氣候變化下重慶城市洪澇災(zāi)害研究

張忠訓(xùn) 徐 剛.2* 張躍華

(1.西南大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，重慶 400715;2.西南大學(xué)三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400715)

氣候變化下重慶城市洪澇災(zāi)害研究

張忠訓(xùn)1徐 剛1.2*張躍華1

(1.西南大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，重慶 400715;2.西南大學(xué)三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400715)

洪澇是我國(guó)自然災(zāi)害中影響最嚴(yán)重的災(zāi)害之一，隨著全球氣候變化影響的加劇和中國(guó)城市化進(jìn)程的加快，城市洪澇災(zāi)害造成的損失越來(lái)越大。文章從區(qū)域?yàn)?zāi)害系統(tǒng)論出發(fā)，探討氣候變化的大背景下重慶城市洪澇災(zāi)害成災(zāi)機(jī)制和發(fā)展趨勢(shì)。

氣候變化；重慶市；洪澇災(zāi)害；形成機(jī)制

氣候變化和自然災(zāi)害對(duì)人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響的研究多年來(lái)一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。近十年來(lái)，氣候變暖背景下的極端值和極端事件的變化引起了廣泛的關(guān)注，根據(jù)IPCC第一工作組第四次評(píng)估報(bào)告指出：“全球氣候變暖已經(jīng)成為不爭(zhēng)的事實(shí)，在全球氣候變暖的背景下極端氣候?yàn)?zāi)害事件發(fā)生的強(qiáng)度和頻率在增加。在氣候變化中自然氣候變化相對(duì)較大；人類(lèi)活動(dòng)因素增加了強(qiáng)降水事件的頻率。大部分地區(qū)的強(qiáng)降水事件（或強(qiáng)降水占總降雨的比例）發(fā)生頻率可能有所上升。并從1975年以來(lái)，在全世界范圍內(nèi)的極端高海平面事件可能已增多（不含海嘯）?！?/p>

在全球變暖的大背景下，我國(guó)極端氣候事件和突變事件更加復(fù)雜多變，對(duì)社會(huì)生產(chǎn)和人民生活造成了極大的損害。伴隨著全球氣候變化的加劇，城市化也以驚人的速度席卷全球，中國(guó)城市化也發(fā)展迅速。以改革開(kāi)放為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，中國(guó)的城市化進(jìn)程呈持續(xù)快速發(fā)展勢(shì)頭，高于世界同期城市化平均速度2倍。[1]城市化可造成城市氣候改變，如城市熱島效應(yīng)、雨島效應(yīng)，[2]導(dǎo)致城市局部降雨量和降雨強(qiáng)度增大，雨時(shí)延長(zhǎng)，城市地物、地貌、地下水資源分布改變，導(dǎo)致市區(qū)產(chǎn)匯流過(guò)程及城市防洪排澇系統(tǒng)適應(yīng)能力的變化，使城市發(fā)生洪澇災(zāi)害的幾率增加。因此，從水循環(huán)的角度可以認(rèn)為，城市洪澇災(zāi)害是在一定的孕災(zāi)環(huán)境下，城市化對(duì)城市水循環(huán)系統(tǒng)的改變，從而對(duì)分布在城市中的人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的破壞。[3]

重慶市地處四川盆地東南部，城區(qū)以山地、丘陵為主。眾多的河流，濕潤(rùn)的亞熱帶季風(fēng)氣候，以及人為因素等綜合影響，致使重慶洪澇災(zāi)害發(fā)生頻率很高，幾乎每年都會(huì)遭遇洪澇災(zāi)害。[4]本文從區(qū)域?yàn)?zāi)害系統(tǒng)論出發(fā)，在氣候變化和城市化的背景下，分析了重慶城市洪澇災(zāi)害的形成機(jī)制與發(fā)展趨勢(shì)，以期能為重慶城市防災(zāi)減災(zāi)提供依據(jù)。

一、重慶氣候變化與極端降雨事件

文中選取的氣溫和降水?dāng)?shù)據(jù)資料均來(lái)自中國(guó)氣象局提供的中國(guó)地面國(guó)際交換站氣候資料年值數(shù)據(jù)中的重慶市沙坪壩氣象站的數(shù)據(jù)。

（一）氣溫變化

1951—2009年的59年間（附圖 1），重慶市區(qū)年平均氣溫在波動(dòng)中呈穩(wěn)中略升的變化特征，其漸變率曲線為y = 0.0838x-1.1058，十年氣溫平均增長(zhǎng)0.84℃，多年平均氣溫為18.3℃。20世紀(jì)50年代的年平均氣溫18.21℃，平均氣溫呈上升趨勢(shì)；20世紀(jì)60年代的年均氣溫18.3℃，與多年平均氣溫相當(dāng)；20世紀(jì)70年代的年平均氣溫18.35℃，平均氣溫較上一個(gè)十年呈小幅增長(zhǎng)趨勢(shì)；20世紀(jì)80年代的年平均氣溫18.05℃，較多年平均氣溫低0.25℃，呈下降趨勢(shì)；20世紀(jì)90年代的年平均氣溫18.33℃，比70年代高出0.28℃，首次超過(guò)多年平均氣溫，增溫趨勢(shì)明顯，其中 1998年均溫達(dá)到 19.2℃；進(jìn)入21世紀(jì)的前九年平均氣溫達(dá)到18.8℃，是1951年以來(lái)最熱的年代。從以上分析看出，除了 20世紀(jì)80年代年均溫呈下降趨勢(shì)外，其他各個(gè)年代都呈增溫趨勢(shì)，并且從20世紀(jì)90年代開(kāi)始增溫迅速。從總體上來(lái)看，重慶市的氣溫變化趨勢(shì)與全球氣候變暖趨勢(shì)相一致。

（二）降水變化

1951—2009年的59年間重慶市區(qū)年降水量的線性變化趨勢(shì)不明顯（附圖2），但通過(guò)五年周期的滑動(dòng)平均可以看出重慶市區(qū)年降水量在20世紀(jì)50年代末到60年代初降水偏少，呈減少趨勢(shì)；從60年代到80年代前期降水偏多；80年代中期到90年代中期為降水偏少期；從90年代末到21世紀(jì)前九年降水量偏大，增長(zhǎng)趨勢(shì)較為明顯，這期間特別是1998年降水最多，偏多27%。

（三）極端降水事件

從1951—2009年的59年間沙坪壩氣象站記錄來(lái)看，重慶主城區(qū)在20世紀(jì)末到21世紀(jì)初近十多年來(lái)極端降水變化尤其顯著。1996年7月21日，降雨量206.1mm，是主城區(qū)沙坪壩氣象站建站以來(lái)的歷史最大值。2002年 6月 14日的降雨量190.1mm，雖然未能打破1996年的記錄，但破壞性依然強(qiáng)烈，造成較大損失。主城區(qū)2007年7月17日的日降雨量為 266.6mm，是重慶主城區(qū)有氣象資料記載115年來(lái)的最高紀(jì)錄。打破了1996年創(chuàng)造的單日降水量記錄，引起山洪和城市內(nèi)澇，導(dǎo)致了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。[5]通過(guò)以上資料可以看出重慶城區(qū)極端降水發(fā)生頻率不斷增加，降水量也是不斷刷新記錄，在十一年時(shí)間里兩次打破單日降水記錄，極端降水的不斷出現(xiàn)是重慶主城區(qū)城市洪澇災(zāi)害形成的關(guān)鍵因素。

二、重慶城市洪澇災(zāi)害災(zāi)情

重慶洪澇災(zāi)害大多由暴雨引發(fā)，有的是上游暴雨造成的過(guò)境洪澇，有的是本地大范圍強(qiáng)暴雨造成的本地洪澇，有的則是兩者合力導(dǎo)致。1998年長(zhǎng)江流域大洪災(zāi)歷經(jīng)6～8月全市各地前后9次降大暴雨或特大暴雨，日雨量100～200 mm，最大達(dá)307.2 mm,全市總降雨量800～1 300mm，普遍較常年偏多5成以上，部分地區(qū)偏多兩倍以上，主城區(qū)也遭遇到較嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害。2007午7月初開(kāi)始31天時(shí)間里有雨的日子多達(dá)18天，其中1場(chǎng)大雨、3場(chǎng)暴雨和1場(chǎng)大暴雨。主城區(qū)2007年7月的累計(jì)雨量達(dá)到566.4mm，是正常雨量的2.35倍，7月17日的日降雨量為 266.6mm，是重慶主城區(qū)有氣象資料記載115年來(lái)的最高紀(jì)錄。引起山洪和城市內(nèi)澇，導(dǎo)致了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。[5]2010年7月初重慶主城區(qū)一直處于暴雨核心區(qū)，7月5日17個(gè)小時(shí)降雨量達(dá)到了84.9mm，這是自1951年有氣象記錄以來(lái)，59年中歷史同期雨量最高的一天，此前最高記錄出現(xiàn)在1962年7月5日，當(dāng)天的最高雨量為76.6mm，[6]并且形成了嚴(yán)重的城市內(nèi)澇。

三、重慶市城市洪澇災(zāi)害形成機(jī)制

自然災(zāi)害之本質(zhì)可以理解為給人類(lèi)社會(huì)造成損害的自然事件。[7](13-25)災(zāi)害系統(tǒng)論強(qiáng)調(diào)自然災(zāi)害是社會(huì)與自然綜合作用的的產(chǎn)物，更多的自然災(zāi)害是自然變異和人類(lèi)活動(dòng)共同作用的結(jié)果，任何一個(gè)特定的自然災(zāi)害都是孕災(zāi)環(huán)境、致災(zāi)因子和承災(zāi)體綜合作用的結(jié)果。[8]隨著極端降水事件的不斷出現(xiàn)，重慶市主城區(qū)的城市洪澇災(zāi)害也日益嚴(yán)重。

（一）孕災(zāi)環(huán)境分析

1.氣候水文環(huán)境

氣候是重慶洪澇災(zāi)害的首要孕災(zāi)環(huán)境因子。重慶市屬于亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，冬季受到西北風(fēng)控制，夏季受西南季風(fēng)和東南季風(fēng)影響。降雨季節(jié)分配不均，主要集中在5～9月，由于降水集中，瞬時(shí)間暴雨容易成災(zāi)，因而暴雨是形成重慶城市洪澇的最重要因素。重慶地處四川盆地暴雨區(qū)東南部，長(zhǎng)江、嘉陵江穿過(guò)主城區(qū)，交匯在市中心渝中半島，其一級(jí)支流共20條，其中有梁灘河、璧北河、花溪河等14條次級(jí)河流，各支流洪水與干流洪水相遇，組合成更大洪水，極易形成洪災(zāi)。

2.地貌環(huán)境

地貌是重慶洪澇災(zāi)害的重要孕災(zāi)自然因子。重慶是典型的丘陵型特大城市，地處長(zhǎng)江與嘉陵江匯合處，城區(qū)分布在真武山與歌樂(lè)山之間的南北向向斜丘陵谷地中，地表切割強(qiáng)烈，溝壑縱橫，地勢(shì)起伏較大，巨大的高差使得境內(nèi)的水流具有巨大的勢(shì)能，活動(dòng)能力較強(qiáng)；[9]地貌類(lèi)型以中丘、低丘和緩丘為主，平坦地形狹小坡地面積大，它是城區(qū)的主要地形，這種地貌背景有利于洪澇災(zāi)害的形成和發(fā)展。當(dāng)各支流連降暴雨時(shí)，洪峰同時(shí)向下游移動(dòng)，到大江河交匯處相遇引起洪災(zāi)，并具有較強(qiáng)的破壞力。

3.經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)境

隨著人口膨脹，大規(guī)模城市建設(shè)，自然植被覆蓋率大幅度下降，促使水土流失面積擴(kuò)大，邊坡增多，地表徑流增多。每當(dāng)一場(chǎng)大暴雨之后，降雨的大部分沒(méi)有自然植被的截留與保護(hù)，表層泥沙注入江河湖庫(kù)。一方面增大當(dāng)時(shí)的洪水總量，另一方面邊坡的破壞造成坡面巖土松動(dòng)，隨著暴雨，會(huì)形成較為嚴(yán)重的滑坡和山洪災(zāi)害。

（二）致災(zāi)因子分析

1.強(qiáng)降水事件增加

楊士弘等[10]研究表明影響城市地區(qū)降水的物理機(jī)制有：城市熱島效應(yīng)、城市阻礙效應(yīng)、凝結(jié)核效應(yīng)。重慶是我國(guó)重要的重工業(yè)城市，隨著工業(yè)生產(chǎn)導(dǎo)致大氣污染，凝結(jié)核增加，加上城市熱島效應(yīng)的存在，以及城市的阻礙效應(yīng)，往往會(huì)形成更多的降水。以日降雨量的大小劃分，50～100mm為暴雨；100～250mm為大暴雨；大于250mm為特大暴雨。通過(guò)對(duì)近20年（1990—2009年）來(lái)重慶市主城區(qū)內(nèi)暴雨次數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析表明（附圖3），1996—2002年暴雨次數(shù)比 1990—1995年增加了 1.6倍，2002年暴雨次數(shù)最多，全年發(fā)生了7次暴雨，總體上暴雨次數(shù)呈增加的趨勢(shì)。不僅暴雨日數(shù)在增加，年均暴雨量也呈增加趨勢(shì)，這使得整個(gè)重慶主城區(qū)面臨更加嚴(yán)重的暴雨侵襲，無(wú)疑增加了重慶發(fā)生洪澇災(zāi)害的概率。

2.城市化因子

重慶市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，城市建成區(qū)域急劇膨脹，建筑密度不斷增加。2008年主城區(qū)城市建成區(qū)面積為 443.6km2，比 2007年建成區(qū)面積增加21.21km2，增長(zhǎng)5.02%。[11]60年間，重慶主城面積擴(kuò)大了 10多倍。解放初，重慶市城市道路僅有236km，經(jīng)過(guò)60年的投資建設(shè)，城市道路增長(zhǎng)到5 936.9km。地面的硬化使得暴雨的匯流速度加快，洪峰流量增大，洪水總量增加，致使城市面臨更嚴(yán)重的洪水威脅。

另外，在城市發(fā)展的進(jìn)程中，立體化是一個(gè)重要特點(diǎn)。重慶市城區(qū)由于受地形的限制，城市建設(shè)立體化特點(diǎn)尤其明顯。目前重慶主城區(qū)隧道、下通式立交橋、地下商城、地下倉(cāng)庫(kù)、地下旅館以及地下住宅的建設(shè)方興未艾，這將成為未來(lái)城市水災(zāi)害危險(xiǎn)性最大的部分，地下設(shè)施一旦進(jìn)水，其中資產(chǎn)將損失殆盡。[12]因此，無(wú)論從城市建成區(qū)面積和道路長(zhǎng)度來(lái)看都大幅度增加，隨著這些不透水面積的增加，遇上暴雨就會(huì)出現(xiàn)城市內(nèi)澇等災(zāi)害，嚴(yán)重影響了城市人們生產(chǎn)生活。

（三）承災(zāi)體分析

城市是一個(gè)人口與經(jīng)濟(jì)密集的巨大承災(zāi)體，總體看來(lái)，城市經(jīng)濟(jì)類(lèi)型的多元化及人類(lèi)活動(dòng)的影響使城市的綜合減災(zāi)能力越來(lái)越脆弱，致使在相同致災(zāi)條件下其損失不斷加劇。改革開(kāi)放以來(lái)，特別是重慶市直轄以來(lái)，重慶市的國(guó)民經(jīng)濟(jì)得到快速發(fā)展（附圖4），人口也是急劇增加（附圖5）。重慶市的發(fā)展導(dǎo)致城區(qū)人口密集，財(cái)富聚集，然而城市防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)明顯滯后于城市建設(shè)，在發(fā)生洪澇災(zāi)害后社會(huì)和經(jīng)濟(jì)損失巨大。

四、重慶城市洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)發(fā)展趨勢(shì)

在全球變暖、海平面上升、氣候變化日益呈現(xiàn)極端化趨勢(shì)，重慶市未來(lái)將面臨更加頻繁和嚴(yán)重的城市洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。重慶城市洪澇災(zāi)害呈現(xiàn)如下發(fā)展趨勢(shì)：

其一，城市洪澇災(zāi)害的致災(zāi)因子發(fā)生頻率與強(qiáng)度將逐漸加大。強(qiáng)降水事件頻率的加大以及城市不透水面積的加大等增加了孕災(zāi)環(huán)境的不穩(wěn)定性，增加了城市洪澇的危險(xiǎn)性。

其二，孕災(zāi)環(huán)境的不穩(wěn)定性加強(qiáng)。目前全球氣候變化極端化趨勢(shì)日益明顯，并且城市建設(shè)不斷造成地貌形態(tài)的變化以及人口的急速膨脹，未來(lái)重慶遭受洪澇災(zāi)害侵襲的機(jī)率將會(huì)大大增加。

其三，承災(zāi)體的易損性不斷增大。從目前的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，在未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)，重慶市區(qū)的人口和經(jīng)濟(jì)密度將會(huì)繼續(xù)增加，而在短時(shí)間內(nèi)，也無(wú)法改善城市建筑、交通、開(kāi)放空間以及生命線系統(tǒng)等城市基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)狀，所以重慶市城區(qū)作為大的承災(zāi)體，其易損性將會(huì)繼續(xù)加大。

五、結(jié) 論

1）近二十年來(lái)重慶市主城區(qū)的極端降水事件呈顯著增加的趨勢(shì)，極端降水出現(xiàn)的頻率的增加和強(qiáng)度的增強(qiáng)加上降水時(shí)段的集中更加大了重慶城市洪澇災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)。

2）在重慶城市洪澇災(zāi)害的形成過(guò)程中，首先是氣候變化改變了孕災(zāi)環(huán)境，加快了洪澇災(zāi)害發(fā)生的頻率；其次，城市化的發(fā)展包括城市不透水面的改變和城市立體發(fā)展以及城市小氣候變化導(dǎo)致的強(qiáng)降水誘發(fā)了城市洪澇災(zāi)害的發(fā)生；最后，城市作為

附 圖：巨大的承災(zāi)體，也加大了城市洪澇災(zāi)害的脆弱性。因此，重慶城市洪澇災(zāi)害是孕災(zāi)環(huán)境、致災(zāi)因子、承災(zāi)體綜合作用的產(chǎn)物。

3）對(duì)重慶城市洪澇災(zāi)害的形成除了要強(qiáng)調(diào)自然因素之外，還應(yīng)該充分發(fā)揮人的主觀能動(dòng)性，增強(qiáng)人民群眾的防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)，減少造成的損失。

由于城市洪澇災(zāi)害形成較為復(fù)雜，涉及到許多領(lǐng)域，本文只是從理論上進(jìn)行探討，對(duì)于具體實(shí)施，還需要進(jìn)一步研究。

圖1 1951—2009年期間重慶市區(qū)氣溫距平變化圖（單位：℃）

圖2 1951—2009年間重慶市區(qū)逐年降水量距平百分率

圖3 1990—2009年重慶市年暴雨次數(shù)統(tǒng)計(jì)圖

圖4 1997—2009年重慶市區(qū)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值變化情況[13]

圖5 1997—2009年重慶市區(qū)年末常住人口變化情況[13]

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The Research of ChongQing Urban Flood Disaster Under Climate Change

ZHANG Zhong-Xun1XU Gang1,2ZHANG Yue-Hua1
(1. College of Geographical Science, Southwest University, Chongqing 400715;2. Three Gorges Reservoir Ecological Environment Key Laboratory of the Ministry of Education, Chongqing 400715)

Flood disaster is one of the disasters most devastating in our country. As the current climate change is increasingly aggravating and our urbanization is speeding up, the loss from urban flood disaster is devastating.This article, under the framework of regional disaster system theory, explores urban flood disaster formation mechanisms in Chongqing and trends in the context of climate change.

Climate change; Chongqing; Floods; Formation mechanism

P46

A

1009-8135（2011）05-0058-05

2011-06-14

張忠訓(xùn)（1987-），男，河南信陽(yáng)人，西南大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院碩士生，主要研究災(zāi)害學(xué)與可持續(xù)發(fā)展。

徐 剛

（責(zé)任編輯：張新玲）