陈骥 - 气候变化环境下 香港的极端水灾（下）｜科研创新
2023-12-05 12:11 
在今年9月的世纪暴雨中，媒体再三引述暴雨为「500年一遇」，在坊间引起不少误解。前文跟大家谈过这个多少年一遇背后的定义，是指某一特定降雨强度在未来出现的机率。我们也简单谈了暴雨与洪水这两个概念的分别，今次跟大家再深入一点谈谈洪水，且以我们在荔枝窝进行的案例研究作为介入点。
极端降雨和洪水强度的相关性
小流域内往往没有河流径流观测资料，甚至也没有降雨观测资料，被称为无资料地区。无资料地区的极端降雨和洪水强度的相关性研究，一直是水文气象领域的一大挑战。我们科研团队为此进行了探索，在这一领域获得丰盛的成果。
香港荔枝窝流域在2014年前，是一个典型的无资料地区。2014年5月11日，该流域遭遇了一次大暴雨，并出现洪水淹没农田的灾情。为评估该事件的严重程度，我们收集了流域周边地区的降雨资料，并通过实地收集荔枝窝流域降雨资料和测量河流径流，建立荔枝窝流域数值模型来模拟水流过程。从而构建了流域降雨频率曲线和河流洪水频率曲线。
由此，我们推算出2014年5月11日的暴雨，在时间长度为30分钟或1小时的重现期分别为2.4年及1.9年，24小时降雨重现期为9.6年。相应水灾的重现期为7.0年，数值介乎于半小时、1小时和1天的降雨重现期之间。进一步研究发现，降雨与洪水事件的严重程度并不完全一致，前期1天和3天的降雨量，则对洪水灾害程度有显著影响。
「海绵城市」防洪功能欠奉
在香港，亦有研究「海绵城市」对防洪的作用。内地提出「海绵城市」建设的目的，是解决城市缺水问题，用于「提升城市排水系统时优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然积存、自然渗透、自然净化」。所以，「海绵城市」建设往往通过增加城市绿地，能够更快地下渗地面积水，可以将雨水资源化，促进局部水循环，提供更好的城市生活环境。
「海绵城市」工程能否在极端水灾发生时起到防洪作用？答案是否定的。建设「海绵城市」，在应对强度不大的降雨时能起到显著效果。但在大暴雨发生的情况下，这些设施建设，就无法发挥防洪减灾的作用。如果用「海绵城市」建设，来替代防洪体系的完善，更将是本末倒置。防洪体系的完善，一定是在对降雨和洪水充分认识的基础上，建设相配套的防洪设施、管道系统，再与地上地下的储水设施建设结合起来，加之相应的应急救灾减灾措施体系的完善。
随着全球不断变暖，气候变化有可能带来的极端天气事件势将增加，并已引起人类的重视。9月7日晚上至8日破纪录的世纪暴雨，是否与气候变化有关，还需要科学研究核实。但是，在全球气候变化的背景下，这类极端强降雨出现的机率可能会增加。另外，重新做频率分析时，在加入新增加的极端降雨资料后，降雨频率曲线会有调整。新的频率曲线必将对香港的防洪规划和设计产生深远影响。
如何应对气候变化
科学家们一直在探索气候变化与极端天气之间的关系，希望能够更好地预测和应对这些极端天气带来的挑战。然而，在当前的科研技术下，极端降雨的预报预测仍然具有很大的不确定性。另外，香港洪水灾害的形成，具有高度的复杂性，需要加强研究。这就意味着我们需要加大科研投入，为应对极端天气及相应的灾害时做好充分的认知研究。尤其是，在未来1至6小时之内的短临强降雨预报（或称临近强降雨预报）的科学研究上，应结合数值模拟、地面观测和人工智能技术，推动香港在应急救灾方面的能力提升，减少极端天气可能带来的灾害，为社会经济生活提供更有力的保障。
文：香港大学土木工程系教授香港海外学人联合会理事陈骥
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文章刊于《星岛日报》2023年12月5日教育版专栏「大学之道」
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