上海市防御风暴潮洪“四碰头”极端灾害对策思考.pdf
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1、Jan.2024 NO.1 VOL.342024年1月 第1期 第34卷CHINA FLOOD&DROUGHT MANAGEMENT中国防汛抗旱工作交流EXPERIENCE EXCHANGE上海市濒江临海,地处长江入海口和太湖流域最下游,地势低平、河网密布,位于太平洋季风区,属于亚热带季风气候,由于处在冷暖气候过渡带、中纬度过渡带和海陆过渡带,受冷暖空气的交替作用十分明显,天气情况比较复杂,灾害性天气时有发生,尤其是在汛期,几乎每年都会不同程度遭受台风、暴雨、高潮、洪水多种自然灾害的袭击。特殊的地理环境与气候特征,使得上海市易受灾、易成灾。近年来,全球极端气象水文突发性灾害事件频发。上海市降雨
2、特性和防汛形势也发生新的变化,与以往发生的台风、暴雨、高潮、洪水及损害防汛设施等单一或叠加灾害不同,以1323号台风“菲特”和2106号台风“烟花”为代表的风暴潮洪“四碰头”的极端灾害给上海市造成了较大的防御压力。1 上海市“多碰头”极端灾害现状分析1.1“多碰头”极端灾害现状历年来上海市出现风暴潮洪“四碰头”的概率较低,较多的是风暴潮“三碰头”,也有暴潮洪“三碰头”。据相关气象资料记载,上海市发生台风、暴雨、高潮、区域性洪水“四碰头”的情况近10年发生过2次。2013年台风“菲特”期间。台风“菲特”在福建福鼎市登陆(强台风级),10月78日上海市首次出现了台风、暴雨、天文高潮和上游洪水“四碰
3、头”的严峻局面。全市普降大暴雨到特大暴雨,最大24 h降雨量332 mm;黄浦江上游米市渡站潮位10月611日超警戒 12次,并创下 4.61 m的历史第 2高潮位。2021年台风“烟花”期间。台风“烟花”先后在浙江舟山市、嘉兴平湖市2次登陆。7月2328日,上海市出现大到暴雨,局部大暴雨,平均降雨量286.1 mm。恰逢天文大潮,上海市沿江沿海及黄浦江上游支流水位代表站全部超警戒,杭州湾代表站出现历史第2高潮位,7月26日凌晨黄埔公园站最高潮位5.49 m(居历史第3位);太湖出现2021年第1号洪水,黄浦江上游米市渡站最高潮位 4.79 m(创历史新高),形成风暴潮洪“四碰头”。1.2 研
4、究现状1949年起,我国对洪水、台风、高潮、暴雨等方面做了诸多的总结和研究。洪水防御方面,20世纪50年代针对长江、黄河为代表的洪水防御做了大量的研究,主要集中在上海市防御风暴潮洪“四碰头”极端灾害对策思考万晖(上海市水旱灾害防御技术中心,上海200050)DOI:10.16867/j.issn.1673-9264.2023312摘要:近年来,随着全球气候的复杂多变,上海市水雨情特征也发生新的变化,台风、暴雨、高潮、洪水自然灾害发生“多碰头”的频率越来越高,防汛压力也越来越大。对上海市防御风暴潮洪“四碰头”极端灾害的现状进行了分析,评估了上海市遇到风暴潮洪极端灾害存在的风险,探讨了提升上海市防
5、御风暴潮洪“四碰头”极端灾害能力的对策措施。关键词:极端灾害;防御;“四碰头”;风暴潮洪;上海市中图分类号:TV122;P444文献标识码:A文章编号:1673-9264(2024)01-78-05万晖.上海市防御风暴潮洪“四碰头”极端灾害对策思考J.中国防汛抗旱,2024,34(1):78-82.WAN Hui.Reflection on the prevention countermeasures for the extreme disasterscaused by winds,storms,tides,and floods in ShanghaiJ.China Flood&Drought
6、 Management,2024,34(1):78-82.(in Chinese)收稿日期:2023-08-08作者信息:万晖,男,副主任,E-mail:。78Jan.2024 NO.1 VOL.342024年1月 第1期 第34卷中国防汛抗旱CHINA FLOOD&DROUGHT MANAGEMENT工作交流EXPERIENCE EXCHANGE工程防御、水文特征分析等方面。台风防御方面,研究工作起步较晚,20 世纪 50 年代主要集中于台风的降水特征、路径分析及台风期间的雷电防御知识等内容,至1963年才对浙江温州地区的台风灾害防御进行研究,而后相关的研究成果逐步增多。暴雨防御方面,研究起
7、步较早,20世纪50年代起已逐步出现关于暴雨的径流与渗透的研究,20世纪80年代末90年代初关于暴雨的风险灾害及防御对策研究逐步增多,至2000年该项研究成果已相对精细化和精准化。潮汐灾害防御方面,研究起步较晚,20世纪90年代初陆续出现关于东南沿海潮汐灾害的研究,2000年以后关于风暴潮造成的灾害、风险评估等研究工作逐步成为热点。尽管关于4种自然灾害的研究起始时间不同,但经过不断研究,目前国家、省(自治区、直辖市)、市、区等各个管理层级均形成了良好的应对预案,尤其是在灾害风险评估及预测方面,有效支撑了各级单位制定相关的管理政策与对策措施。20世纪90年代末,随着全球沿海城市的发展,“三碰头”
8、的极端天气逐步增多,全球诸多城市开始研究“三碰头”形成的原因、应急预案等,并形成了较好的研究成果。纵观国内外城市的规划及研究,都面对气候变化做出了能够提高城市韧性和适应性的探索。然而,各地区的探究仅局限于“三碰头”,关于“四碰头”相关研究较少。台风“菲特”期间我国遭遇了第1个“四碰头”灾害。2015年,太湖流域管理局研究了关于台风“菲特”期间太湖水的洪水运动问题,其后上海市各相关单位研究了“四碰头”灾害下的淹没模型等问题,但对于“四碰头”灾害的风险评估、防御措施等并未开展专题研究。2 风险评估分析近年来,在全球气候变化加剧的大背景下,随着上海市城市化进程加快,城市下垫面发生较大变化,热岛、雨岛
9、效应显著。受其综合影响,上海市降雨特性也发生新的变化,如暴雨场次增多、强度增强,降雨量呈上升趋势、分布不均等。同时,由于受海平面上升、地面沉降、工情、水情变化等直接因素影响,黄浦江高潮位呈不断抬升的趋势,黄浦江干流上游及其主要支流水位不断突破历史纪录,苏州河上游历史最高水位也持续刷新。2.1 雨情风险评估每年暴雨日数有增加趋势。统计19562020年共65年暴雨日数,结合上海市城市化进程,将暴雨日数变化分为3个阶段,见图1。1980年前,上海市年平均暴雨日数8.4 d;19802010年,暴雨日数增幅较大,年平均暴雨日数19.1 d;20102020年,暴雨日数较前一阶段增幅变缓,年平均暴雨日
10、数21.7 d。暴雨强度呈增强趋势。最大1 h和最大24 h降雨量每10 年分别增大6.8 mm和21.2 mm。20102020年的暴雨场次中,2012年起,大暴雨以上级别场次占比明显增多。年最大1 h降雨量19561976年逐年上升趋势明显,1976年后逐年上升趋势明显减缓,为1976年前的1/3。年最大24 h降雨量19561993年呈增强趋势,1993年后上升趋势更显著,为1993年前的2倍。年最大1h和最大24h降雨量变化趋势见图2。2.2 水情风险评估为分析黄浦江上游地区水位变化情况,以控制站米市渡站为例。对米市渡站19701999年和20002019年2个时段的年最高潮位、年平均
11、高潮位、年最低潮位和年平均低潮位进行了统计分析,见表1。从表1可以看出,年最高196019701980199020002010202020406080100120140160降雨量/mm趋势线降雨量年份(a)年最大1 h降雨量变化趋势19601970198019902000201020200100200300400500600降雨量/mm年份(b)年最大24 h降雨量变化趋势010203040暴雨日数/d195619641972198019881996200420122020年份年平均暴雨日数图1 19562020年上海市暴雨日数变化图图2 19562020年年最大1 h和最大24 h降雨量变
12、化趋势图暴雨日数趋势线降雨量79Jan.2024 NO.1 VOL.342024年1月 第1期 第34卷CHINA FLOOD&DROUGHT MANAGEMENT中国防汛抗旱工作交流EXPERIENCE EXCHANGE潮位和年最低潮位分别抬升了0.51 m和0.36 m,年平均高潮位和年平均低潮位分别抬升了0.26 m和0.21 m。从统计数据可以看出,黄浦江上游地区潮位2000年后比2000年前发生了显著抬升。根据米市渡站年最高潮位序列,20世纪90年代前,米市渡站年最高水位3.86 m,从未出现超过4.00 m及以上的高水位,20世纪90年代后,超过3.86 m的年最高水位共有23次。
13、近年,最高潮位值不断突破,9711号台风“芸妮”最高潮位4.27 m,0509号台风“麦莎”最高潮位4.38 m,1323号台风“菲特”最高潮位4.61 m,2106号台风“烟花”最高潮位4.79 m。米市渡站年最高潮位变化趋势见图3,1964年前,年最高潮位相对稳定,1964 年后年最高潮位抬升趋势明显。因潮位抬升和防御能力提高,2015年米市渡站警戒潮位也相应调整,从3.50 m调整到3.80 m。但近些年,米市渡站潮位依然抬升,超警戒次数不断增加,尤其是2016年和2020年太湖洪水期间,汛期潮位超警戒分别达25次和31次。为分析黄浦江河口潮位变化情况,根据实测资料,对黄浦江河口吴淞站及
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