開封市暴雨災害分析及城市防汛抗災對策研究

魏 娜

開封市氣象局，河南開封 475000

我國的地理位置很容易發(fā)生氣象災害，近年來，我國的暴雨暴發(fā)力較強，導致很多地區(qū)都遭受了暴雨的襲擊，造成了嚴重的經濟損失，因此很多地區(qū)都十分重視城市防汛抗災工作。

1 開封市暴雨災害分析

1.1 開封市的主要氣候情況

開封市主要位于我國的華中地區(qū)，在河南東部，屬于中原地區(qū)的腹地，其中黃河經過開封，西部臨近鄭州。開封地處中原的腹地，地勢開闊、土壤肥沃，土壤主要多為黏土、壤土和沙土，適宜種植各類農作物。開封所在區(qū)域內，由于黃河泥沙淤積使黃河河床不斷被抬高，形成了奇觀的“地上懸河”。開封市的氣候主要屬于溫帶季風氣候，季節(jié)性明顯，一般氣候特點是冬季氣候干燥寒冷、春季多風，干旱情況明顯。夏季高溫，降雨量豐富。秋季天高氣爽。多年平均氣溫一直維持在14.52℃左右，多年平均無霜期也維持在221 d左右，平均降水量為627.5 mm，在夏季的7—8月降水量豐富。開封市也會受到降雨量大的影響，從而發(fā)生洪水災害，洪水災害的發(fā)生嚴重影響了農作物的生長，也造成了經濟損失，因此需要進行嚴格的城市防汛抗災工作，降低氣象災害帶來的影響。

1.2 開封市的暴雨研究資料和方法

暴雨研究資料主要來自開封市氣象局1981—2020年的每日降水數據。一般認為，以20～20時為限制，每日24 h降水量在50 mm或以上的被定義為暴雨天。以20～20時為限制，24 h內達到50.0～99.9 mm的降水量被視為暴雨，達到100～249.9 mm的被定義為大暴雨，當達到250.0 mm或以上時，這場降雨量定義為特大暴雨。結合實際管理需求，將暴雨所發(fā)生程度和影響區(qū)域可以分為局部暴雨、區(qū)域暴雨、大型暴雨和超大暴雨，其中局部暴雨主要持續(xù)約幾個小時或數十個小時。遭到暴雨襲擊的范圍為數萬到數千平方公里。如果發(fā)生暴雨，在降雨量大的情況下，很容易造成嚴重損失和財產損失。對于局部暴雨，時間會維持3～7 h，遭到暴雨襲擊范圍超過10萬～20萬km2，造成的災難局勢不是很嚴重。當降水強度達到極限時，強勢導致該地區(qū)出現(xiàn)嚴重風暴和洪水。季節(jié)性的主要降水一般會發(fā)生在7—8月。

1.3 當前開封市防汛抗災工作存在的主要問題

目前，我國十分重視防汛抗災工作的建設，特別是針對城市化的發(fā)展防汛抗災工作依舊存在一些問題[1]。第一，相應的防汛工程體系建設不夠完善，缺乏相應的洪澇預防能力。從基本的具體情況來看，我國城市發(fā)展過程中相應的防汛減災工作體系雖然在防汛減災工程體系中發(fā)揮著重要的作用，但是整體體系依舊不夠完善，在面臨特大的洪水和暴雨時不具備防洪抗災的能力。第二，相關的防汛組織機構不夠完善，沒有形成統(tǒng)一的指揮和調度。第三，相關的防汛減災法律法規(guī)體系規(guī)章制度不夠完善。第四，針對緊急自然災害缺乏相應的應急處理預案和防控措施。第五，防汛抗災隊伍建設意識不強[2]。

2 開封市的暴雨災害特征

2.1 開封市的年暴雨日數變化特征

1981—2020年開封市暴雨日數共有57 d，平均每年為1.4 d。開封市幾乎每年都會出現(xiàn)暴雨天氣，并且每年的變化波動幅度較大，暴雨日數最多的年份分別出現(xiàn)在1984年、1992年和2003年，暴雨日數為13 d，而1987年、1997年、2002年、2007年、2015年、2017年都沒有出現(xiàn)暴雨天氣。為了觀察開封市暴雨氣候變化趨勢，結合每年滑動平均曲線1990—1994年、2003—2005年2個時期則是開封市市暴雨相對多發(fā)階段，尤其是1990—1994年間開封市縣年平均暴雨日數為4 d，相較于歷年平均值偏多，是開封市暴雨天氣最頻繁的階段。1985—1988年、2015—2020年則是開封市暴雨相對偏少的時期。結合暴雨日數線性變化趨勢，開封市年暴雨日數整體呈現(xiàn)出下降的趨勢，下降趨勢不顯著。結合逐年暴雨日數變化曲線，2012—2015年紫金縣年暴雨日數呈現(xiàn)出波動下降的趨勢，且2015年暴雨日數達到最少；2012年以后，開封市暴雨日數則開始向下波動（圖1）。

圖1 1981—2020年開封市逐年暴雨日數的變化趨勢

2.2 開封市的年際降水量變化特征

1991—2020年開封市年降水量整體呈現(xiàn)出下降的趨勢，變化傾向率下降的趨勢較為顯著。近15年濟源市降水量平均值為586 mm左右，其中年降水量的最小值為330 mm左右，出現(xiàn)在2013年，最大值在770 mm左右，出現(xiàn)在2009年，最大值將近是最小值的2.3倍，說明降水量年際變化波動幅度較大。結合平均值曲線，在2015年后，開封市大部分年份的降水量幾乎都在平均值以下，屬于枯水期，沒有年份的降水量超過了平均值；從1990年往后，大部分年份的降水量幾乎都在平均值曲線以上，屬于豐水期。在趨勢圖上可以將近30年開封市年降水量劃分為3個階段：1981—1988年開封市降水量呈現(xiàn)出波動較大的趨勢，且降雨量分布不均勻；1990—1995年降水量呈現(xiàn)出增加的趨勢，在1992年降雨量達到1 000 mm；2010年以后，降水量開始呈現(xiàn)出小幅度減少的趨勢，并且很多年的降水量一直低于平均值?？傮w來說，近30年開封市降水量趨勢不穩(wěn)定，近年來呈現(xiàn)下降的趨勢（圖2）。

圖2 1981—2020年開封市年內暴雨日數的變化趨勢

3 城市防汛抗災的輔助決策方式

3.1 數據方法輔助決策

任何事物的數量的變化特征和決策都離不開精確的數據，特別是針對城市防汛抗災工作。首先，需要了解當地的洪水水位和受災的程度，通過基礎的管理信息系統(tǒng)對各種數據的信息進行有效的處理和改善。其次，通過了解基礎洪水情況的數據為各級的管理者和決策者提供相應的信息概念和輔助決策的依據。最后，以數據的形式輔助決策屬于管理信息的基礎范疇，是最基本的一種決策方式。

3.2 模型方式決策輔助

在城市防汛抗洪工作中，需要對抗災工作進行部署，最直接的決策模式就是通過模型的方式來判斷城市防汛抗洪的管理和處理條件。在模型輔助城市防汛抗洪的工作中找出事物的主要發(fā)展規(guī)律，并且建立方法和模型，再按照基礎的模型和方法指導行動，建立模型輔助決策。截至目前，模型方法決策輔助已經獲得了很大的成就，但是在進行模型輔助決策時，必須注意客觀事物的復雜性，特別是在建立模型時，總是會忽略一些因素而出現(xiàn)模型與原型不對等的情況，同時模型不具備原型的真實性，有可能會因為環(huán)境因素的變化而產生影響。

3.3 以決策方案形式輔助決策

輔助決策的方式分為3種：數據方法輔助決策、模型方法輔助決策、以決策方案形式輔佐決策。但是，基礎的數據顯示輔佐決策在輔佐決策中比較單一，無法客觀地反映出事物的全貌，具有局限性。并且在當前互聯(lián)網快速發(fā)展的時代也已擁有多種模型組合輔助的方式來輔助決策，多模型的結合可以關聯(lián)到大量的數據文件，可以有效統(tǒng)一管理這種數據文件，并且利用數據系統(tǒng)進行多模型的結合，從而產生決策的方式來輔助決策。

4 城市防汛抗災對策

4.1 積極開展洪澇災害的抗洪規(guī)劃

積極對洪水災害風險評估進行全面分區(qū)。需要充分了解開封市洪水災害的主要分布特征、發(fā)生規(guī)律和原因，積極開展洪水災害調查，針對城市分區(qū)風險、城市洪水災害風險，暴雨、冰雹和閃電災害，需要及時做好重要預防工作。并且對的災害進行規(guī)劃，著重做好防汛減災建設工作是防汛工作的基礎，其中需要保證物質充足，采取有效的措施，進一步加強防汛工程建設，夯實基礎，確保相關的災害得到防范。針對無法控制的洪澇災害，也要做好處理和防控工作，最大限度地降低對人類造成的危害程度。在基礎防汛抗災工作建設的過程中，需要有效利用新材料、新技術、新方法、嚴格把控重點的防汛工作環(huán)節(jié)。特別是針對災害多發(fā)的地區(qū)要采取災害的防范措施，加大監(jiān)督管理力度，真正意義上提升城市防汛抗災能力。同時，建設相對的防汛機動搶險隊，這樣能夠充分降低洪澇災害造成的經濟損失。

4.2 完善氣象的監(jiān)測體系

氣象部門必須增加資本投資，積極引入暴雨、閃電監(jiān)測系統(tǒng)并將其安裝在重要城市和大地區(qū)。為了提高我國氣象防災減災工作的服務質量，首先，需要氣象服務人員積極應用先進的技術，提高各個工作環(huán)節(jié)的質量，增強相關的觀測效果，同時能夠增強農業(yè)氣象服務觀測人員工作的獨立性。其次，在使用自動化的地面觀測和自動化的高空觀察后，許多氣象觀測工作逐漸趨于智能化，要求氣象觀測工作人員轉變工作理念，學習應用先進的技術和操作設備，使各項數據信息都能夠保持精準度。同時，氣象觀測人員要鍛煉創(chuàng)新性的思維，確保自動綜合觀測業(yè)務系統(tǒng)的技術性能，加強技術人員對互聯(lián)網平臺的使用。最后，需要相關部門制訂合適的氣象監(jiān)測應急方案，保證氣象監(jiān)測工作的順利進行。相關部門需要具備全局的眼光進行統(tǒng)一指揮，做好前期的掌控能夠體現(xiàn)出防汛抗洪工作的精準性，進行精準化的統(tǒng)一決策和部署，結合當地所發(fā)生的洪澇情況著重做好指揮系統(tǒng)的完善和優(yōu)化工作。合理配置人員、物資、機械，實現(xiàn)最優(yōu)化的組合，提高防汛減災的工作效率，并且在實際工作中要堅持統(tǒng)一領導、全面管理、緊密配合的原則，以確保防汛減災工作在統(tǒng)一的部署下的有序開展。

4.3 加強洪澇氣象災害預警平臺建設

氣象部門必須盡快建立風暴和洪水災害預警平臺，以完成統(tǒng)一的服務和風暴管理。與此同時，需要相應的平臺進行數據處理、信息交換、預測和預報，以顯著改善天氣災害的復雜預警功能，并確保區(qū)域天氣災害監(jiān)測和預警的受眾超過90%。建立信息發(fā)布系統(tǒng)，通過電視、廣播、網站、報紙和數字衛(wèi)星接收系統(tǒng)等公共媒體的子系統(tǒng)，建立洪水預警信息共享系統(tǒng)。此外，應盡快將洪水警報信息發(fā)送至可能發(fā)生洪水的農村和城市地區(qū)的公共場所，確保農村地區(qū)、學校、公司、機構、社區(qū)等突發(fā)洪水災害的預警信息的接收，最大限度地降低洪水災害對人們生活和財產的影響，提升城市防汛抗災能力。相關部門嚴格落實防汛工程的建設，高度關注各類工程的實施，充分做好排、攔、蓄、分、擋的相關操作的工作。以排澇泵站為基礎，疏通和完善河道。同時，著重做好地下排水系統(tǒng)的優(yōu)化管理，可以增加排水設備，更大程度上提升城市綜合排水能力。攔是指挖設排水系統(tǒng)針對部分地區(qū)降水量較大的情況，要著重做好洪水和山洪的排泄處理工作，通過這種方式可以很好地實現(xiàn)排泄，從而緩解防汛壓力。蓄主要是利用相關的措施做好蓄水處理工作，由于降水較強，所以水資源空間分布不規(guī)范，可以利用相關的河道池塘等設施有效規(guī)避洪澇災害，同時可以使資源得到合理的利用。但是通過加高河堤等控制方法實現(xiàn)最安全有效的抵御和防范，最大限度地降低對人們生命和經濟的損失。

4.4 建設法制防汛工作體系

首先，城市防汛抗災的建設工作需要結合不同的地區(qū)所發(fā)生的情況，確定與之相對應的法律和規(guī)章制度，為防汛減災工作開展提供有效的參考依據，同時，完善的法律體系可以為各項工作的質量和效率的提高提供保障。針對不同區(qū)域的實際情況實施相應的規(guī)范細則，能夠最大限度地完善相應的法律管理制度，建設保證防汛減災工作能夠獲得法律和制度的支持，進而規(guī)范有序地完成各項防汛減災工作。

4.5 加強暴雨抗洪技能的培訓

對于暴雨和洪水的發(fā)生，必須提前制定防御計劃，以確保防洪和救援工作得到保障，從而作出防洪當局的決策，加強對防洪和風險救災人員的培訓。將科學部署與廣泛的救援工作相結合，以確保重點保護項目的安全運行，避免出現(xiàn)傷亡人員，并將經濟損失降至最低。

5 結束語

暴雨災害的發(fā)生會造成嚴重的損失，需要不斷加強對防洪工作的建設，積極開展洪澇災害抗洪規(guī)劃，完善氣象的監(jiān)測系統(tǒng)，然后加強洪澇氣象災害預警平臺的建設，最后加強暴雨抗洪的技能培訓，盡量將人員和經濟損失降至最低。