突发暴雨灾害应急协作网络研究——以郑州“7·20”特大暴雨为例

构建突发灾害应急协作网络,明确应急主体职能分工,是我国应急管理体制建设的重要组成部分。基于郑州市“7·20”特大暴雨灾害,运用社会网络分析法,构建整体网络二维分析框架,依据网络规模、网络凝聚力、网络密度、中心度及凝聚子群等指标进行测度,揭示突发暴雨灾害应急协作网络整体结构与主体角色特征。研究结果表明,郑州突发暴雨灾害应急协作网络类型为闭合紧密型,组织间联系紧密,但领导组织较多,导致应急主体职能交叉,应急效率降低。因此,在突发暴雨灾害应对过程中,应明确领导机构权责划分,加强权力与资源的下放,进一步发挥协作网络在应急管理中的优势。

郑州“7·20”特大暴雨卫星云图和双偏振雷达特征分析

利用常规气象观测资料、1°×1°NCEP再分析资料、FY-2G静止卫星及郑州和洛阳CIN-RAD/SA雷达资料,结合探空和地面逐小时区域自动站资料,对“7·20”郑州特大暴雨的环流背景、卫星云图、双偏振雷达特征进行了分析。结果表明:中低层低涡、切变线和200 hPa强辐散的叠置,为郑州“7·20”特大暴雨提供了强劲的动力条件;副热带高压偏强偏北,致台风“烟花”和“查帕卡”外围的东南和偏东急流持续向郑州输送水汽,为“7·20”特大暴雨提供了充分的水汽和能量。卫星云图上,“7·20”特大暴雨主要由2个MαCS和1个MCC所致;在中低层低涡发展初始阶段,2个MβCS增强合并形成MαCS;随着低涡环流的增强,MαCS发展为“块”状和半封闭的螺旋弯曲云带,郑州特强降雨(≥100 mm/h)发生在弯曲云带内。雷达图上,风暴低层前部出现“V”型弱反射率回波缺口,入流速度达16~18 m/s,促使分散的积云回波聚集形成“团”状强风暴;风暴低层强入流的前方有ZDR≥3 dB的半圆弧,而ZDR弧内侧则对应KDP≥3.1°/km和反射率≥55 dBZ的强回波。极强入流促使大量水汽在郑州上空辐合抬升,形成高密度和大直径雨滴聚集区,是郑州极端雨强(201.9 mm/h)产生的直接原因。暴雨过程中,小时最大雨量≥40 mm时,对应区域KDP值为1.7~2.4°/km;小时最大雨量≥100 mm时,KDP≥3.1°/km的回波连成片,伸展高度超过2.2 km,并持续30 min以上。

基于Parsivel降水现象仪资料的郑州“7·20”罕见特大暴雨微物理特征分析

利用郑州Parsivel降水现象仪资料,结合新一代多普勒雷达和常规观测资料,分析了郑州2021年7月20日罕见特大暴雨的微物理特征,主要结果为:(1)本次特大暴雨是受弱冷空气和6号台风“烟花”北侧东南气流共同影响造成的,深厚的暖湿空气、对流不稳定的大气层结、郑州附近地面东南风与西北风的强辐合利于极端暴雨的发生和维持。暴雨期间,在郑州的中尺度对流系统强度大,大于55 dBZ的强回波持续时间长,造成罕见的强降水。(2)本次暴雨过程中,直径小于2.0 mm的粒子对雨滴总浓度有主要贡献,为84.7%;直径为1~4 mm的粒子对总雨量有主要贡献,为83.9%,其中直径为2~3 mm的中粒子对总雨量贡献最大,为36.7%。(3)不同雨强的平均雨滴谱分布特征差异较大。雨强为10~100 mm·h^(-1)时,随着雨强增大,直径小于2.0 mm的粒子数密度变化不大,直径大于3.0 mm的粒子数密度明显增加,同时谱宽不断增大,表明雨强的增大主要受大粒子浓度增加所影响,当雨强大于100 mm·h^(-1)时,随着雨强增大,小粒子、中粒子和大粒子的数密度几乎同时增加,表明雨强的增大是各种尺度粒子同时增大所导致的,γ分布的3个参数N_(0)、λ和μ随着雨强增大变化较小,斜率λ和形状因子μ倾向于固定数值。

准组织化:“互联网+线上应急救援”的实践路径和现实困境——以河南郑州“7·20”特大暴雨灾害事件为例

为响应我国应急管理现代化和信息化建设需要,采用参与式观察、网络民族志和深度访谈方法,从准组织化集体行动视角切入,对河南郑州“7·20”特大暴雨灾害事件中救援模式相对成熟的“互联网+线上应急救援”实践路径和现实困境进行探讨。研究结果表明:线上应急救援实践路径涵盖聚合、运转、高效、离散4个阶段,且以持续不断的行动流呈现,具有准组织化集体行动特征;同时,线上救援形式面临“合法性”不确定、救援质量不稳定、风险评估主观性和政府正式沟通渠道有限性等现实困境,研究结果可为我国应急管理信息化建设提供参考。

对郑州“7·20”洪水中水库作用的分析与思考

为了及时复盘“7·20”洪水期间水库的调度运用过程,总结调度方法和效果,为今后水库调度运行提供案例参考和科学指导,本文通过收集气象、水文及水库管理部门的实测资料,经现场调研和数据分析,对水库的防洪抗洪作用进行了客观论述与评价。结果表明,水库承担着防洪、供水、灌溉等重要兴利减灾功能,利用水库调蓄洪水,削减洪峰,能够有效地减免下游洪灾损失,最大程度地保障下游防洪安全。

郑州“7·20”特大暴雨灾害对中国铁路运网的冲击过程和机制

特大暴雨是极端天气,其引发的洪涝灾害给社会经济带来严重损失。铁路是国民经济的大动脉,铁路枢纽既是线路连接的中枢,也是客货流集散的中心。发生在枢纽地区的特大暴雨,在网络关联效应等规律的支配下,将灾害影响通过线路向外传导并放大,从而波及整个铁路网。本文基于列车停运数据,系统分析了郑州“7·20”特大暴雨灾害对中国铁路运网的冲击过程和灾情传播机制。结果表明:(1)从冲击初期到冲击中期,中国铁路运网受冲击节点逐渐增多,停运强度从暴雨冲击中心向外围递减,停运线路从局部线路向关联网络扩散,停运网络从受冲击中心中原地区沿“米”型网络向外围蔓延;冲击末期,停运节点数量减少,停运强度降低,停运强度高值节点和停运网络从外围向暴雨冲击中心收缩。(2)不同承灾体面对同一冲击时,运网形态和结构作出的响应存在分异,高铁更敏感,其恢复力更强。(3)停运网络层级性显著,择优链接效应明显,灾情首先传导至直接关联节点和关联线路再进行扩散;层级性减弱时择优链接效应也随之减弱,集聚性降低,区域小集团数量减少,一体化程度增强,传输效率提升;层级性增强则相反。(4)由于运网的一体性、关联性、沿线传导性等特征,导致运网受灾害冲击时,不仅仅在灾害中心发生停运现象,还会涉及相关节点、线路及其关联区域。本文可为提升中国铁路运输综合防灾、减灾能力,实现安全、可靠运营提供科学依据。

平原河网城市极端暴雨洪涝风险数值模拟方法研究

受全球气候变化和人类活动影响,极端暴雨事件频繁发生,2021年郑州“7·20”特大暴雨更是敲响了城市洪涝风险的警钟。针对平原河网城市极端暴雨洪涝风险数值模拟方法问题,提出流域性模型与研究区域精细化模型耦合嵌套的建模方法,结合郑州市降雨量与当地雨水情特征给定边界条件。基于该模拟方法,构建了水文—水动力一维、二维耦合洪涝分析模型,并以无锡市为例,模拟不同倍比郑州市暴雨量级下洪涝过程。从淹没风险分布特性和河网水位变化规律两方面,揭示了平原河网城市遭遇极端暴雨的洪涝灾害特征,研究成果可为平原河网城市极端暴雨数值模拟提供方法支撑,并为城市防洪和发展规划提供理论依据,最大限度减轻灾害损失。

城市排水防涝基础设施应对能力的三个阈值

城市排水管网、沟渠、河湖水系是承纳、转输、调蓄暴雨径流的重要基础设施,在应对城市暴雨内涝中发挥着至关重要的作用。城市排水防涝基础设施受设计标准、运行维护水平、城市下垫面环境变化等多重因素的影响,其自身应对暴雨的能力差异较大。科学量化城市排水防涝设施的应对能力对城市洪涝预报、预警和应急调度十分必要。本文提出了城市排水防涝基础设施应对能力的三个阈值,即:雨水管渠排水能力阈值、内涝防治系统应对能力阈值和应急设施防御上限阈值。这三个阈值通俗讲就是“不积水”阈值、“不内涝”阈值和“不失防”阈值。基于郑州2021年“7·20”特大暴雨灾害的调研结果,对三个阈值的表征指标和确定方法进行了初步探讨。结合文献调研,对北京、东京、深圳等城市对应阈值进行了分析量化,对暴雨量级超过不同阈值标准后的防控策略进行了探讨,提出了城市排水防涝阈值协同提升途径,可为城市极端暴雨的防控提供决策参考。

地方政府应急管理效能提升的多重困境与优化路径——基于“河南郑州‘7·20’特大暴雨灾害”的案例分析

提高地方政府防范化解重大安全风险能力是夯实社会稳定和国家安全的坚实基础,提升地方政府应急管理能力是确保人民群众生命财产安全的重要保障。为准确把握重大突发事件中地方政府行为的内在逻辑与现实困境,本文选取“河南郑州‘7·20’特大暴雨灾害”进行个案研究。通过全面回顾灾害演进过程和地方政府应急举措直观地呈现自然灾害与地方政府应急管理实践的相互关系和互动机制,在理念—体系—能力的分析框架下研究发现,理念偏差、体系缺陷和能力不足共同导致地方政府应急管理效能不彰;在此基础上结合开放系统理论提炼出理解地方政府应急管理效能演进的一般模型。研究结论指出,地方政府应急管理效能是理念、体系和能力发展质量及其互动关系的功能函数;提升地方政府应急管理效能需通过催生内在动力和承接外在压力推进应急管理理念现代化,并以应急管理理念现代化引领体系和能力现代化。

重大灾害响应的现实偏向与破解之道

当前,我国重大灾害的应对处置不断超出常规范围,涉及主体更加多元、应对流程更加复杂,灾害响应的系统性特征日益凸显。为破解灾害响应实践中流畅性与有效性不足的困境,本文从“过程—主体”两个维度(即预警响应和应急响应两个阶段,以及政府、社会、公众等多元主体维度)展开探析。选取郑州“7·20”特大暴雨灾害作为典型案例,具体剖析重大灾害响应过程中的薄弱点,得出存在“重信息发布,轻响应行动”“重政府包揽,轻社会参与”“重领导动员,轻机制驱动”的三重现实偏向。最后,基于体系优化视角提出了我国重大灾害响应的纠偏路径。