上海內澇氣象特征及成災原因分析

陳長太

（上海市水務規劃設計研究院，200233，上海）

上海地處環太平洋沿岸的主要自然災害帶，又是中緯度和海陸過渡帶，特定的地理環境和氣象條件導致每年自然災害較多，尤其是洪澇潮災害突出，對經濟社會影響也最大。20世紀90年代以來，受全球氣候變化、區域海陸效應、熱島效應、雨島效應的交替作用，加上地面沉降、海平面上升，上海地區水災頻次增多、強度增大趨勢明顯；尤其是局部性水災比以前增多，呈現出更加復雜、多變、突發的態勢。因此，必須嚴守城鄉防汛安全底線，為上海建成“卓越的全球城市”做好基礎保障。

一、成災氣象特征

1.臺風的多發性

上海濱江臨海的地理特性決定了其易受臺風侵襲。根據1884—2014年統計資料，上海5—10月共受熱帶氣旋影響272次，平均每年約2次，最多達11次 （1911年）；2000—2014年，當年生成臺風個數平均為23.2個，其中影響上海的臺風平均為2.6個（圖1）。21世紀以來，黃浦江河口吳淞站風暴潮增水超過1 m的就有15次，其中最大增水達1.86 m。臺風主要發生在每年5—10月，其中7—9月最多，約占全年的90.6%，尤以8月多發，約占全年的36.2%。風暴潮影響上海地區平均持續時間2～3天，長的可達5～6天。

影響上海的臺風主要有3個特點：一是季節性強，一般出現在汛期的夏季和秋季；二是伴隨影響多，臺風侵襲時一般都伴有大風、暴雨，易造成疊加影響；三是災害嚴重，臺風侵襲會對沿江沿海地區造成不同程度的經濟損失和人員傷亡，成為上海自然災害中最為嚴重的災害之一。

圖1　2000—2014年影響上海臺風個數統計

2.暴雨的突發性

由于大氣環流形勢及上海城市小氣候的改變，汛期暴雨表現為短歷時、強降雨、局部性。通過對1981—2010年上海地區主要天氣系統形成的暴雨特征統計分析可知，形成上海地區暴雨的主要天氣系統為靜止鋒、暖區、低壓、臺風。對暴雨分布特征進行分析，上海地區暴雨逐漸向強中暴雨、局部暴雨、特短歷時暴雨方向演變，全市性暴雨、特長歷時暴雨進入21世紀后逐漸減少，短歷時、局部性強降水已成為上海地區最具破壞力的自然災害之一。

3.潮位的趨高性

受全球氣候變暖、海平面上升、地面沉降以及洪澇水歸槽等綜合影響，沿江沿海年最高潮位抬高趨勢明顯。以黃浦江為例，20世紀50、60年代黃浦江蘇州河口最高潮位是4.50 m，60年代平均高潮位為4.38 m，到70、80年代上升到5.00 m，90年代后升到5.50 m至5.70 m，最高達5.72 m，近10年來，平均高潮位已超過4.90 m；20世紀 50—90年代，5.00 m以上高潮位共出現7次，而2000年一年就出現4次，刷新了歷史第二高潮位，達5.70 m。黃浦江米市渡站1948—1988年實測最高潮位為3.80m （1954年出現），該記錄保持了40年，而1996—2012年的短短17年間，超過3.80 m的年最高水位達44次，其中以2005年8月“麥莎”臺風期間出現的4.38 m為最高。1996—2011年的16年間有13年超過3.80 m。2013年10月“菲特”臺風影響期間，米市渡站創造歷史最高潮位新紀錄，達4.61 m（圖 2）。

4.風、暴、潮、洪遭遇的復雜性

隨著太湖流域綜合治理骨干工程基本建成，上游洪水的下泄速度加快，泄水量增大，黃浦江水位明顯抬升，致使黃浦江兩翼地區排澇能力明顯減弱，可排澇歷時明顯縮短，區域因洪致澇問題日益突出。特別是在2013年10月“菲特”臺風影響期間，黃浦江承泄的太湖流域洪澇水流量、流速均創歷史紀錄，米市渡最高水位遠超過1999年的特大梅雨期高水位。

圖2　米市渡站1991年以來年最高潮位系列圖

風、暴、潮、洪可能單一發生，但更多的是相伴而生、重疊影響?！岸鲱^”現象幾乎年年都會碰到，其中臺風與天文高潮遭遇會使得沿江沿海地區出現超警戒潮水位的高潮位；而暴雨和天文高潮遭遇，容易使得澇水不能及時排出而成災。“三碰頭”和“四碰頭”現象近年時有發生，如2005年8月“麥莎”臺風影響期間，全市普降大暴雨，同時又恰逢天文大潮汛和上游洪水下泄，黃浦江及蘇州河等內河水位全面超過警戒線，帶來較為嚴重的經濟損失。2013年“菲特”臺風風、暴、潮、洪“四碰頭”遭遇的災害，這次災害受“菲特”臺風殘留云系、冷空氣南下及第24號臺風“丹娜絲”的共同影響，全市和上游杭嘉湖地區普降大暴雨到特大暴雨，同時恰逢天文大潮汛，黃浦江干流、長江口及杭州灣潮位全線超警戒潮（水）位，浦東新區、嘉定區、青浦區、松江區、金山區等內河水位全面超警戒，金山、青浦、嘉定區等低洼地區嚴重受澇。因此，“三碰頭”“四碰頭”的威脅始終是上海的心腹之患，更是防汛工作的重中之重。

二、致災原因

根據歷史上發生澇災區域的自然條件、降雨情況、下墊面組成，以及調研反映情況，初步分析造成澇災的主要原因有以下幾點：

1.河湖水面率低，調蓄能力不足

上海市屬平原感潮河網地區，地勢低平，從災害統計分析可以清楚地看到，暴雨期間外河水位較高（高潮位和上游高水位綜合作用結果），澇水較難排出。在城市開發建設過程中“與水爭地”現象時有發生，根據《2016 上海市河道（湖泊）報告》，2016年全市河湖水面率為9.72%，低于2011年全國水利普查的9.77%。河道被填或縮窄導致河湖水面率過低、水系不暢、河道密度過稀，河道調蓄能力不足和空間分布不均勻，河道輸排水能力和雨水調蓄能力與本市除澇要求差距較大。

大數據時代的到來，使得網絡資源量逐漸增多。如能夠充分的利用網絡資源進行會計電算化教學，將能夠有效拓展學生的知識掌握范圍。以日常業務處理中的“憑證管理”為例，教學方法如下：首先，由教師為學生講解憑證管理的方法，并向學生強調“添加憑證”“出納簽字”“憑證審核”“主管簽字”“憑證記賬”的具體操作方式；其次，利用網絡資源為學生列舉與憑證管理知識有關的會計電算化案例，如：XX公司XX會計，執行憑證管理時，發現“出納簽字”無法執行，請同學們分析導致上述現象存在的原因；最后，當學生分析完成后，教師需為學生講解具體原因，如“上月未結賬”“試算不平衡”“操作人員無權限”等，以提高學生對憑證管理知識的掌握水平。

另外，受全球氣候變化影響，短歷時強暴雨有增加趨勢，一旦遭遇根本來不及預降；部分區域受排水動力、河道通航、工農業用水等條件制約，無法按調度要求預降到位，特別是一些地勢低、常水位高的區域有效調蓄空間不足，河湖作為防洪除澇“大海綿”的功能沒有被重復發揮，容易造成局部性澇災。

2.城市下墊面硬化，暴雨徑流增強

城市化的重要特征是地面硬質化、河網低密度化、排水管網化，由于下墊面的變化，暴雨徑流量增多，徑流強度增大，匯水快且集中，大量雨水通過眾多雨水管網系統收集就近強排入河，造成河網的蓄排水能力與管網排水能力不協同，河道水位會快速上漲。為避免漫溢潰堤帶來更嚴重的水災，當河道水位達到設計高水位時，應急采取沿河市政雨水泵站被迫停機措施，形成城市內澇。實際上，市政雨水排水系統是一個小系統，是一級排水，排水防澇安全還須依賴于與之相匹配的河網大系統二級蓄排能力。雨水泵站強排作用易加速河道水位上漲，加大河水漫溢風險，并未根本解決區域內澇問題，因此，地面硬化，下滲減少，暴雨徑流增大、增強是區域形成內澇的另一重要原因。

3.局部地勢低洼，排澇能力不足

低洼地區通過興建水利控制工程，將同樣高程的地區連成一片，形成水利控制片或圩區，外圍建設堤防、水閘和泵站工程，采用“圍起來、打出去”的方法保障除澇安全。但在低洼水利片內只注重圩區內建泵強排、不注重河湖面積保護和控制，致使圩區泵站排澇能力不斷增大，遠超過外圍泵站排澇能力，造成暴雨期間圩外河道水位快速上升，原來水利片內地勢較高不需建圩的區域因此受澇。農田強排、建圩中圩、隨意改變規劃建小圩區，增加了相鄰區域的排澇壓力，其本質是風險轉移或多增加一級排水，沒有解決除澇的根本問題。

4.超標準降雨超過設防能力

部分區域發生的實際暴雨時常超過規劃設計標準降雨，遠超過現狀除澇工程的設防能力，造成澇災也不可避免。 例如，“77·8”暴雨是上海有記錄的最大暴雨，暴雨中心在寶山塘橋附近，各時段降雨量均創有記錄以來的歷史之最。400 mm以上總雨量籠罩面積約230 km2（東到吳淞，西到南翔，南到彭浦，北到羅店），市區普陀北部、閘北北部、虹口北部、楊浦北部地區及嘉定、寶山地區一片汪洋，水淹深度淺處20～30 cm，深處1 m有余。

三、對策與措施

根據上海市各水利分片不同的功能特點、薄弱環節、核心問題及除澇風險等因素，在多措并舉的前提下，因地制宜提出有針對性的除澇策略。

①提高河湖水面率。加強河湖水面管控，加快中小河道整治，逐步達到《上海市總體規劃（2017—2035）》提出的全市河湖水面率達到10.5%左右的要求，進一步提高河湖水面的調蓄能力。

②增強澇水外排能力。完善骨干河網，加快通江達海骨干河道建設，疏拓、打通骨干河道瓶頸節點，開辟、拓寬外排口門，優化和完善外圍泵閘設施。

③推進落實海綿城市建設。綜合運用綠色屋頂、滲透鋪裝、雨水花園、下沉式綠地、植被淺溝等源頭下滲減排措施，加強低影響開發和改造，充分發揮“城市海綿”蓄、滯、截、滲等作用。

④加強水利片與圩區分級排水相互協調。優化并控制水利片內圩區布局及規模，合理制定圩內控制水位。

⑤完善水文站網和洪澇預警預報系統?？茖W制定洪澇調度方案，合理控制常水位，提高雨前預降能力，增大河網有效調蓄。

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