地理热点素材:歙县内涝和千岛湖
当江南大部进入伏旱天气的时候,好像一切都已经风平浪静了。
平静之余,我们再来回顾一场这个灾难。
7月7日,一则让人揪心的消息爆出。歙县高考因降雨延迟。对于城市内涝来说,在7月并不是新鲜事,但是在高考的背景下,就显得格外引人注目。虽说不是毁灭性灾害,但是困在内涝中的考生,眼看着时间流逝却无可奈何,这种万般焦急,毕竟开始没有人会相信这么严肃的考试会延期。
👇👇👇
简单来说,这次内涝的原因有三个,首先就是降水,其次是地形水系,最后是下游水库的原因。当然除此之外,还有城市建设的原因。
No1:降水
2020年7月6日 8时起,歙县遭遇一轮历史罕见的强降雨,3小时内降水达120毫米,为1969年以来最大值。加上持续暴雨和上游洪峰影响,境内多条河流水位上涨,河水倒灌入城,7日歙县城区多地积水严重,两考点绝大多数师生无法抵达考场。
3小时120毫米的降水是什么概念呢?一个操场(10000平米)就会迅速蓄积1200立方米的水,那就足够一个小型游泳池的水量了。气象学对于降水分级的标准如下:
降水强度等级划分标准(内陆部分)
降水类型 12小时内降水量 24小时内降水量
暴雨 30~70mm 50~100mm
大暴雨 70~140 mm 100~250mm
特大暴雨 大于140 mm 大于250mm
3小时就几乎触及特大暴雨的程度,可见这个降水有多猛烈。如此大的降水,形成的洪水确实相当可观。
另外还有一个重要的原因,就是南方流域(特别是东南沿海诸河)的径流系数特别高,在歙县一带,这个系数高达80%(相比之下华北平原只有10%)。这意味着降水量的80%都会转化成径流。降水高,转化率高,形成的洪水就非常的严峻了。
值得注意的是,在中国暴雨频率和强度并非完全正相关,一些季风区边界的半湿润地区,每年的降水往往就是几场暴雨贡献的,而对于山区,由于地形因素,暴雨往往更加集中。复杂山地地形又使得降水可预报性变差,并不能十拿九稳的预报降水。
No2:地形和水系
歙县地形对于降水汇集是一个明显的促进作用。低洼地带更容易汇集降水。歙县很典型的漏斗构造,使得暴雨的效果在这里被无限的放大。另外,这里是扇形水系汇集的地点,四面八方的流域都汇集在这里。
歙县地形图(1994年)作者原创扫描
卫星影像图,可见这个群山中的一个小盆地,聚宝盆。在汇集周围精华成为传统交通,商业中心的同时,可能也汇集了洪水。
在这种盆地构造当中,除了可见的地表水汇集之外,也会有地下水汇集。大部分情况下,地下径流是排水为主,但是在洪水期间可能出现排水不排反涌,导致天水地水合一的局面。
No3:水库
下游的新安江水库,也就是千岛湖对县城积水是有直接关系的。
通过卫星图可以发现,新安江水库好像离县城还远着呢,但是由于重力坡度效应(河谷水库并不是一个完全水平的水面,而是一个倾斜的水面,就好比在三峡水库,秭归的水位和涪陵的水位是不一样的),实际上新安江水库的库尾紧挨县城。仔细观察卫星图,县城下游河谷不存在河漫滩,说明这是积水状态,也就是说实际上新安江水库的库区已经到了县城跟前。
如图,县城以下是双线,以上是单线,这里实际上也是对库区范围的描述。
简单说,流水需要落差,落差越小流动性越小。下游水库无疑对上游产生了强烈的顶托效应,更加加剧了县城的排水不畅。
水库的顶托效应产生的负面影响不可忽略,最为明显的一个案例就是三门峡水库对渭河的顶托效应。
1960年三门峡水库投入运用,受黄河多泥沙特性和水库蓄水运用的共同影响,水库淤积严重,潼关高程(1 000立方米每秒流量对应的水位)持续抬升。由于潼关断面位于黄河和渭河汇流处,该处宽浅河道突然收缩进入三门峡峡谷河道,形成于天然卡口,对黄河小北干流和渭河下游河道起到了局部侵
蚀基准面的作用,因此,潼关高程的大幅抬升导致黄河小北干流和渭河下游河道的严重淤积,对渭河下游河道的防洪带来极为不利的影响。
如图所示,
(1)1960—1973年快速淤积期。该时段内三门峡水库先后采用蓄水拦沙和滞洪排沙的运行方式,潼关水位持续抬升,库区快速淤积,小北干流和渭河下游淤积量持续增加。
(2)1974—1985年冲淤平衡期。1973年后三门峡水库采用蓄清排浑的运用方式,该时段内潼关水位有升有降,平均情况下保持平衡,河道来水来沙量均较大,并且汛期水沙搭配较协调,因此,两河段基本维持冲淤平衡。
(3)1986—2002年持续淤积期。虽然该时段内三门峡水库仍采用蓄清排浑的运用方式,但汛期水沙搭配较差,龙门站和华县站时段平均汛期来沙系数分别为0.18kg×s/m6和1.03kg×s/m6,比1960—2011年的平均值0.10kg×s/m6和0.53kg×s/m6均要大,受水沙条件的影响,潼关高程持续抬升,河道发生累计淤积。
(4)2003—2011年缓慢冲刷期。该时段内三门峡水库仍采用蓄清排浑的运用方式,但非汛期控制最高运用水位不超过318m运用,汛期平水期按305m控制,发生洪水时则敞泄排沙,潼关高程下降约1m;河道来水来沙均有所减小,并且来沙量的减小幅度大于来水量的减小幅度,水沙搭配较协调。在潼关高程下降和相对有利水沙条件的共同作用下,两河道均发生一定程度的冲刷。
原创拼图:黄河小北河河段示意图
三门峡实行低水位以后,顶托危害基本化解,渭河和小北河在库区上游的冲积变化仍在密切关注中。目前渭河下游和小北河段已经退出了库区,淤塞灾害基本解除。
对于这次歙县的水灾,下游采用的方法仍然是尽可能的放水。而且这也是一次历史性的放水。
新闻回顾:
[cp]#新安江水库泄洪首次9孔全开#【#杭州#直击泄洪丨新安江水库水位出现第二次下降 紫金大桥坍塌风险大】建德市应急指挥中心实时监测情况显示,紫金大桥水位上涨明显,已经没过最后一个桥洞。新安江水库开启9孔泄洪后,紫金大桥坍塌风险很大。从9点10分开始,新安江水库水位基本稳住,9点10分,水位108.45米,9.点15分,水位108.44米,这也是昨天以来,水库水位第二次下降。目前新安江水流出库流量大于入库流量。http://t.cn/A6ycmLa3[/cp]
泄洪前后
通过降低水位,有效排除了县城的内涝。这里有人要问了,为什么不能提前泄洪?这实际上是基于风险和收益的权宜。提前泄洪可能叠加下游的洪水,或者在可能遇到的伏旱天气下加剧水资源的紧张。
No4:城市建设
歙县是一座古城,古人是怎么防洪的呢?通过仔细观察城区卫星图,结合历史资料,我们可以发现,古时候城市密集居民点并非亲水修建,河漫滩这些地方并没有开发成居民点,传统聚落都在没有水患的高处。
如何辨认新旧的城区呢?密集,矮小,不规则的是老城,整齐宽阔高大的建筑区是新城。我们可以发现,新城都在低洼的河漫滩,包括城市主干道也都在这里,而老城都不在河漫滩上面。
如上图,老城。传统的建筑物,矮小,错乱,街道窄,间距小。
如上图,新城,亲水,楼高,间距大,路宽。
从居住条件看,现代人更喜欢居住在新城,环境好,舒适。而城市道路也都转移到新城,因而并非毁灭性的内涝,却带来了全城的交通瘫痪。
同时,由于城市快速发展,基础排水设施跟进不到位,也是导致内涝的一个原因。当然这个原因对于此次洪水并不适用。此次洪水的流量大,集中,再加上上下游的原因(刚刚已经叙述),即便是发达的排水系统也无可奈何。对于山区盆地而言,更要因地制宜发展,妥善解决人地矛盾。在发展的过程中,存在不合理占用湿地的现象。滩涂被占用、河道被挤压,导致蓄洪、泄洪能力下降,这种局面下,排水设施的作用捉襟见肘。因而,唯一的办法,就是在今后城市建设中,尽可能避开这种河道,滩涂等影响行洪安全的地方,对于无地可用的地方,应该设法工程平整一些山地,避开这样的地方,必要的时候是可以搬迁的。
河谷县城和河滩县城不同,后者遇到大的泥石流,山洪灾难,可能就是毁灭性的。舟曲县的灾难就是一个很惨重的教训。
目前,还有很多县城处于这种模式,如果无法搬迁,在洪水期必须随时监测,及时预警,设立应急泄洪和应急逃生通道,避免重蹈覆辙。
如图,秦巴山区的“河滩县”
如图,重生的舟曲县,在上次泥石流的产流地,加了导流槽,并且避开了危险的河漫滩。未来可以抵抗中高程度的灾难泥石流,并且不至于造成毁灭性灾难。
文末彩蛋:浙江曾经还有一个规模和新安江水库类似的大型水库的规划,甚至相关地点的搬迁都已经完成,但是最后水库并没有修建。大家知道这是哪里吗?欢迎留言分享。
关注我们,获得答案~
往期回顾: