炎陵縣神農(nóng)谷景區(qū)暴雨山洪初探

楊昌順+潘秀麗

摘 要：炎陵縣神農(nóng)谷景區(qū)是典型的山岳型旅游景區(qū)，暴雨山洪與一般山地丘陵地區(qū)差異明顯。本文針對(duì)該景區(qū)獨(dú)特的局地性短時(shí)暴雨誘發(fā)山洪災(zāi)害的成因進(jìn)行分析，探討其暴雨致洪的降水預(yù)警閾值，并對(duì)該景區(qū)防御暴雨山洪災(zāi)害的措施提出建議。

關(guān)鍵詞：暴雨山洪；成因；閾值；防御

中圖分類號(hào)：TV122+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170631061

引言

神農(nóng)谷是國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、國(guó)家森林公園、國(guó)家4A級(jí)景區(qū)，位于湖南省炎陵縣東北部、羅霄山脈中段、湘贛邊境萬(wàn)陽(yáng)山北段，東連江西井岡山，南接桂東八面山，北抵武功山，是湘、贛2大水系分脊線和發(fā)源地。區(qū)內(nèi)主要河流萬(wàn)陽(yáng)河，由鏡花溪、桃花溪等溪流匯合而成，是湘江水系洣水支流沔水的源頭。區(qū)內(nèi)有1000m以上山峰18座，獨(dú)特的山地地形造成區(qū)內(nèi)瀑布較多，其中最大的為神農(nóng)飛瀑，落差達(dá)235.2m。每年夏季，來(lái)神農(nóng)谷景區(qū)避暑休閑的游客絡(luò)繹不絕，尤其是節(jié)假日、周末期間更是人滿為患。

神農(nóng)谷景區(qū)山體高聳，峽谷深壑，溪流兩岸陡峭，溪水湍急，景點(diǎn)和游道大多在小溪兩岸，游客較多。景區(qū)旺季是夏季，也正是該地降水最為豐沛的季節(jié)，除了系統(tǒng)性的暴雨，景區(qū)局地性的短時(shí)強(qiáng)降水非常頻繁，降水強(qiáng)度較大時(shí)，雨水匯集快，短時(shí)間即可形成山洪，對(duì)景區(qū)游客造成威脅。從近年來(lái)的自動(dòng)氣象站雨量監(jiān)測(cè)情況和當(dāng)?shù)厝朔从城闆r看，神農(nóng)谷景區(qū)夏季時(shí)常出現(xiàn)晴天急轉(zhuǎn)短時(shí)局地性強(qiáng)降水，出現(xiàn)頻率遠(yuǎn)大于炎陵縣其他各地，其強(qiáng)降水的特殊性可見一斑。鑒于景區(qū)旅游規(guī)模越來(lái)越大，游客越來(lái)越多，提升景區(qū)氣象服務(wù)能力顯得尤為重要，本文針對(duì)該景區(qū)最為突出的暴雨山洪特征進(jìn)行分析，探索其防御對(duì)策。

1 神農(nóng)谷景區(qū)暴雨山洪特征

1.1 地形特征

神農(nóng)谷位于湘贛邊境的萬(wàn)陽(yáng)山北段西北坡，介于N263230～264000和E1140245～1140730之間，境內(nèi)最低點(diǎn)海拔400m左右，最高點(diǎn)海拔1884m（萬(wàn)陽(yáng)山），大多為1000m以上的中山地貌，切割深度一般為300～400m，部分500～700m，地勢(shì)險(xiǎn)峻，嶺谷交錯(cuò)起伏，有山有水，有石有林，這一特定的地理環(huán)境導(dǎo)致了獨(dú)特的氣候。

從地形大環(huán)境看，神農(nóng)谷景區(qū)處于羅霄山脈的中段西側(cè)，南接八面山、萬(wàn)陽(yáng)山，北抵武功山。神農(nóng)谷景區(qū)正處于一個(gè)開口向西的口袋狀地形之中，東面地勢(shì)明顯偏低，以丘陵和小山為主，海拔高度400～700m，其他3面被高大山體所包圍，海拔高度1400m以上。從地形小環(huán)境看，神農(nóng)谷景區(qū)內(nèi)群山林立，山體高聳，坡陡谷深，坡度很大，溪流遍布，奇崖險(xiǎn)石，山谷2側(cè)山頭海拔高度1000m，而谷底僅海拔高度400m左右。溪流坡降大，河段落差大，故水流十分湍急，在溪水猛烈沖刷下，深潭多，溪中奇石叢生。地形環(huán)境如圖1、圖2所示。

1.2 氣候特點(diǎn)

炎陵的氣候既具亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候特征，又有立體的山地小氣候的特點(diǎn)。炎陵縣低溫寒冷期短，春早回暖快，四季分明，晝夜溫差大。不同海拔和不同區(qū)域，氣溫、降水、日照等氣象要素差異明顯。據(jù)炎陵縣氣象臺(tái)資料統(tǒng)計(jì)，炎陵縣年平均氣溫為17.7℃，日照時(shí)數(shù)為1560.0h，年平均降雨量1590.4mm，為湖南省降雨中心之一。

神農(nóng)谷氣候垂直變化大，具有典型的山地氣候特征。據(jù)炎陵縣山區(qū)氣候考察站資料統(tǒng)計(jì)，神農(nóng)谷年平均氣溫14.4℃，1月最冷，月平均氣溫為3.9℃，7月最熱，月平均氣溫為23.8℃。年降雨量1968.1mm，除10月、11月、12月平均降水量不足100mm外，其他各月平均降水量均在100mm以上，其中3—9月均接近或超過200mm，暴雨日數(shù)多，平均比炎陵縣多1倍，是炎陵縣的降雨中心。

1.3 暴雨山洪的成因淺析

神農(nóng)谷景區(qū)出現(xiàn)的暴雨可分為系統(tǒng)性大范圍暴雨和局地性短時(shí)暴雨。

系統(tǒng)性的大范圍暴雨，絕大多數(shù)是大尺度天氣系統(tǒng)和明顯中尺度天氣系統(tǒng)產(chǎn)生，其造成的強(qiáng)降水，有時(shí)雨強(qiáng)大，但更多的是過程雨量大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，也正是由于天氣尺度大，天氣形勢(shì)明顯，氣象部門很容易監(jiān)測(cè)到，這個(gè)類型的暴雨基本上少有漏報(bào)，至少會(huì)引起關(guān)注和跟蹤監(jiān)測(cè)，預(yù)見期相對(duì)較長(zhǎng)，景區(qū)及管理部門、游客只要關(guān)注天氣和氣象預(yù)警，及時(shí)采取措施，能較好地防范到位。

局地性短時(shí)暴雨則恰恰相反，這類暴雨具有突發(fā)性強(qiáng)、雨勢(shì)猛、時(shí)間短等特點(diǎn)，常常晴天急轉(zhuǎn)強(qiáng)降水，再急轉(zhuǎn)晴天，讓人難以提防，由于空間尺度很小、突發(fā)性強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間短，難以被氣象部門的自動(dòng)雨量站監(jiān)測(cè)到，更別說(shuō)預(yù)警預(yù)報(bào)，由于前文所述的景區(qū)地形特點(diǎn)原因，雨強(qiáng)達(dá)到一定程度，在短時(shí)間即可引發(fā)山洪，給景區(qū)安全造成很大的威脅。

每年汛期或梅雨季節(jié)，孟加拉灣上空的西南氣流源源不斷地給湖南提供充足的水汽，當(dāng)北方有冷空氣南下影響炎陵的時(shí)候，冷暖空氣往往在湖南南部交匯，形成南嶺靜止峰，與地面靜止鋒相配合的系統(tǒng)經(jīng)常有切變與氣旋發(fā)展，這種背景下容易造成炎陵出現(xiàn)強(qiáng)降水。之后隨著副熱帶高壓的北跳，炎陵轉(zhuǎn)受西太平洋副熱帶高壓南側(cè)的偏東南氣流影響，東南氣流從太平洋洋面上或從南海洋面上同樣帶來(lái)充足的水汽來(lái)源，一旦有擾動(dòng)和觸發(fā)機(jī)制，往往能在炎陵形成大范圍和長(zhǎng)時(shí)間降水過程。

神農(nóng)谷景區(qū)局地性短時(shí)暴雨，主要是對(duì)流作用和地形作用。

對(duì)流產(chǎn)生的局地性短時(shí)強(qiáng)降水，春夏兩季在炎陵縣全境較普遍，尤其是包括神農(nóng)谷在內(nèi)的東部到南部沿線山區(qū)。從炎陵縣常見的強(qiáng)對(duì)流天氣產(chǎn)生的局地強(qiáng)降水現(xiàn)象來(lái)看，其原因分析認(rèn)為：跟炎陵所處的地理位置有關(guān)，炎陵處在中低緯度地帶，具有明顯的季風(fēng)濕潤(rùn)氣候特點(diǎn)，往炎陵輸送水汽的通道有2條，西南氣流把孟加拉灣的暖濕水汽向華中一帶輸送，西太平洋洋面上的水汽沿東南季風(fēng)通道進(jìn)行輸送。這種氣候特點(diǎn)使炎陵具備熱量豐富，水汽充沛的氣候條件，接受的太陽(yáng)輻射較強(qiáng)，近地面溫度白天升溫快；與炎陵山地地形地貌有關(guān)，炎陵具備中山山地占主要地形的特點(diǎn)，使炎陵大氣溫度與濕度在垂直方向上存在明顯的差異，由于山區(qū)氣溫隨海拔升高呈下降的特點(diǎn)非常明顯，春夏兩季近地面層空氣受熱明顯，導(dǎo)致近地面層溫度快速升高，氣流上升運(yùn)動(dòng)顯著，上升到2000m左右的山頂時(shí)，與山頂氣溫較低且濕潤(rùn)的空氣相遇，水汽迅速冷卻凝結(jié)，就會(huì)形成對(duì)流雨，如圖3所示。因此，地形對(duì)大氣所產(chǎn)生的熱力作用是引起炎陵局地對(duì)流天氣現(xiàn)象的原因之一。

從神農(nóng)谷景區(qū)本身的特殊地形來(lái)看，這種特殊地形對(duì)降水的影響也是極為重要的。神農(nóng)谷景區(qū)處在羅宵山脈的西麓，無(wú)論是從孟加拉灣上空輸送的水汽還是從太平洋洋面或南海洋面上沿東南氣流輸送的水汽，在與北方來(lái)的冷空氣相遇的時(shí)候，神農(nóng)谷景區(qū)都處在一個(gè)迎風(fēng)坡，迎風(fēng)坡地形的動(dòng)力抬升和輻合作用，使得大氣的上升運(yùn)動(dòng)更加顯著，從而導(dǎo)致景區(qū)強(qiáng)降水的異常明顯。因此，地形的動(dòng)力抬升和輻合作用是引起炎陵局地強(qiáng)降水的重要因素，如圖4所示。

神農(nóng)谷景區(qū)由于獨(dú)特的地形地貌和原始森林植被等因素，形成了一個(gè)完整的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)，對(duì)氣候影響十分顯著。景區(qū)總面積10000hm2，森林覆蓋率高達(dá)98.75%，境內(nèi)有我國(guó)華南、華中、華東交匯區(qū)系僅存的6667hm2原始森林，是一個(gè)不可多得的物種“基因庫(kù)”，保存著一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)。神農(nóng)谷景區(qū)內(nèi)山體高而大，峽谷坡度大，溪流多，空氣濕度大，云霧多，晴熱天氣時(shí)，景區(qū)內(nèi)大量潮濕水氣加熱爬升超過1000m，在空中遇冷凝結(jié)，容易行云布雨，這是地形影響的造雨過程。從神農(nóng)谷景區(qū)及周邊地形等高線圖（圖5）可以看出，景區(qū)處于一個(gè)開口朝西的口袋狀地形之中，西面地勢(shì)低，也正是西南暖濕氣流的來(lái)向，而景區(qū)的其他三面則是高聳的大山，暖濕氣流經(jīng)過景區(qū)，此地地形對(duì)過山氣流進(jìn)行抬升，坡度陡，吹向山脈的風(fēng)速大，氣流上升速度快，造成大量水汽凝結(jié)，產(chǎn)生地形對(duì)降水增幅作用。神農(nóng)谷景區(qū)春夏經(jīng)常出現(xiàn)的小范圍、短歷時(shí)強(qiáng)降水，正是這種地形和環(huán)境條件，神農(nóng)谷景區(qū)具備獨(dú)立生成局地性短時(shí)暴雨和增強(qiáng)雨量的能力。

1.4 神農(nóng)谷景區(qū)暴雨致洪的預(yù)警閾值探討

神農(nóng)谷景區(qū)的山高坡陡的特定地形，加之前文所述強(qiáng)降水多，特別是短歷時(shí)的小范圍強(qiáng)降水春夏常見，導(dǎo)致景區(qū)常常出現(xiàn)突發(fā)性山洪。景區(qū)內(nèi)森林覆蓋，但含水量高，加之山體以石居多，雨強(qiáng)大的降水，大多快速由山體匯集到溪流，而溪流河床狹窄，導(dǎo)致溪流水位上漲十分迅猛，形成山洪，對(duì)溪流邊游道上的游客安全產(chǎn)生威脅，特別是個(gè)別游客違反規(guī)定私自下到溪流中游玩，十分危險(xiǎn)，一旦山洪爆發(fā)，來(lái)不及撤離，將出現(xiàn)險(xiǎn)情，甚至安全事故。在山洪爆發(fā)前及時(shí)作出決策，做好人員轉(zhuǎn)移，是防御暴雨山洪災(zāi)害、保證游客安全的有效途徑，這就需要充分運(yùn)用降水觀測(cè)資料和雨勢(shì)預(yù)測(cè)情況進(jìn)行快速判斷，所以，對(duì)神農(nóng)谷景區(qū)的降水強(qiáng)度和降水量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)布預(yù)警信息十分重要。頻繁的空發(fā)預(yù)警，容易給景區(qū)運(yùn)營(yíng)造成不利影響，而漏發(fā)預(yù)警可能導(dǎo)致旅游安全事故，所以還需解決多大強(qiáng)度的降水可能導(dǎo)致山洪這個(gè)問題，即暴雨致洪的降水預(yù)警閾值，或稱臨界值。

經(jīng)過統(tǒng)計(jì)神農(nóng)谷降水資料，結(jié)合景區(qū)受災(zāi)歷史資料調(diào)查，對(duì)降水預(yù)警閾值進(jìn)行初步判斷。近2a來(lái)，氣象部門與景區(qū)管理部門合作，由景區(qū)工作人員監(jiān)測(cè)、記錄山洪時(shí)間和水位等情況，再根據(jù)自動(dòng)雨量站數(shù)據(jù)收集，綜合分析，認(rèn)為神農(nóng)谷景區(qū)致洪降水，應(yīng)重點(diǎn)分析雨強(qiáng)和持續(xù)時(shí)間。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，均勻的小強(qiáng)度降水，即使時(shí)間長(zhǎng)，也難以致洪，而雨強(qiáng)大的降水，短時(shí)間也能致洪。經(jīng)過認(rèn)真統(tǒng)計(jì)、分析，反復(fù)斟酌，建議不同時(shí)間尺度，采用不同的降水量作為致洪降水預(yù)警閾值：30min降水量超過20mm；1h降水量超過30mm；3h降水量超過50mm；6h降水量超過70mm；12h降水量超過80mm；24h降水量超過100mm。降水預(yù)警閾值投入業(yè)務(wù)運(yùn)行1a來(lái)，對(duì)神農(nóng)谷景區(qū)暴雨山洪氣象預(yù)警業(yè)務(wù)有一定的指導(dǎo)意義。需要說(shuō)明的是，神農(nóng)谷景區(qū)短歷時(shí)強(qiáng)降水引發(fā)的山洪，來(lái)得快、去得也快，突發(fā)性強(qiáng)，預(yù)見期短，防范壓力大，所以在實(shí)際業(yè)務(wù)應(yīng)用中，短歷時(shí)的預(yù)警閾值，其指導(dǎo)意義明顯大于長(zhǎng)歷時(shí)的預(yù)警閾值。

2 防御對(duì)策

神農(nóng)谷景區(qū)受暴雨山洪影響的設(shè)施以路基、護(hù)欄為主，其防御可以忽略不計(jì)，防御重點(diǎn)是游客的生命財(cái)產(chǎn)安全。建議防御措施如下。

氣象部門與神農(nóng)谷景區(qū)管理部門密切合作，聯(lián)合繪制暴雨山洪風(fēng)險(xiǎn)隱患分布圖，加強(qiáng)景區(qū)防御暴雨山洪的氣象監(jiān)測(cè)設(shè)施建設(shè)，在重點(diǎn)部位和關(guān)鍵溪流增建自動(dòng)氣象站和水文水位站，強(qiáng)化暴雨山洪預(yù)警基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集，氣象部門應(yīng)根據(jù)最新數(shù)據(jù)資料，不斷加強(qiáng)景區(qū)暴雨山洪的氣象分析、研究和預(yù)警，持續(xù)修正暴雨致洪降水預(yù)警閾值，進(jìn)一步提升氣象預(yù)警水平。

氣象部門應(yīng)建立神農(nóng)谷景區(qū)暴雨山洪預(yù)警業(yè)務(wù)流程，充分運(yùn)用氣象雷達(dá)圖、自動(dòng)雨量水位監(jiān)測(cè)站、衛(wèi)星云圖等先進(jìn)的氣象現(xiàn)代化裝備和成果，加強(qiáng)景區(qū)的降水和水位監(jiān)測(cè)，分析研判雨量雨勢(shì)，加強(qiáng)與景區(qū)管理人員溝通聯(lián)系，及時(shí)發(fā)布暴雨山洪氣象預(yù)警信息。

神農(nóng)谷景區(qū)管理部門應(yīng)強(qiáng)化對(duì)暴雨山洪氣象預(yù)警信息的應(yīng)急處置和傳播，及時(shí)把預(yù)警信息和防御措施告知游客；加大預(yù)警設(shè)施建設(shè)投入，在人員集中處、主要路口路段、重點(diǎn)防御點(diǎn)建設(shè)喇叭、電子顯示屏、提示警示牌等，讓游客實(shí)時(shí)、多渠道接收預(yù)警信息，知曉注意事項(xiàng)。

景區(qū)管理部門應(yīng)開展氣象災(zāi)害應(yīng)急準(zhǔn)備認(rèn)證工作，制定并落實(shí)防御暴雨山洪預(yù)案，把以避為主作為當(dāng)前景區(qū)防御方案的首選措施，明確轉(zhuǎn)移路線，落實(shí)安置地點(diǎn)，加強(qiáng)制度建設(shè)和防御暴雨山洪的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；把暴雨山洪預(yù)警信息接收和處置責(zé)任落實(shí)到具體的景區(qū)各工作人員上，確保責(zé)任上肩，應(yīng)急處置到位，避免游客遭受暴雨山洪襲擊。

作者簡(jiǎn)介：楊昌順（1979-），男，苗族，本科，大氣探測(cè)工程師，長(zhǎng)期從事大氣探測(cè)和氣象服務(wù)工作。