暴雨防御科普知识
暴雨及其定义
暴雨（英文名称 torrential rain;rainstorm;storm ）是指降水强度很大的雨，常在积雨云中形成。中国气象上规定，每小时降雨量16毫米以上、或连续12小时降雨量30毫米以上、24小时降水量为50毫米或以上的雨称为“暴雨”。
按其降水强度大小又分为三个等级，即24小时降水量为50-99.9毫米称“暴雨”、100-249.9毫米之间为“大暴雨”、250毫米以上称“特大暴雨”。但由于各地降水和地形特点不同，所以各地暴雨洪涝的标准也有所不同。
在业务实践中，又可按照发生和影响范围的大小将暴雨划分为：局地暴雨、区域性暴雨、大范围暴雨、特大范围暴雨。
局地暴雨历时仅几个小时或几十个小时左右，一般会影响几十至几千平方千米，造成的危害较轻。但当降雨强度极大时，也可造成严重的人员伤亡和财产损失。
区域性暴雨一般可持续3～7天，影响范围可达10～20万平方千米或更大，灾情为一般，但有时因降雨强度极强，可能造成区域性的严重暴雨洪涝灾害。
特大范围暴雨历时最长，一般都是多个地区内连续多次暴雨组合，降雨可断断续续地持续1～3个月左右，雨带长时期维持。 特大暴雨是一种灾害性天气，往往造成洪涝灾害和严重的水土流失，导致工程失事、堤防溃决和农作物被淹等重大的经济损失。特别是对于一些地势低洼、地形闭塞的地区，雨水不能迅速宣泄造成农田积水和土壤水分过度饱和，会造成更多的灾害。
我国暴雨致灾形式多样
受东亚季风影响，从晚春到盛夏，冷暖空气交汇频繁，暴雨中尺度对流系统发展活跃，导致我国暴雨频频发生，并体现出季节性明显、时空分布不均匀等特点。中国气象局武汉暴雨研究所副所长黄治勇介绍说，由于我国地形复杂，不同地区的下垫面条件、地质结构等存在较大差异，使得我国暴雨的致灾形式较为多样。
流域洪涝
我国地形的特点是东南低、西北高，地面坡度大，部分地区植被条件差，造成汇流快，洪水量级大。我国几条主要河流面积较大，当遭遇流域大范围的暴雨时，易导致干支流洪水，洪峰叠加，形成峰高量大的暴雨洪水。1991年夏季江淮地区持续性洪涝给国家造成的经济损失就高达上千亿元；1998年发生在长江流域的特大洪涝灾害造成的直接经济损失超过1600亿元；2003年6月江淮流域又发生了自1991年以来最为严重的一次洪涝灾害，苏皖两省受灾人口达4803.5万。
城市内涝
夏季，我国大多数的暴雨具有突发性强、强度大、范围集中等特点，而当短时间内的降水量超过城市排水能力就易导致城市内涝。
根据住房和城乡建设部2010年对国内351个城市排涝能力的专项调研显示，2008年至2010年间，有62%的城市发生过不同程度的内涝，其中内涝灾害超过3次以上的城市有137个。
城市内涝是我国城市进程面临的巨大挑战，如何应对城市内涝，也是我国的城市规划、政府管理、应急服务等急需解决的问题。
次生地质灾害
我国是一个多山的国家，山地、高原和丘陵占国土面积的69％。暴雨在山区发生时，易导致泥石流、山体崩塌和滑坡等次生地质灾害，给人民生命财产造成极大损失。
2010年8月7日，甘肃省舟曲县因强降雨引发滑坡泥石流，堵塞嘉陵江上游支流白龙江，形成堰塞湖，造成1400多人死亡，舟曲县内三分之二区域被水淹没。
《汶川地震重灾区资源环境承载能力评价》报告指出，“5·12”汶川地震后，地震重灾区的次生山地灾害将进入新一轮的高发期。（王敬涛 林春泽）
我国暴雨的季节与地域分布
中国是多暴雨的国家，除西北个别省、区外，几乎都有暴雨出现。我国属于季风气候，从晚春到盛夏，北方冷空气且战且退。冷暖空气频繁交汇，形成一场场暴雨。
我国大陆上主要雨带位置亦随季节由南向北推移。4～6月间，华南地区暴雨频频发生。6～7月间，长江中下游常有持续性暴雨出现，历时长、面积广、暴雨量也大。7～8月是北方各省的主要暴雨季节，暴雨强度很大。8～10月雨带又逐渐南撤。
夏秋之后，东海和南海台风暴雨十分活跃，台风暴雨的点雨量往往很大。
洪水灾害种类
洪水灾害的形成受气候、下垫面等自然因素与人类活动因素的影响。洪水可分为河流洪水、湖泊洪水和风暴潮洪水等。其中河流洪水依照成因的不同，又可分作以下几种类型：
（1）暴雨洪水是最常见的威胁最大的洪水。它是由较大强度的降雨形成的，简称雨洪。我国受暴雨洪水威胁的主要地区有73.8万平方公里，分布在长江、黄河、淮河、海河、珠江、松花江、辽河7大江河下游和东南沿海地区。河流洪水的主要特点是峰高量大，持续时间长，灾害波及范围广。近代的几次大水灾，如长江 1931年和1954年大水、珠江1915年大水、海河1963年大水、淮河1975年大水等，都是这种类型的洪水。
（2）山洪是山区溪沟中发生的暴涨暴落的洪水。由于山区地面和河床坡降都较陡，降雨后产流和汇流都较快，形成急剧涨落的洪峰。所以山洪具有突发性强、水量集中、破坏力强等特点，但一股灾害波及范围较小。这种洪水如形成固体径流，则称作泥石流。
（3）融雪洪水主要发生在高纬度积雪地区或高山积雪地区。
（4）冰凌洪水主要发生在黄河、松花江等北方江河上。由于某些河段由低纬度流向高纬度，在气温上升、河流开冻时，低纬度的上游河段先行开冻，而高纬度的下游河段仍封冻，上游河水和冰块堆积在下游河床，形成冰坝，也容易造成灾害。在河流封冻时也有可能产生冰凌洪水。
（5）溃坝洪水是指大坝或其它挡水建筑物发生瞬时溃决，水体突然涌出，给下游地区造成灾害。这种溃坝洪水虽然范围不太大，但破坏力很大。此外，在山区河流上，在地震发生时，有时山体崩滑，阻塞河流，形成堰塞湖。一旦堰塞湖溃决，也会形成类似的洪水。这种堰塞湖溃决形成的地震次生水灾的损失，往往比地震本身所造成的损失还要大。 我国幅员辽阔，除沙漠、戈壁和极端干旱区及高寒山区外，大约2/3的国土面积存在不同类型和不同危害程度的洪水灾害。如果沿着400毫米降雨等值线从东北向西南划一条斜线，将国土分为东西两部分，那么东部地区是我国防洪的重点地区。
涝灾与洪灾的区别
涝灾与洪灾的共同点是地表积水（或径流）过多，区别是涝灾因本地降水过多而造成，洪灾则是因客水入境而造成。
涝灾：由于本地降水过多，地面径流不能及时排除，农田积水超过作物耐淹能力，造成农业减产的灾害。造成农作物减产的原因是，积水深度过大，时间过长，使土壤中的空气相继排出，造成作物根部氧气不足，根系部呼吸困难，并产生乙醇等有毒有害物质，从而影响作物生长，甚至造成作物死亡。
洪灾：由于江、河、湖、库水位猛涨，堤坝漫溢或溃决，使客水入境而造成的灾害。洪灾除对农业造成重大灾害外，还会造成工业甚至人员生命财产的损失。
洪水是一种峰高量大、水位急剧上涨的自然现象。洪水按其成因可分为暴雨洪水、融雪洪水、冰凌洪水和雨雪混合洪水等。
我国防汛抗洪的方针是“安全第一，常备不懈，以防为主，全力抢险”。基本任务是积极采取有力的防御措施，力求减轻洪水灾害的影响和损失，保障人民生命财产安全和经济建设的顺利发展。
【科普解读】暴雨预报难在哪？
进入主汛期以来，我国北方多地先后遭遇暴雨重创，海河、黄河流域汛情严峻。一时间，公众关注的目光再次聚焦在气象部门的暴雨预报上，需求更为迫切，要求更为严格。但是，作为一道世界性难题，暴雨预报究竟难在哪里？
大气运动充满了不确定性
中央气象台首席预报员马学款告诉记者，暴雨通常是由中尺度天气系统造成的。每小时降雨量在16毫米以上、或连续12小时降雨量在30毫米以上、或24小时降水量为50毫米及以上的雨称为“暴雨”。根据其降水强度的大小又细分为“暴雨”、“大暴雨”和“特大暴雨”。
一般来说，形成暴雨需要三个条件，即充足的水汽供应，较强的垂直上升条件和一定的降水持续时间。在暴雨预报的过程中，预报员需要充分考虑这三个条件来判断降水过程可能形成暴雨的量级。
马学款说，暴雨的形成多与中尺度天气系统有关。中小尺度对流云团的空间尺度一般在20至200公里，而我国目前探空站之间的距离至少也都在200公里以上，在空间和时间分辨率上对这种较小尺度天气系统相关信息的捕捉能力有所欠缺，而卫星、雷达等观测资料更多的是在短时临近预报中发挥作用。所以，暴雨的中短期预报相对来说存在一定的难度，尤其是在准确捕捉或判断强降水中心的落区和时间方面。这就好比用网捕鱼，网眼太大，小尺度的天气系统难免会成为漏网之鱼。
另外，大气运动是一个相当复杂的结构，受到海陆分布、地形和下垫面条件的影响，甚至人类活动都会对大气运动的规律性带来一定的影响，从而导致暴雨的出现产生一定的不确定性。
天气预报是一个完整的体系
一直以来，气象工作者都在为提高暴雨预报的准确率而不懈努力，每个预报员都梦想能够突破它造成的瓶颈。但是暴雨预报水平的提高与其他天气预报一样，需要以天气业务整体水平的提升为依托，这是一个完整的体系，从观测、数据处理到数值预报模式及天气预报理论的发展，从预报平台的改进到预报员本身的经验与水平的提高，诸多环节缺一不可，任何环节的薄弱都会最终影响到暴雨预报的准确率。马学款坦言，目前就天气业务整体水平而言，我国与世界发达国家还存在着一定的差距。
近年来，我国的暴雨预报已经在精细化方面做了很多有益的探索和实践，未来暴雨预报将继续朝着定时、定点、定量的方向发展。目前，对于强降雨过程和天气趋势，可以提前一周做出判断，但是要求预报准确率较高的话，则需要在三天或者更短的时间。就我国目前的暴雨预报情况来看，预报员对于暴雨过程、影响的范围和时间的把握相对较好，但是对强降水中心的落区、量级以及影响的准确时段的预报，难度还较大。
据记者了解，像美国这样的气象科学技术比较发达的国家，它的暴雨准确率一般在22%至23%，我国也差不多是这个水平。因此，从世界范围来看，暴雨预报都是一个大难题。此外，不同季节、不同地区、不同天气系统，也会造成暴雨预报准确率的差异。
降水的不均匀和不确定可致空报漏报
既然预报员都能较好地捕捉到降雨过程，那么为什么还会出现漏报和空报的现象呢？马学款说，这是因为大气系统里的降水是不均匀的。他举了个形象的例子，如果把降水这一过程类比于我们拿起一盆水向外泼，那么泼出去的水肯定是不均匀地落在地面上，会有被淋湿的地方，也会有没被淋到的地方，实际的落区也会与预计的落区有所差异。这就是出现大范围降水过程中局地可能会出现漏报与空报的原因。在这个过程中，预报员要想判断哪几个点是最大的落水点，那就是难上加难。
一般来说，预报员进行暴雨预报工作主要是依赖于观测数据和数值模式的预报，在此基础上，预报员再通过自身的知识和经验来对预报结果进行判断与订正。由于数值预报模式不可能百分之百的准确，因此，预报员的个人业务能力和经验的累积就显得尤为重要。一直以来，预报员的暴雨预报准确率相比数值模式有明显提高，预报员在暴雨预报中发挥着不可替代的作用。
同时，马学款表示，短时临近的监测和预报对于暴雨预报预警和服务具有重要的意义。根据卫星、雷达及其他监测资料，提前几十分钟到几个小时发布预警信息，也可以有效地弥补突发性、局地性暴雨长时效预报能力的不足。
山体滑坡和泥石流的特点、识别及防范
滑坡是指山坡在河流冲刷、降雨、地震、人工切坡等因素影响下，土层或岩层整体或分散地顺斜坡向下滑动的现象。滑坡也叫地滑，群众中还有“走山”、“垮山”或“山剥皮”等俗称。
泥石流是指在降水、溃坝或冰雪融化形成的地面流水作用下，在沟谷或山坡上产生的一种挟带大量泥砂、石块等固体物质的特殊洪流。俗称“走蛟”、“出龙”、“蛟龙”等。
一、滑坡、泥石流的特点
滑坡的特点是顺坡“滑动”，泥石流的特点是沿沟“流动”。不论是“滑动”还是“流动”，都是在重力作用下，物质由高处向低处的一种运动形式。因此，“滑动”和“流动”的速度都受地形坡度的制约，即地形坡度较缓时，滑坡、泥石流的运动速度较慢；地形坡度较陡时，滑坡、泥石流的运动速度较快。
二、滑坡、泥石流的识别
（一）滑坡的识别依据
1、地形地貌依据：当斜坡上发育有圈椅状、马蹄状地形或多级不正常的台坎，其形状与周围斜坡明显不协调；斜坡上部存在洼地，下部坡脚较两侧更多地伸入河床；两条沟谷的源头在斜坡上部转向并汇合；上述地貌现象说明，这些地段可能曾经发生过滑坡。斜坡上有明显的裂缝，裂缝在近期有加长、加宽现象；坡体上的房屋出现了开裂、倾斜；坡脚有泥土挤出、垮塌频繁；上述地貌现象可能是滑坡正在形成的依据。
2、地层依据：曾经发生过滑坡的地段，其岩层或土体的类型、产状往往与周围未滑动斜坡有着明显的差异。与未滑动过的坡段相比，滑动过的岩层或土体通常层序上比较凌乱，结构上比较疏松。
3、地下水依据：滑坡会破坏原始斜坡含水层的统一性，造成地下水流动路径、排泄地点的改变。当发现局部斜坡与整段斜坡上的泉水点、渗水带分布状况不协调，短时间内出现许多泉水或原有泉水突然干涸等情况时，可以结合其它证据判断是否有滑坡正在形成。
4、植被依据：斜坡表面树木东倒西歪，一般是斜坡曾经发生过剧烈滑动的表现；而斜坡表面树木主干朝坡下弯曲、主干上部保持垂直生长，一般是斜坡长时间缓慢滑动的结果。
（二）泥石流沟的识别依据
1、物源依据：泥石流的形成，必须有一定量的松散土、石参与。所以，沟谷两侧山体破碎、疏散物质数量较多，沟谷两边滑坡、垮塌现象明显，植被不发育，水土流失、坡面侵蚀作用强烈的沟谷，易发生泥石流。
2、地形地貌依据：能够汇集较大水量、保持较高水流速度的沟谷，才能容纳、搬运大量的土、石。沟谷上游三面环山、山坡陡峻，沟域平面形态呈漏斗状、勺状、树叶状，中游山谷狭窄、下游沟口地势开阔，沟谷上、下游高差大于300米，沟谷两侧斜坡坡度大于25度的地形条件，有利于泥石流形成。
3、水源依据：水为泥石流的形成提供了动力条件。局地暴雨多发区域，有溃坝危险的水库、塘坝下游，冰雪季节性消融区，具备在短时间内产生大量流水的条件，有利于泥石流的形成。其中，局地性暴雨多发区，泥石流发生频率最高。
如果一条沟在物源、地形、水源三个方面都有利于泥石流的形成，这条沟就一定是泥石流沟。但泥石流发生频率、规模大小、粘稠程度，会随着上述因素的变化而发生变化。已经发生过泥石流的沟谷，今后仍有发生泥石流的危险。
三、滑坡、泥石流的防范
在山地环境下，滑坡、泥石流现象虽然不可避免，但通过采取积极防御措施，滑坡、泥石流危害则是可以减轻的。
（一）逃避山体滑坡重在识别前兆。山体滑坡往往非人力可以制止，但我们可以通过弄清楚其爆发前暴露的前兆特征，及早安全撤离危险区域。崩塌的前兆特征主要有如下几个方面：崩塌的前缘掉块、坠落，小崩小塌不断发生；崩塌的脚部出现新的破裂形迹，能嗅到异常气味；不时能听到岩石撕裂、摩擦、碎裂的声音；出现热、氡、气、地下水质、水量等异常；动植物出现异常现象。如果发现这样的征兆，居住在滑坡附近或行走在易滑坡地带的人们就要及早转移撤离。要是发现山坡前缘土体隆起，山体裂缝急剧加长加宽等异常现象，也要及早采取转移等避险措施。
（二）泥石流将爆发时要朝山坡两侧跑。泥石流往往发生在特定的泥石流沟谷中，因此，掌握判断泥石流沟谷并远离它们的技巧，对于自救很有必要。泥石流沟谷上游像漏斗、饭勺、树叶，中游深且窄，下游则较为开阔，沟谷上、下游相对高差一般在300米以上。如果沟谷上游存在山塘水库、或沟内地下水丰富，它们在遇到连续强降雨天气时，更易爆发泥石流。要特别警惕的是，泥石流往往突然爆发，因而逃生机会很小。因此，当听到山沟内有轰鸣声，或看到主河洪水上涨、正常流水突然断流，应该马上意识到泥石流就要到来，并立即采取逃生措施。在逃跑中要注意选择正确的方向：不要顺沟方向朝上游或朝下游跑，应该朝着沟岸的两侧山坡跑，但注意不要停留在凹坡处。
从制度上确保灾害防御关口前移
——河北省出台全国首个暴雨灾害防御政府规章
7月21至22日， 25至26日，27至29日……步入主汛期后，中雨、大雨暴雨、特大暴雨一次次冲刷着燕赵大地。在历次暴雨灾害应对过程中，“政府主导、部门联动、社会参与”的气象灾害防御体制机制发挥了关键作用，灾害防御成效显著。“气象及时预警、部门迅速联动、公众积极响应、及时转移受威胁区人员”成为最主要的成功经验。
如何将这一成功经验上升到法律层面，更好地预防暴雨灾害、最大限度地减少或避免人员伤亡和财产损失？经过长时间的谋划，在前期全省气象防灾减灾绩效管理试点工作基础上，8月1日，河北省政府正式出台了《河北省暴雨灾害防御办法》（以下简称《办法》）。这也是目前国内第一部专门针对暴雨灾害防御的政府规章。
总结前期经验 强化制度保障
2012年以来，在河北省委、省政府和中国气象局领导的关心和支持下，河北省气象部门基层台站综合改革以及气象防灾减灾绩效管理试点工作顺利开展。全省各地气象灾害防御指挥机构基本建立，气象灾害应急预案体系进一步完善，气象灾害应急处置能力不断增强。但同时，频发多发重发的气象灾害也对进一步做好防灾减灾提出了新的挑战。
面对气象预警，各级领导如何更好地科学决策？各部门如何更好地协调联动？威胁地区群众如何更有效地应对？
早在3月29日，河北省委副书记、省长张庆伟到省气象局调研时，就在深入思考这些问题：气象科普不仅要送农村、送社区、送学校、送企业，也要送领导，送政府部门，只有掌握科学知识、了解气象预报、理解预警含义、明确应对措施，领导才能科学决策，部门才能有序联动，公众才能有效行动，才能科学、高效地预防灾害，最大限度地避免伤亡。
此后，气象部门便按照省领导的要求，组织相关人员做好灾害的风险管理，编制工作方案。
其间，张庆伟与河北省气象局局长姚学祥的手机成了热线，张庆伟不仅询问雨情、预报，也不断提出问题和思考，交流心得体会，探讨对策、措施。亡羊补牢不如未雨绸缪。姚学祥建议，应进一步细化《河北省气象灾害应急预案》，明确各部门职责，将管理重点放在灾害来临之前，变急应为应急，变应急为预防。
7月21日至22日，入汛以来最强降水袭击河北。接到气象预警后，各市县气象灾害防御指挥部立即行动起来，各成员单位按照各自职责，迅速行动，有效联动。25日，省长张庆伟到涞水县查看灾情时说：“在应对灾害面前，‘发布预警—部门联动—及时转移危险区域群众’这种方式十分行之有效，这是这次“7·21”暴雨灾害防御工作的一个宝贵经验。”
7月29日，张庆伟再次深入灾区，慰问受灾群众，指导救灾工作，并召开现场会研究部署灾区恢复重建工作。所见所闻让张庆伟进一步认识到出台规范文件的必要性和紧迫性。当天晚上，张庆伟在与其他省领导反复协商后，决定由副省长沈小平负责组织起草《办法》，以制度为保证，依法强化气象预警信息“发令枪”作用，全面加强灾前管理，充分发挥政府主导、部门联合、社会参与的作用。
众多部门参与 重在灾前防御
“按照张庆伟的重要指示精神，省气象局牵头组织制订《办法》。”7月30日上午，沈小平召集省政府办公厅、省气象局、省水利厅、省政府应急办和省政府法制办等部门负责同志参与的协调会，安排部署《办法》制订工作。
随即，省气象局成立了以姚学祥为组长、副局长张守保为副组长的《办法》起草小组。省政府办公厅、应急办、省政府法制办派出多位专家，指导、参与《办法》的编制工作。
《办法》起草小组分别联系28个各行业、部门的负责人，了解其在暴雨灾害防御可能采取的应对举措，同时把《办法》的起草标准告知对方，对方根据标准提供相关信息和建议。随后，气象局、省政府办公厅、应急办、省政府法制办的专家一同进行凝练、汇编，完成了《办法》（草案）的初稿。
“我们编制的《办法》是针对预警信息发布之后到灾害来临之前做好防御，而不是针对灾害发生后如何抢险救灾重建的。《办法》涉及到28个部门，每个部门按照规定，对应相应的职能承担相应的责任。在《办法》中力求按照每个预警等级来采取相应的防御保障措施。在每个等级下，相关部门应该采取什么措施是对应的。”7月31日上午，沈小平召集省气象局、省交通厅、省卫生厅等28个部门负责人，集中讨论、审改《办法》（草案）。会后，各部门负责人回到单位，组织有关人员研讨，再次对《办法》提出修改意见。在此基础上，起草小组进一步修改、完善了《办法》。随后，省领导对《办法》进行了修改、审定。
明确部门职责 提升应急效率
“《办法》从灾害管理时间节点上来看，属于预防阶段的工作，这在法律文件上还是个空白。《办法》的出台与实施，将对其他灾种灾害防御产生重要的指导意义。”姚学祥说，“加强预防阶段的管理工作，花钱少，见效快，可以大大减少灾害造成的人员伤亡和财产损失。”
《办法》共包含五章二十五条。第一章“总则”，规定了编制依据、适用范围、责任划分、防御机构。第二章“预警发布”，规定了预警信息发布制度，对预警信息进行了分级，对各类媒体单位预警信息的发布和人员密集区、公共场所的暴雨预警信息接收与传播工作进行了规定。第三章“应急响应”，针对响应的四个级别，明确了县级以上人民政府、有关部门、乡镇人民政府和街道办事处、村（居）民委员会及有关单位的不同职责。第四章“法律责任”，规定了违法违规行为的处罚和处理。第五章“附则”，对各设区市人民政府和省人民政府有关部门制定实施细则和实施时间进行了规定。
“相比较涵盖范围广、规定更具原则性的《重大气象灾害应急预案》而言，《办法》具有很强的指导性和执行性。它明确了县级以上人民政府、有关部门、乡镇人民政府和街道办事处、村（居）民委员会及有关单位，在不同响应等级下的不同职责。”省政府应急办主任那书晨认为，这是《办法》的一大亮点，是其核心所在。
“要更人性、更理性、更科学性地开展暴雨灾害防御。”省政府法制办主任石玉林说，“《办法》在落实过程中，还将不断地完善。”
“《办法》的出台，是省委省政府强化当前严峻防汛形势的重大举措，体现了以人为本、预防为主的灾害防御原则，固化了政府主导、部门联动、社会参与的灾害防御机制，是气象灾害防御法制化的重大进步，也是开展气象防灾减灾绩效管理的重要抓手，是气象防灾减灾绩效管理的一个精华所在。绩效管理的最终目的不是为了处罚谁、奖励谁，而是为了改进防灾减灾工作，争取防灾减灾的最佳效果。《办法》在法律上、流程上、职责分工上的明确规定，更有利于推进绩效管理。不断总结经验教训，不断改进，实现气象防灾减灾的最优化。”姚学祥如是说。