我家在长江中游丘陵地区，为什么洪水频发？_风闻

作者为清华博士，加州伯克利大学博后研究员。本文原载于知乎“种花匠”。

最近我国南方进入了洪涝频发期，花匠的家乡不幸中招，上了央视新闻（见下图左）。虽然花匠远在美国，但时时惦记着朋友圈里报道的灾情，尤其是下图右边的情景，让花匠纠心得很。

自打花匠记事起，位于长江中游丘陵地带的家乡就频发洪涝灾害，隔个三两年就来一次，“小则上路进屋，中则登堂入室，大则过窗盖瓦”，给花匠和家人带来不少损失和阴影，更给家乡人民带来一次又一次的劳民伤财。再次看到家乡受灾的情景，花匠很不是滋味，决定放下手中的机器学习算法研究，休息一下、写点科普知识，也算是表达对家乡人民的牵挂。

1. 为什么南方丘陵地带容易发洪水？

当花匠从亲友口中得知，自己生活了十几年的地方，下几个小时大（暴）雨就可能涨水时，真是震惊不已、后背发凉。那么问题来了，是什么原因导致花匠的家乡这么容易涨水呢？

花匠首先看了一下咱们国家的降雨量分布图（如下图），花匠家所在的湘赣交界处年均降雨量基本都在1000mm以上。但降雨量大就必然会发洪水吗？花匠表示上海的降雨量也很大啊，除了偶尔会有的城市积水问题，没见过这种隔三岔五就“登堂入室”的洪水情景啊。

花匠又查了一下我国的地形图，仿佛有所领悟：长江中游地带多为山地、丘陵（下图左侧所示），花匠家正好处在湘赣交界的丘陵地带；而长江下游的江浙沪属于冲击平原，水流量虽大，但水系发达、河道众多。为了对山地丘陵地貌有更直观的印象，花匠在谷歌地图上找到了下图右侧所示的地貌图：两边高山峻岭，中间夹条蜿蜒的河流，狭长的河岸两侧遍布耕地或居住区。这是花匠家乡人民的常见居住地貌。

那么，为什么3~4小时暴雨就能引发洪水呢？为了直观理解，花匠做了一个丘陵地貌示意图，如下图所示。通过卫星图估算，花匠发现，家乡的一条河道，往往要承担百倍甚至千倍于其河道面积的水流汇集。

为了更直观地展示丘陵地区的“水往低处流”现象，花匠做了个雨水汇集示意图。暴雨中，河道两侧的山地、耕地、居住区的降水最终都汇集于低洼的河道，确实容易形成洪水漫溢、甚至洪涝灾害。

花匠本科学的是暖通专业，略懂一点给排水常识，例如质量守恒、流量平衡等。在不考虑上游来水、下游走水、中间地带蓄水缓冲的情况下，参照中国气象局对暴雨的定义，每小时16毫米的降水，再乘以两三百倍（甚至更大）于河道面积的雨水汇集区，河水将以每小时1~4m的速度快速上涨，这就不难理解家中长辈口中所说的“三、四个小时大（暴）雨就涨大（洪）水”。

通过上面的简单计算，花匠只想提醒亲友们：

暴雨年年有，涨水乃自然；若为安全计，谨慎择址栖。

2. 洪水中的水库角色。

解释到这，其实还没有完全解开花匠心中多年的疑团。根据花匠小时候的经历，洪水时期的水库泄洪问题就像一根高压线，给花匠的童年带来不少紧张的色彩，相信也是不少家里长辈们的困惑。借着这个机会，花匠拿出了平时做科学研究的架势，查文献、问专家，希望能把这个童年阴霾拿掉。

根据百度科普，水库主要有滞洪和蓄洪作用。其中滞洪就是拦截水库上游及其库区的来水，减少水库下游河道的排水压力，这个在花匠涨水速度计算中是有所体现的。例如，花匠在计算河水汇集区面积的时候，用的是下图绿线所示的距离；倘若没有水库的蓄洪作用，则还需要加上红线所示的蓄水区域，河水上涨的速度将会加倍，后果不堪设想， 由此可见水库滞洪的重要性!

为什么水库往往在洪水期泄洪，甚至可能导致洪水灾害呢？主要是因为水库容量有限，遇到持续性强降雨则需要向下游泄洪区排水，以避免蓄水超位、以及库坝溃塌等危险。

如果说水库蓄水、泄洪有什么值得优化的地方，花匠通过查阅资料，觉得有两点值得注意的：1） 一是可以在雨季前期适当降低蓄水水位，以增加降雨期的水库容水量，相信很多水库已经这么做了，毕竟南方主要以洪涝灾害为主，少有旱灾，并且洪涝灾害的损失应该远远超过旱灾损失；2）二是需要完善水库管理单位与下游沿岸居民的预警机制，避免因预警不及时导致下游居民受损，特别是在行政范围出现交替的地区，尤其需要注意这点。

3. 需要祝福的受灾群众和值得称赞的救灾群体

写到这，花匠深深地感受到大自然面前人类的渺小，在我们追逐日月星辰的进程中，尤其要居安思危、心怀敬畏之情。自然灾害已经够难受的了，切莫再添人为灾害。

最后，花匠想把祝福送给受灾的人们，更把掌声送给救灾的伙伴们。