面积洪涝和厄尔尼诺有关
“今年大面积的洪涝和厄尔尼诺有关。”中国工程院院士、中国气象局气候变化特别顾问丁一汇说。
“在厄尔尼诺第二年春夏,特别是夏天,厄尔尼诺影响最大。这次厄尔尼诺是从去年春末夏初就开始形成,所以现在正好是第二年,这就意味着今年春夏是厄尔尼诺影响我国降水的一个主要的年份。”丁一汇说。
厄尔尼诺通过什么过程带来大面积洪涝呢?
丁一汇进一步解释,厄尔尼诺发生之后海洋增温,总体上会出现更强的蒸发,大量蒸发的水汽可为陆地上降水提供更丰富的水源,降水多、雨量大导致洪涝;而南方地区大暴雨尤为明显,是因为厄尔尼诺年出现以后东亚夏季风一般就要减弱,减弱以后其前锋到达不了华北或者长江以北的地方,总体来说停在长江——江淮地区,这时季风水汽输送也主要偏南,主要在长江和长江以南,加剧了江淮大暴雨的产生。这就是一个厄尔尼诺年通过海洋输送水汽又通过影响季风强弱影响中国夏季暴雨的背景。
目前,调控“看海”模式的厄尔尼诺还远没有结束的意思,相反大有创史上最长厄尔尼诺的趋势,这会不会发展成超级厄尔尼诺,带来不可想象的暴雨灾害?
“1965年以来,有3次超级厄尔尼诺,分别发生在1972年、1982年与1997/1998年,它们都很强,海洋明显增温。如果去年开始的这次厄尔尼诺发展成超级厄尔尼诺,则今年夏天南方还会有更加强的暴雨和洪水。”丁一汇说。
据专家分析,一个超级厄尔尼诺的发展主要有两个条件,第一个条件是中美洲沿岸,热带太平洋增温达到4℃,中东太平洋增温超过2℃。目前的厄尔尼诺预报图显示,非常强的一个暖的海洋温度带从中太平洋一直到东太平洋,正好在热带地区全是高的海温区,暖海洋温度一直可以持续到今年年底到明年春天,大概到明年1月份以后温度开始下降。所有这些预报结果表明从去年开始的厄尔尼诺可能会发展成一个强厄尔尼诺,但要想达到4℃升温,东太平洋和中东太平洋达到2℃增温还有困难。
“根据多种模式集合预报,自去年开始的厄尔尼诺可以发展成强厄尔尼诺,但难以达到超级厄尔尼诺,今年底或明年初这个厄尔尼诺可能衰减。但即使这样,这个厄尔尼诺将持续近20个月,以前长的厄尔尼诺大概是16个月到18个月,这个长度仍然是历史上非常罕见的。”丁一汇说。
厄尔尼诺显然对今年雨带的推移产生了影响。“我们近期在北京感受到的频繁降雨,是对流性降水,总体来讲雨量并不大。本应该7月15日来临并产生连续性强降水的华北雨季推迟了,并且主要以河北省为主,山西、内蒙古、辽宁、山东都达不到雨季来临的标志。受厄尔尼诺影响,现在暴雨区主要在长江和长江以南地区。”丁一汇说。
“厄尔尼诺年,强降水主要是长江和长江以南地区,因此未来南方地区防控城市内涝任务依然艰巨,北方总体而言还是偏旱,且南涝北旱形势可能持续到年底。”丁一汇说。
城里雨大 郊区雨小
在城市的降雨分布图上,气象专家发现了一个有趣的现象:城区呈现红色或大片黄色,表示强降水极端降水发生在这些地方,而城市周围逐渐呈现蓝色等冷色调,表示雨很小。也就是说,城区强暴雨地方完全被小雨或无雨区的郊区所包围。
“这就是超级城市不断扩展的结果,即形成城市‘雨岛’。根据几十年的统计结果,科学家们总结出‘雨岛’不仅仅是概念,其确确实实反映城市化对极端降雨的影响。城市吸收热量放出以后加热大气产生上升运动,同时把周围的水汽辐合起来,城市就好像一根大烟囱一样,在这个烟囱内产生非常强的对流,这个对流会引起短时间突发性的暴雨。”丁一汇说。
雨水不但格外“青睐”城市地区,而且还变着法地“照顾”一下城区居民。现在,城市的一次强降水时间变短,突发性越来越强,不仅给天气预报增加了难度,也让人们防不胜防。另外,暴雨出现的时间由于大城市的扩展不断向后移。“比如本来按照规律应该发生在下午4点钟的降雨,现在变成五六点钟,时间越来越往后移,往往是下班高峰正好下大雨,给交通管理带来了一系列混乱,给百姓生活带来极大不便。”丁一汇说。
多雨的城市无力消受这个上天的“恩惠”。城市聚集的降雨和径流越来越多,却无法就地消化。“水从天上到地上,再进入江河湖泊,这是其运行的过程。如果在自然地面上降下十个单位的水,留在地表也就二分,但是对现在城市来说能留下八分甚至更多,城市硬化的地面使得留下的雨量变多。”中国水利水电科学研究院水资源所研究员严登华说。
“水在自然情况下会顺着坡面往下流,通过坡面汇雨过程直接进入河流。但是对城市来说由于道路和小区的建设,将本来连续的坡面被切割成了很多小的单元。天然状态下水发生垂向运动,水的坡长很长,但是城市里水的坡长很短,所以容易积涝。”严登华说。
随着城市的发展,一些原本不涝的城市也在加入“看海”的队伍。2013年浙江的余姚,强台风“菲特”带来强降雨,使得余姚城区70%以上面积淹了一周以上,有的街道“海深”1米多。余姚周围原来全是水稻田,降雨形成天然蓄水场所,不容易发生洪涝,但是就是因为城市建设挤占原来调控空间,城市的不合理开发破坏了整体的生态环境,现在降水形成的径流长驱直入到城区,对径流的调蓄作用没了,才出现了严重的城市内涝。
原先的城市排水除涝的标准过低,城市管道承载能力有限,这也是造成城市内涝的因素之一。“我国原来的城市排水除涝标准很低,像北京天安门地区的排水标准,仅为抵御3年一遇降水强度。”张建云说。为此,2013年国务院先后发布《关于加强城市基础设施建设的意见》和《国务院办公厅关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知》。住建部很快对城市排水除涝标准进行修改,还颁布了关于城市排水除涝的规划导则,现在要求500万人以上的特大城市,中心城区排水标准要超过5年到50年一遇,大幅度提高了防御标准。
“海绵城市”破解难题
“最近这些年,城市在排涝方面做了大量工作,但是因为暴雨事件有着随机性和极端性,排涝的工程远远满足不了城市发展对内涝治理规模的需求,应该在城市规划过程中对从降水一直到排水的全过程作统筹设计。”严登华说。
2014年年底,住建部、财政部、水利部等有关部委组织“海绵城市”建设规划和试点建设,有130多个城市申请“海绵城市”的建设,通过多轮审查答辩,最后有16个城市列入“海绵城市”试点。
今年4月2日,“海绵城市”建设试点名单公布,迁安、白城、镇江、嘉兴、池州、厦门等城市将率先投入建设。在试点建设中,国家将投入大量资金支持,对直辖市分3年每年投资6亿元,对省会城市分3年每年投资5亿元,一般城市3年每年投资4个亿。希望通过“海绵城市”建设解决城市的看海问题、污染问题和水资源短缺问题。
国家力推的“海绵城市”究竟是什么样的?“形象的比喻应该是把我们城市建设得像一块海绵,遇到降雨的时候,应该能下渗、能滞留、能蓄存、能净化水,没有降雨、干旱缺水的时候可以把储存的水放出来,可用可排。”张建云说。
张建云介绍:“我们曾统计,在过去发生3次洪涝以上的城市有137个,城市洪涝的问题非常突出,解决需要很长一段时间。国务院关于城市基础设施建设的相关文件要求,花大力气,用10年左右时间基本解决城市洪涝的问题。”
这就需要城市规划中做到低影响开发。就是从源头开始,减少开发的影响。张建云建议:“我们可以建停车场,但要有很多让雨水能快速下渗的砖;我们可以建道路,但是要在绿地建设跟城市硬化地面建设配比关系方面确立合理指标;我们可以建新城,但要保持一定的水面。从源头来减少径流量的产生,加速降水的排放。新开发城市产生的洪涝量和洪峰要低于开发之前。”
张建云强调:“现在各地都在搞新城建设,我们发现发生城市内涝的地区很多就是在新城。因为一些新城对规划重视不够,特别是低影响开发要求不明确不严格,开发商追求利益,排水和洪涝渗蓄的基础设施比较薄弱。这是急需解决的问题。”
要建设“海绵城市”还需要转变思路,“排”“蓄”结合,双管齐下。“过去建设城市只考虑排,不考虑蓄,只想着怎么样把城市降雨形成的涝水排掉。现在想的不仅是排,而且是如何把水能够蓄起来,需要的时候还能够释放出来,为我所用。”严登华说。
专家支招,对于有天然储水池的地方,可以利用自身优势化解城市内涝。比如武汉,可以加强河湖连通,将城市洪涝先排到湖里面去,然后长江的水位低了,再排到江里。
没有这些优势的城市则需完善涝水储水系统。北京在“7·21”之后,在防洪当中采取了两项重要的措施,第一个是对80多个立交桥涝点改造,第二个是建大的蓄水层,排不掉就蓄起来。
此外,在城市洪涝防治中,有三个标准需要协调。张建云说,第一个是降水到地面的排水标准,就是要尽快将地表径流排到城市管网系统中去,然后排到城市的内河;第二个是内河河道除涝的标准,就是排到城市内河的涝水,尽快排到大江大河;第三个是城市洪水的防御标准,即穿过城市的大江大河的洪水防御标准。
专家表示,城市内涝的治理是一个漫长的道路,对其艰巨性要有充分认识,但是也要充满信心。当前老城区改造、新城区建设都在进行,像北京、南京很多地方在进行雨洪分流,加大城市的渗蓄功能,像2008年奥运会北京建很多运动场所、停车场都充分使用增强下渗的地砖,增加雨水的利用。
“城市洪涝防治是一个系统工程,除了要重视基础设施建设,还要重视非工程措施,加大宣传和知识普及,让人们知道城市洪涝问题的严重性,提升市民的减灾防灾能力。此外,还要加强城市应急管理,包括全面的暴雨和洪涝信息的监测,预警预报系统的建设,应该做到信息立体监测,预报预警及时准确,科学调度应对。”张建云说。