气象因素引发的洪涝灾害成因分析及防御对策

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摘要：2013年7月上中旬，大同地区出现了3次大到暴雨过程，引发了不同程度洪涝灾害，特别是7月14-15日这次大到暴雨过程，范围广、雨势大、雨量集中、局地性强、灾害损失重，本文对引发这次灾害的气象因素、地质因素以及人为因素作了逐一分析，对造成这次暴雨过程的天气系统的发展和演变作了详细分析，对提高洪涝的监测预报预警水平提出建议，为预报及防御气象灾害提供参考。

关键词：暴雨；洪涝成因；对策

中图分类号：P331文献标志码：A文章编号：

1672-1683（2015）001-0017-04

Flood disaster cause analysis and Prevention Countermeasures of meteorological factors trigger

—Datong in 2013 July 14-15 large rainstorm case analysis

GAO Qing-lan1，ZHANG Guo-yong2，BAI Hai-wei3，YANG Chun-cang1，BAI Gui-ju1，LIU Jie-li1，LI La-ping1，WANG Li-li1

（1.The Datong Meteorological Bureau，Shanxi Province，Datong 037010，China；2.The Shanxi Province Meteorological Bureau，Tai Yuan 030002；3.North University of China， Tai Yuan 030002）

Abstract：In mid July 2013，the Datong area appeared 3 times rainstorm process，caused the flood disaster in different degree，especially the July 14-15 this heavy rain process，range is wide，the big，rainfall concentrated，local strong，disaster losses，were analyzed based on the meteorological factors，causing the flood geological factors and human factors，the development and evolution of weather system causing the heavy rain process was analyzed in detail in this paper，put forward suggestions on monitoring and forecasting warning level of flood disaster，provide a reference for the prediction and prevention of meteorological disasters.

Key words：Storm；causes flooding；countermeasures

洪涝是中国最为严重的自然灾害之一，洪涝突发性强，破坏性大，近年来已成为防灾减灾的突出问题[1]。2013年入夏以来，大同市降水比往年同期偏多，主要集中在7月上中旬。6月28日至7月2日、7月7日至7月11日、特别是7月14日至7月15日期间，大同市县区出现了历史上罕见的大到暴雨天气过程，降雨持续异常偏多，造成各县（区）不同程度受灾，部分村民住房受雨水浸蚀，农村土坯房（含土窑洞）严重受损，一些年久失修的土窑洞已倒塌，部分农作物被淹，中小型山洪3次，崩塌1次，经济损失严重。鉴于这次大到暴雨造成的灾害损失严重，我们对其过程特点、形成原因加以分析、总结，并提出相应对策。

1洪涝灾害特点

1.1洪涝灾害影响范围广

2013年7月14日-15日，全省降水主要集中在忻州西部、朔州大部、大同地区（如图1所示）。强降雨基本覆盖大同的所有县区和大同市城区，这次大范围的大到暴雨天气过程，8县区（国家站）过程降水量介于24.7～62.7 mm。本次过程降雨量大，范围广，灾害面大，导致8个县区都受到了不同程度的洪涝灾害。

图1大同市2013年7月14日8时-7月16日8时累计降水量

1.2降雨强度大，维持时间短

自7月14日20时到15日5时，大同地区出现了较强降雨过程（图2）。其中强降雨中心在天镇、阳高两县，从图2可以看出，天镇的降水集中在7月14日20时-7月15日05时，累计降雨量为43.8 mm，最强降水主要时段集中在14日20时至15日02时，大同县从20时到23：40降水量为34.9 mm，加密区域雨量站降水量超过50 mm的乡镇计44个，25～50 mm的为50站，最大乡镇雨量（阳高孙仁堡）达110.1 mm，小时最大雨强19.7 mm。雨势大、雨量集中、局地性强。高强度、短历时的集中降雨是引起洪涝灾害及中小型山洪、崩塌等次生灾害最主要的原因之一。全市各县区不同程度受灾，天镇损失最为严重。

图2天镇县2013年7月14日14时-7月16日6时逐小时降水实况

1.3灾害损失重

据民政部门调查统计，受洪涝灾害影响，全市各县区都受到了不同程度的洪涝灾害，受灾人口113 223人，倒塌房屋3291间1 372户3 385人，严重损坏房屋14 943间5 280户14 001人，一般损坏房屋82 639间37 273户95 837人，紧急转移安置9 848户28 328人，农作物受损2 972.6 hm2，绝收504.2 hm2，受灾比较严重的是天镇县，全县倒塌房屋1 457间522户1 271人，严重损坏房屋8 341间2 779户6 943人，一般损坏房屋59 714间27 916户75 340人，紧急安置转移6 620户19 875人。经济损失约24 521.65万元。

2洪涝成因分析

2.1气象因素

洪涝灾害通常是洪水灾害和涝淹灾害的合称。洪灾是指河流泛滥淹没田地所引起的灾害。涝灾是指长期大雨或暴雨而产生大量积水和径流，淹没了低洼的土地所造成的灾害。洪灾和涝灾往往同时发生，“洪”一般都会引起“涝” ，因此，洪” 与“涝” 相连，成为一种气象灾害[2] 。

2.1.1前期降水偏多

2013年6月28日至7月11日，我市出现了两次明显的降水天气过程，各县区过程累计降水量介于20.4～77.0 mm，平均降水量44.1 mm。降水主要集中在我市东部大部分地区及南部部分地区。区域站降水量超过50 mm的乡镇计25个，乡镇最大降水出现在灵丘县赵北乡，为87.7 mm。

从时间分布来看，7月降水主要集中在上中旬，全市上旬平均降水量为92.3 mm，同比异常偏多198%，为1981年以来同期最大值；全市中旬平均降水量为55.3 mm，同比异常偏多96%（见图3）

图3大同市历年7月份降水演变

2.1.2高空环流形势

“副高+西来槽”是山西暴雨的典型形势模型[3]。在7月14日-15日降水过程中，亚洲中高纬地区呈“两脊一槽”形势[4]。在上下游两个强势暖脊的影响下，大部分冷空气盘踞在贝加尔湖北侧，而少部冷空气则沿巴湖脊滑下，影响新疆一带。14日20时，高原短波槽与河西走廊短波槽合并，并移至河套西部阿拉善高原。在北方冷空气逐渐东移南下和台风“苏力”登陆北上的共同作用之下，副热带高压逐渐东退，下游的暖脊随着冷平流的汇入，逐渐减弱，同时贝加尔湖冷涡逐步向东向南发展，15日贝湖冷涡槽与中纬度槽合并为500 hPa深槽，形成了稳定的环流形势，造成了降水的持续时间长。

2013年7月14日08时至15日20时，南亚高压持续加强，高空急流呈准纬向，山西处于南亚高压东北侧的发散气流控制区，高层辐散条件良好，急流抽吸作用较强（图4）。

图42013年7月14日8时-16日8时环流配置

2.1.3动力条件

高空700 hPa，14日20日开始，随着高空槽的发展东移，西太平洋副热带高压的逐渐东退，位于山西中部的横切逐渐转为经向，与贝湖低槽合并；地面上，先期脊前下滑的冷空气与冷涡东移后部的冷空气合并，冷锋逐渐东移，在14日夜间至15日8时冷锋的移动缓慢，持续的抬升作用，造成了此次降水的持续。降水主要集中在西太副高西北侧“584线”附近。14日20时开始大同上空转为上升运动，维持到15日20时前后。200 hPa高层急流一直存在，低层15日8时-20时之间冷锋过境，过境后低层转为西北风控制。

2.1.4热力条件

在降水开始之初，北部的冷空气明显，南部的暖湿舌一直延伸到山西中北部。大同地区处在假相当位温随高度减小（θsez<0），处在不稳定层结中，热力的不稳定促进了暖湿空气的抬升。

2.1.5水汽条件

从图5可以看出，850～700 hPa两层温度露点差都小于4 ℃，接近饱和。在山西北部出现了很强的低层水汽辐合。晋北地区处在中低层湿层深厚，是明显的持续性降水的探空形势。700 hPa西南大风速带的建立与北伸，为晋北地区降水输送了热力平流，造成了层结的不稳定；同时输送水汽到晋北地区，从欧洲数值预报中心细网格资料可以清晰看出，随着横切的转竖，西南急流加强，14日夜间至15日2时，晋北地区位于急流出口区，风速的辐合极强，这是造成阳高、天镇降水较大的主要原因。850 hPa东南急流自台风东侧外围将水汽输送至晋北地区。14日20时850～700 hPa比湿分别达到15 g/kg和10.5 g/kg，整层水汽通量大，造成了降水量级偏大。

图514日20时中尺度分析

2.2地形、地质因素

大同市位于山西省北部大同盆地的中心、黄土高原东北边缘。境内最高峰是阳高县六棱山主峰黄羊尖2 420 m，最低处为灵丘县冉庄河558 m，境内地貌类型复杂多样，山地、丘陵、盆地、平川兼备。土石山区、丘陵区占总面积的79%。主要有恒山、太白山、六棱山等。桑干河自西南向东北横贯全市，形成了周围高、中间低、两山夹一川的槽型盆地。除桑干河外，境内主要河流还有属海河水系的御河、南洋河、壶流河、唐河和属黄河水系的苍头河。尤其是御河由北向南穿城市中心区域而过，特大山洪沿河暴发时，对两岸人民生命财产的构成极大威胁。

生态系统环境非常脆弱。稀疏的植被对环境的调节作用和保水保土效应已不明显。植被较少，抗蚀能力差，水土流失较为严重，干燥贫瘠的土壤使地表土层疏松，各要素之间仅维持相互保护的关系，它们之间的联系因水分循环弱而被破坏，较小的扰动即可使系统崩溃[5]。由气象条件引发的山洪、地质灾害及农业气象灾害等也较为严重。

2.3人为因素

人类经济活动对自然的破坏。 乱砍滥伐和毁林开荒使生态环境恶化，森林植被面积少，生态环境恶化，水土流失严重[2]。随着经济活动强度的日益增加，经济建设对地质环境的影响越来越大。大同素有“煤海”之称，地下矿藏的分布面广，长期大量无序的挖山，采石，开垦等活动，部分矿山开采区域出现塌陷，使环境负荷加重，同时也给城市及周边村落带来了极大的灾难隐患。

水患意识薄弱。大同地处中温带大陆性半干旱季风气候区，因距海洋较远，加之境内山地的屏障作用，暖湿气流难以大量深入，属于中国降水量较少的地区，群众中有“十年九旱”之说[6]，干旱导致土质疏松，遇有较大降水极易导致滑坡、泥石流等地质灾害的发生[7]。在山区，危险区一般处于河谷、河口、河滩陡坡下、低洼处和不稳定的山体下[8]。有些村民将房屋建造在沿河的地势低洼处等危险地带，缺乏水患意识和防灾意识，对山洪洪涝灾害的危害性认识不足，防洪减灾意识比较淡薄，行洪河道人为障碍增多，行洪能力明显下降[2]，存在麻痹思想，关键时刻缺乏自防自救的能力。

人为原因造成的洪灾，主要是河道设障严重，人为束窄河道，洪水不能畅泄造成的洪灾[9]。

3防御体系及对策

针对7.15气象灾害，坚持以人为本，趋利避害，统筹规划，突出重点，依法防灾，科学应对原则。暴雨山洪地质灾害重点防治区监测、通信、预警、预报等非工程措施为主，并与工程措施相结合的防灾减灾体系，最大限度地减少财产损失，确保大灾面前无死亡。

3.1科学预报

依托气象卫星、雷达、自动站等现代化气象灾害监测手段、科学合理的预报业务技术流程（技术业务流程如图6所示），专家联合会商，强化密切监视实时通报，于7月12日提前预警灾害天气，与国土资源局的会商沟通，两局联合发布了地质灾害气象风险预警，指出受暴雨影响，部分地区发生崩塌、山洪、泥石流等地质灾害的可能性大，提醒相关部门、广大市民最好预防，为防灾减灾争取时间、发挥重要作用。

图6技术业务流程图

3.2及时启动气象灾害应急预案

制作决策服务材料，向当地政府提供决策服务（大同市气象灾害应急指挥体系框如图7所示）。政府领导、部门联动促进共同防御，发现问题及时排险，措施得力。研究[10]表明，气象、国土、水文、地质、民政、通讯、交通，卫生、宣传等部门建立协调一致、反应迅速的防御体系，科学防御山洪、滑坡、泥石流等地质灾害是减轻灾害损失的有效手段。

3.3充分利用现代化通讯手段

通过新闻及媒体，将局地暴雨预报、地质灾害气象风险预警，快速传达至目标用户群，建立快捷有效的防御体系，科学防御山洪、滑坡、泥石流等地质灾害，重点河道建立完备的应急防汛预案，实施应急排险，勘查治理或搬迁避让的具体措施，提高防灾减灾能力。

3.4加强防洪应急避险

在洪涝高风险区，提高水利设施的防御标准与经济社会发展相适应，降低暴雨洪涝灾害发生的风险性。提前对防洪

图7大同市气象灾害应急指挥体系框

工程开展综合治理，修筑堤防，整治河道，合理采取蓄、泄、滞、分等工程措施。居住在病险水库下游、山体易滑坡地带、低洼地带、有结构安全隐患房屋等危险区域人群，及时转移到安全区域。

4结论

（1）有利于暴雨的高空环流形势、动力条件、热力条件、水汽条件是这次气象灾害形成的主要气象要素。

（2）洪涝、山洪地质灾害是大同最为严重的自然灾害之一，前期降水偏多，且在14日20时至15日02时，雨量集中，短时雨势大，小时最大雨强20 mm，局地性强是这次暴雨引发洪灾的主要原因。

（3） 特殊的地形、地质条件加剧了洪灾的强度，人为影响也是不可忽略的因素。

（4）灾害性天气可预报、可预防。此次过程范围之广，雨强之大历史罕见，预报难度一般，但暴雨的落区不好掌握。此次过程预报准确，进而才能产生后续气象服务以及部门联防的良好效果。

（5）洪涝、山洪地质灾害防治是一项庞大的社会工程，预报再准确，发布再及时，相关部门和广大市民不能正确地采取应对措施，防灾减灾的效果就会大打折扣。这就要求政府应加强宏观调控，建立健全防洪、减灾的政策法规体系，尤其重要的是须提高防洪调度指挥能力，相关部门以及广大市民提升防灾减灾意识，共同防御的力量一定优于政府部门单方面的措施预防。普及防灾减灾知识势在必行，也是部门联合防御向全民防御转变的必要基础。

（6）洪涝灾害防治是一门边缘、交叉学科，各科研单位须既有分工又有合作，共同加强山洪地质灾害的科学研究。

（7）随着社会经济财富的增加，洪涝灾害在加剧，人类对洪涝适应性对策（包括消极的经济欠发展行动和积极的兴修水利策略）在一定程度上可以缓解洪涝灾害[11]。加强荒山荒坡绿化，改善生态环境，提高防洪工程标准，依然是政府和社会今后努力方向。

参考文献：

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