学术笔谈

基于极端气候条件下的上海市重大自然灾害叠加风险防控研究
作者:孙建平 (同济大学城市风险管理研究院,院长,教授),胡芳亮(同济大学城市风险管理研究院,研究员)

一、极端气候条件下重大自然灾害叠加风险突出

全球气候异常已然成为常态,据《2020年全球风险报告》,极端天气情况按发生概率位列第一,按影响力位列第四。近年来,复合极端天气事件较之往年更频繁地发生,在IPCC(政府间气候变化专门委员会)发布的第六次评估报告《气候变化2021:自然科学基础》(Climatechange2021:thephysicalsci-encebasis)中,第一工作组通过梳理和研究过去、现在和未来气候变化相关的物理学气候资料得出人类活动导致了大气圈、海洋、冰冻圈和生物圈都发生广泛而快速的变化的结论。全球复合极端天气事件发生概率增加,人类活动增加了极端高温、强降雨、干旱和热带飓风发生的可能性和严重性。

2021年春夏,全球多地遭受重大自然灾害破坏,屡屡突破气象水文历史极值。由极端气候引发的洪涝灾害、地质灾害等自然灾害也已造成巨大的人员与财产损失。这其中,以自然灾害为直接灾害,叠加次生灾害和衍生灾害所形成的复合链生型灾害,如气象水文灾害引发的住宅坍塌、生命线突发事故、火灾、疫情反复、舆情风险等已成为防灾减灾的重点和难点。

二、充分认识上海应对重大自然灾害叠加风险的严峻形势

由于特殊的地理环境和气候条件,上海本身易受灾、易成灾,如从防汛角度来说,台风的多发性、潮位的趋高性、暴雨的突发性、洪水的复杂性等都增加了上海防汛防御工作的难度。上海卓越的国际和国内社会经济地位,也让“淹不得”“不能淹”成为对防汛工作的要求。经过多年的建设,防汛工程体系基本形成了千里海塘、千里江堤、区域除涝、城镇排水等“四道防线”,防汛工作成绩卓著。但是,即使有着四道防线和精细化管理手段,即使提前进行了河道预降等措施,“烟花”台风过境,“风暴潮洪”小“四碰头”还是让上海多处出现漫堤、洪涝的情况。可以说,“烟花”台风考验了上海防汛的综合能力,也试出了我们目前防汛防御工程、设施的承灾体极值,如果“四碰头”中有任何一个要素突出,类似于“麦莎”台风(风力大,8-10级风持续25h,上海化工区海堤外4t重异形块吹到堤内),“利奇马”台风(短时雨强大,闵行七宝站最大1h降雨高达102mm),“99梅雨”(持续时间长,总雨量大,总行洪量超过30 亿m3)等,那么,自然灾害多项极值叠加将造成的损失更为严重。

同时,改革开放以来我国用40年时间完成了西方发达国家200年的城市化进程,呈现赶超型、跨越式、超常规的特征。上海人口大量流动、产业高度集聚、高层建筑和重要设施高度密集、轨道交通承载量严重超负荷等引发的城市问题伴随着城市的发展不断增多,再加上复合极端天气引发的自然灾害,必然演变为城市重大风险,可能产生如高空坠物、玻璃幕墙集中破损坠落、老旧建筑物倒塌、地面塌陷、火灾、地下管线破损、轨道交通受淹等局部甚至区域灾害,也存在由于超大型城市“体”风险和城市群“圈域”风险演变成波及领域广、种类多、发生频率高、波动方式多元化、连发性、叠加和诱发性强、跨地域传播等新型叠加型重大区域灾害。

因此,需充分认识上海市叠加自然灾害的可能性、危害度,研究防控措施。

三、增强城市韧性的手段和措施

城市风险的关键要素可以总结为:载体、可能性和后果、干预。城市自然灾害风险管控,强调提升城市承载力以抵御自然灾害灾难对城市的破坏和影响,即降低自然灾害灾难风险的“后果”。

自然灾害作为主要城市运行重大风险,很容易影响到社会正常运行所依赖的诸多系统。由于具有连锁传导效应,导致其在城市的各个方面渗透并造成破坏。

提高城市系统性的抵御力、恢复力和适应力,是一项综合性的系统工程,不仅涉及新的技术手段、空间规划管控,也涉及社会组织和治理等诸多方面。应对城市突发灾害和紧急事件,如何运用智能技术加强风险评估和预警支持、促进绿色技术在基础设施系统的运用、通过规划提高城市空间格局的韧性、提升系统性的社会响应机制和治理能力等,都是“城市韧性”的重要议题。

以气象水文自然灾害叠加风险防控研究为例,针对上海市防汛防御工作新形势,结合以往水务部门防御“二碰头”“三碰头”,和菲特台风“四碰头”及本次烟花台风“小四碰头”的经验,综合考虑当前国际国内复合极端天气下的重大自然灾害情况,建议将坚持系统观念、重视防御节点、注重精准施策等作为管控措施和精细化工作抓手。

1.坚持系统观念,加强基础信息耦合和顶层设计

明确基底。“不能淹”是应急防御工作的目标和要求,“什么情况会淹”则要依靠技术支持和数据分析。在市水务部门多年降水、地表水、地下水等水资源的时空分布和承灾能力数据基础上,加强相关信息耦合和精细化数据分析,形成对目前上海市防汛防御能力的综合评估和量化,明确目前综合防御能力的极值(单项因子的极值、多项因子的耦合极值),真正做到底数清。

分级防御。充分了解叠加重大自然灾害的破坏性、严重性,计算上海市综合防御能力能够应对的极限,“不怕淹”是有度的,进行分级防御,减少人为损失。即在这个可应对极限之内,确保百姓的生命安全和社会经济的最小损失,可应对极限之外,在确保百姓的生命安全前提下,对可能产生的损失和救援方式要有预案。因此,已有的可控的灾害需要将成熟的预案精细化、制度化,而未知的可能的灾害要通过历史数据分析和合适的模型推演预估防御难度和制定措施。市水务局于2021年5月起即与同济大学城市风险管理研究院共同研究风暴潮洪“四碰头”防御课题,就是要明确最极端的情况及制定相关防御措施,宁可十防九空,不能手无预案。

2.重视防御节点,大力提升预警准确性和预案精确度

风、暴、潮、洪四种气象水文自然灾害中,有规律可循的是潮,即每月初三、十八的天文潮及每年度农历七月半的年度天文大潮,上海市历史上有记录的重大自然灾害多于此时段发生。因此,掌握气象水文规律,设置天文潮前5到7天为一级防御时间点,对产生于菲律宾沿海或其他常于浙江沿海登陆的热带气旋进行密切跟踪,并通过长三角气象联盟给出及时信息,推断是否提前降低内河水位以及何时降低、降低程度等,提升预警准确度。

学习国家发展改革委推广的深圳“31631“气象服务模式,结合上海情况,实现全灾种统筹应对,把握灾前关键时间点,提升现有预案的精确度。

3.注重精准施策,推动防汛体系智慧升级

在已有智慧水务平台和洪水风险地图的基础上,提前实现2035水务规划目标中的健康管网普查计划,结合气象、地震、地质、海洋灾害等多灾种综合风险普查成果,加强叠加灾害风险分级分类评估,建立分类型、分区域的全市防汛防御数据库,开展减灾能力评估,编制市、区两级灾害风险地图和优先处置名录,重点、敏感区域防汛需单另立案设计,同时兼顾水环境安全。

按照2035规划,根据城市运行“一网统管”“观、管、防、处”新要求,建设智能化排水运管平台,在综合利用现有资源的基础上,加快推进“市—区—街镇—社区”防汛防御综合监测预警信息化建设,实现与各灾种主管部门和上、下级平台互联互通,逐步形成具各全要素综合监测、综合风险评估、灾害预警、灾害态势智能分析的监测预警技术支撑系统。

进一步梳理明确合署办公机制的责任分工,明确社会面和专业面的职责定位。推广金山区“五组工作法”的先进经验。

培育市民减灾防灾自救文化,鼓励市民了解防汛防御知识,有序进行公众参与,厘清评论和报警边界,减少无效报警频次,以让应急能力发挥在更迫切更需要之处。