洪水

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水浸之後的香港街景

洪水是一種自然災害,指河流湖泊海洋所含的水體上漲,超過常規水位的水流現象。洪水常威脅沿河、湖濱、近海地區的安全,甚至造成淹沒災害。

洪災是因自然降水過量或排水不及時造成的人員傷亡、財物損壞、建築倒塌等現象,洪災發生時不單會淹浸沿海地區,更會破壞農作物、淹死牲畜、沖毀房屋。此外,氾濫使商業活動停頓、學校停課、古蹟文物受損、水電瓦斯供應中斷,更會污染食水及傳播疾病。

洪水一般會給人類帶來災難,因此常稱為洪災,如黃河恆河下游地區泛濫成災,造成巨大的損失。另一方面,卻也有一些洪水現象會給人類帶來益處,如尼羅河定期的泛濫,給下游三角洲平原帶來大量肥沃的泥沙,有利農業生產。

名稱

「洪水」一詞一說取自一河川名,其源流大約在今日中國河南輝縣(舊名共)及其東鄰各縣境內,「洪水」與淇水會合後流入黃河。當地黃河轉折處的北岸,正是黃河水患開始的地方。該處起源於輝縣的為共、龔、段三姓。一種說法稱古代中國大禹所治之水,即在今日輝縣境內,大概以當時的人力物力,尚不能治理江河。因此「洪」一字即源自輝縣舊稱「共」,「洪水」也就是「共地之水」。[1][2]

洪災的類型

暴雨洪水、山洪、泥石流、融雪洪水、冰凌洪水和潰壩洪水均發生在江河,稱為河流洪水。天文潮、風暴潮海嘯均發生在沿海地區,稱為海岸洪水。

成因

在正常的情況下,水會在河道內流動,或儲存在湖泊土壤海洋裡。但流動的水量並不常常一樣。當水流突然增加時,就被稱為「洪」。若河洪太大,而河道又未能容納所有水時,洪水便會溢出河道,淹沒附近地方,造成洪災。

雨水是洪水最重要的來源。下雨時,雨水流入河道,使河水增加,因此,如果一地的降雨量很多,而又持續一段長時間的話,便可能出現洪災。城市中雨水積聚又稱為內澇

此外,是洪水的第二大來源。某些地方山上的冰雪溶化,流入河道,大大提高河流流量。

在沿海地區,海上的風暴大浪也是洪水的來源之一。夏季時,活躍的颱風會為這些地區帶來大量雨水。有時強風更會把海水推向沿海地區,造成嚴重的水災。

自然因素

  • 瞬間雨量或累積雨量,超過河道的排放能力
    一般來說,如果一地有持續的大雨,發生洪災的可能性便會增加。受季風影響的國家,氣候變化很大。夏季時,潮濕的季風會為當地帶來大量雨水。當大雨持續,而河道又未能容納所有水時,洪水便會溢出河道,造成水災。此外,暴風亦會造成沿海地區氾濫。它暴風把海水推向沿海地區,造成風暴大浪,沿海地區會因此而被水淹沒。
  • 可用的滯洪區的容積減少
    湖泊面積減少亦可以是洪災發生的原因之一。湖泊可以說是一個緩衝區,若河水滿溢,湖泊可以儲存過多的河水,以及調節流量。因此,若湖泊的面積減少,它們調節河流的功能也會隨之下降。
  • 河道淤積,疏於疏浚
    有些河流會運載大量沉積物。河流中的砂石到達下游時便會沉積,令河床變淺,河道淤積,容量因而減少。當遇上大雨時,洪水便會溢出河道,造成洪災。
  • 天體引力引發天文潮,或地震引發海嘯
    引起海水倒灌,淹沒低窪地區,或是順著河道逆流。
  • 溫室效應所引起的全球暖化現象
    特點是豪大雨發生頻率增加、或是熱帶性低氣壓颱風帶來的瞬間雨量變多。另外因全球氣候變遷所導致的全球海水面上升亦會增高水位基準面,導致防洪設施的功能減損。

人為因素

  • 濫墾濫伐,水土流失
    由於樹木可以固定水土,伐林會導致土壤的吸水能力減弱、土表因失去植被保護而加速侵蝕,因此每逢下雨,雨水、砂土便迅速流往下坡,流入河道,造成淤積,發生洪災的可能便會增加。除了伐林外,不良的耕作方式和在山坡上過量放牧,也使土地失去植被的保護,加速斜坡土壤侵蝕的現象。
  • 與水爭地
    城市建設、農村圍湖造田導致河道、湖泊等水域面積縮小,因此當瞬間雨量較大時,雨水只能湧向面積本來不大的水域,導致積水無法排盡,甚至出現倒灌,產生水浸的風險。
  • 地層下陷,或堤防係豆腐渣工程
    養殖漁業或其它因素,導致超抽地下水,引發地層下陷。或是濫用生態工法或偷工減料,導致堤防的強度不如預期。
  • 高度都市化,地面硬化
    高度都市化的結果是地表被瀝青柏油路)或水泥所覆蓋,導致雨水無法經由滲透方式流入地底,因此增加排水系統與河川排放雨水的負擔,導致內澇
  • 資金管理問題
    建設資金的城鄉分配不均、重都市景觀工程卻輕忽水利,某些地方政府為了眼前利益,輕視水利工程。把錢大量投在城市,獲得的效益往往立竿見影,官員可以迅速累加政績,例如,花大價錢營造城市景觀,可以美化市容,改善投資環境,帶動房地產開發等。但把錢投在水利,獲得的效益的週期較長,不能給官員帶來直接的、看得見的利益。[3]

發生的地方

洪災通常會發生在海岸平地和河盆。由於這些地方的地勢較低,若大雨持續的話,河水便會上漲,淹蓋河岸兩旁的土地,造成洪災。中國主要的河流,如長江黃河漢江珠江等沿海地區,洪災十分嚴重。一些欠發達國家如菲律賓印度巴基斯坦孟加拉泰國等地,水災亦經常發生,造成嚴重破壞。

歐洲德國荷蘭亦經常受著萊茵河氾濫的影響,而美國密西西比河也時有氾濫。

洪災發生季節與氣候密切相關,如季風亞洲多發生在夏季、歐洲冬雨區多發生在冬季,反之則屬罕見現象,如2013年6月法國南部的夏季洪水、2013年12月海南島的冬季洪水。

影響

直接損失

洪水的直接效應包括有人員傷亡、建築毀壞(如大樓、橋樑、下水道系統、公路運河)等。

基礎設施的損害還常會造成電力傳輸和發電系統的損害,甚至引起連鎖反應造成大面積斷電。洪水還會損害飲水處理和供應,從而造成飲用水短缺。洪水可能破壞排污設施,還有可能嚴重污染水源。未處理的生活污水混合洪水會造成水傳疾病英語waterborne diseases(比如傷寒霍亂賈弟蟲英語giardia隱孢子蟲英語cryptosporidium,以及一些和事物地點有關的疾病)的產生機率大漲。

道路和交通設施的損壞還會影響調動物資和緊急醫療救助到受災地區。

洪水還會淹沒田地,妨礙農作物種植或採收,從而造成人類和家畜的食品短缺。嚴重時甚至可能造成整個國家的歉收。一些樹木可能無法在根部被長期浸泡的情況下存活。[4]

間接損失

嚴重的洪災常常會使得旅遊業臨時性蕭條,災後重建費用高漲,或是食品價格因短缺而大漲,從而造成經濟上的困境。洪災的損失還有可能給受災的人帶來心理上的傷害,特別是對那些有死亡,重傷和嚴重財產損失發生的地方。

好處

洪災(特別是那些更小更頻繁的洪災)也有可能帶來好處,比如補充地下水,使土壤更肥沃,以及增加土壤中的營養成分。洪水甚至可以為那些全年降水分布極不平均的乾旱和半乾旱地區帶來急需的水資源。淡水地區洪水對保持河流廊道地區的生態系統尤其重要,也對維持河漫灘地區的生物多樣性具有非常重要的意義。[5]洪水可以將營養成分傳送到湖泊和河流中,從而在很多年內都能增加生物質和改善漁業。

對於一些種類的魚,淹沒的河漫灘有可能形成非常適宜的產卵地,減少捕食者的出現,以及增加食物和營養。[6]魚類(特別是 天氣魚英語weather fish)利用洪水來轉移到新的棲息地。鳥群也會因為洪水帶來的食物增加而擴大。[7]

周期性的洪水是一些大河兩岸的古代社區的福音,比如兩河流域,尼羅河流域,印度河流域,恆河流域,黃河流域等地。洪水易發區的風能(一種可再生能源)潛力也更高些。

預防措施

 
1997年秋季發生於西班牙阿利坎特地中海氾濫

湖泊能調節河流的流量,因此,增加湖泊的儲水容量便可減少洪災發生的可能。可是,湖泊的儲水量仍然有限,為了調節河流流量,可以在河流修築水壩,並在水壩前面興建人工湖。就好像在中國長江流域內,就有超過4萬個人工湖,儲水量逾1,370億立方米。

河水外溢的控制亦非常重要。可以在河流的兩旁建築堤壩,防止河水外溢,保護陸地的城市免受氾濫的破壞。

除此之外,增加河水流動的速度亦可以避免洪災的發生。如果河水流動的速度增加,河水外溢的可能便會減少。有很多地方均有在常造成水災的河道進行拉直的工程,疏導河水,增加流速,以防洪災的發生。

要根治洪災,就必須保存河流上游的自然植被,立例管制伐林,並種植更多樹木,可以抓緊土壤,防止淤積物被沖往下游,避免河流下游有過多沉積物。

洪水預報

能夠預測洪災的發生可以及早做出防洪措施和發布洪水警報英語Flood warning[8] 比如,農民們可以將家畜從低洼地帶移走。公用事業也可以預備緊急備用設備。緊急服務也可以提前儲備足夠的緊急援救物資。

為了給航道做出最精確的洪水預報,對與過去降雨事件相關的徑流最好是有一個長期的歷史數據。[9]這個歷史數據信息還要和集水區容量實時數據(比如水庫富於庫容,地下水水位,蓄水層英語aquifer飽和英語Phreatic zone程度)相結合才可能得到最精確的洪水預報。

雷達估測的降雨和普通天氣預報技術也是提高洪水預報精確度的重要要素。在數據質量高的地方,洪水的高度和強度可以被比較精確的預報出來,並留有大量的提前期做準備。洪水預報的結果一般包括最高預期水位和洪峰預期到達航道沿線重要地點的時間。[10]預報也可能給出洪災的統計的可能重現期英語return period。在許多已開發國家,城市區域按照百年一遇洪災英語100-year flood的標準(即在任意百年內發生洪災的機率為大約63%)來防止洪災風險。

根據美國國家氣象局(NWS)位於湯頓的西北河流預報中心(River Forecast Center,RFC),城市地區的一個通常洪水預測經驗法則是非滲透表面英語Impervious surface要想開始顯著積水英語ponding至少需要1小時內有至少1英寸(25公釐)的降雨。許多國家氣象局的河流預報中心定常的發布山洪暴發指導和上游水位指導(Flash Flood Guidance and Headwater Guidance)。指導會告訴, 在段時間內要有多大的降雨量才可能造成山洪暴發英語flash flood或大流域性洪水。[11]

計算機模擬

雖然計算機模擬是最近才發展起來的工具,理解和應用河漫灘的形成發展機制的嘗試以及持續了六千多年。[12]最近在計算機模擬洪水方面的進展使得工程人員擺脫了反覆試錯的方式,逐漸促進了整體工程結構的水平。最近以來多個計算機洪水模型已經被發展起來,有1維模型(比如模擬河道里測量的洪水水位)和2維模型(比如模擬整個河漫灘各處的洪水深度)。HEC-RAS英語HEC-RAS模型[13](the Hydraulic Engineering Centre model,水利工程中心模型)是當前最流行的免費計算機模型。其他的一些模型(比如TUFLOW模型[14])結合了1D2D的成分來推算河道和整個河漫灘的洪水深度。一直以來,計算機模擬的重點已經是繪製河流產生的和潮汐產生的洪水事件的地圖。但是2007年英國的洪水使得人們開始重視地表水的洪泛。[15]

在美國,一種將實時水文計算機模型與諸多觀測數據集成起來的方法被用來生成日常或所需的水文預報。常用的觀測數據來源有美國地質調查局(USGS),[16]幾個協同氣象觀測網 ,[17]一些自動氣象站,NOAA業務水文遙感中心(NOHRSC),[18]一些水力發電公司等等。這些觀測數據與降雨或融雪的定量降水預報英語quantitative precipitation forecast(QPF)相結合被使用在水文預報中。[19]美國國家氣象局和加拿大環境部合作預報加拿大和美國的水文,比如對聖勞倫斯航道區域的預報。

神話和宗教中的洪災

在全世界很多文化和宗教中都有滅世大洪水的傳說。比如《吉爾伽美什史詩》、《聖經》。

各地大型水災

亞洲

  • 1975年河南「75·8」潰壩事件,造成死亡人數從26000人到24萬不等。
  • 1991年華東水災
  • 1998年夏季,中國長江流域氾濫,為中國帶來嚴重的損失。連日來持續的大雨令洪災更為嚴重,造成自1954年以來最大的洪水。共有29個省、市、自治區都遭受了這場災難,受災人數上億,近500萬所房屋倒塌,2000多萬公頃的中國土地被淹,經濟損失達1,600多億人民幣1998年特大洪水[20]
  • 2005年12月19日,泰國南部地區的水災死亡人數至27人,40萬人患病。泰國當局把超過1萬2千人疏散到地勢較高的地區。[21]
  • 2006年1月3日,印尼東爪哇省潘蒂地區周末連降暴雨,並導致卡利普提河水決堤。洪水導致至少51人死亡, 許多人無家可歸。[22] 1月4日清晨5點,暴雨引發泥石流,掩埋了中爪哇省一個村莊,造成至少200人死亡,100多座民居被毀。[23]
  • 2009年台灣八八水災
  • 2013年印度洪水
  • 2016年邢台洪災

參見

參考文獻

  1. ^ 徐旭生. 《中國古史的傳說時代》(增訂本). 北京: 文物出版社. 1985: p131–136.  引文格式1維護:冗餘文本 (link)
  2. ^ 王青. 鯀禹治水傳說新探. 南京師範大學文學院學報. 2003, (03) [2013-07-26]. doi:10.3969/j.issn.1008-9853.2003.03.007. 
  3. ^ 有錢造水景,無錢修大堤?. 新京報. 2010-06-28. 
  4. ^ Stephen Bratkovich, Lisa Burban; 等. Flooding and its Effects on Trees. USDA Forest Service, Northeastern Area State and Private Forestry, St. Paul, MN. 1993-09 [2013-07-24].  引文格式1維護:顯式使用等標籤 (link)
  5. ^ WMO/GWP Associated Programme on Flood Management "Environmental Aspects of Integrated Flood Management." WMO, 2007
  6. ^ Extension of the Flood Pulse Concept. Kops.ub.uni-konstanz.de. Retrieved on 2012-06-12.
  7. ^ Birdlife soars above Botswana's floodplains. Africa.ipsterraviva.net (2010-10-15). Retrieved on 2012-06-12.
  8. ^ Flood Warnings. Environment Agency. 2013-04-30 [2013-06-17]. 
  9. ^ Australia rainfall and river conditions. Bom.gov.au. [2013-06-17]. 
  10. ^ AHPS. [29 January 2013]. 
  11. ^ FFG. [29 January 2013]. 
  12. ^ Dyhouse, G. "Flood modelling Using HEC-RAS (First Edition)." Haestad Press, Waterbury (USA), 2003.
  13. ^ United States Army Corps of Engineers. Davis, CA. Hydrologic Engineering Center
  14. ^ BMT WBM Pty Ltd., Brisbane, Queensland "TUFLOW Flood and Tide Simulation Software"
  15. ^ Cabinet Office, UK. "Pitt Review: Lessons learned from the 2007 floods." June 2008.
  16. ^ WaterWatch. 4 February 2013 [4 February 2013]. 
  17. ^ Community Collaborative Rain, Hail and Snow Network. [4 February 2013]. 
  18. ^ NOHRSC. 2 May 2012 [4 February 2013]. 
  19. ^ Advanced Hydrologic Prediction System. [4 February 2013]. 
  20. ^ 1998年中國長江洪水 - 人民網,2007年4月19日發布
  21. ^ chinese.cari.com.my新聞網
  22. ^ 印尼洪水導致至少51人死亡 - 英國廣播公司新聞網(中文版)
  23. ^ 洪水導致泥石流 印尼爪窪村莊被埋 - 英國廣播公司新聞網(中文版)

外部連結