炎陵县神农谷景区暴雨山洪初探

杨昌顺+潘秀丽

摘 要：炎陵县神农谷景区是典型的山岳型旅游景区，暴雨山洪与一般山地丘陵地区差异明显。本文针对该景区独特的局地性短时暴雨诱发山洪灾害的成因进行分析，探讨其暴雨致洪的降水预警阈值，并对该景区防御暴雨山洪灾害的措施提出建议。

关键词：暴雨山洪；成因；阈值；防御

中图分类号：TV122+1 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170631061

引言

神农谷是国家级自然保护区、国家森林公园、国家4A级景区，位于湖南省炎陵县东北部、罗霄山脉中段、湘赣边境万阳山北段，东连江西井冈山，南接桂东八面山，北抵武功山，是湘、赣2大水系分脊线和发源地。区内主要河流万阳河，由镜花溪、桃花溪等溪流汇合而成，是湘江水系洣水支流沔水的源头。区内有1000m以上山峰18座，独特的山地地形造成区内瀑布较多，其中最大的为神农飞瀑，落差达235.2m。每年夏季，来神农谷景区避暑休闲的游客络绎不绝，尤其是节假日、周末期间更是人满为患。

神农谷景区山体高耸，峡谷深壑，溪流两岸陡峭，溪水湍急，景点和游道大多在小溪两岸，游客较多。景区旺季是夏季，也正是该地降水最为丰沛的季节，除了系统性的暴雨，景区局地性的短时强降水非常频繁，降水强度较大时，雨水汇集快，短时间即可形成山洪，对景区游客造成威胁。从近年来的自动气象站雨量监测情况和当地人反映情况看，神农谷景区夏季时常出现晴天急转短时局地性强降水，出现频率远大于炎陵县其他各地，其强降水的特殊性可见一斑。鉴于景区旅游规模越来越大，游客越来越多，提升景区气象服务能力显得尤为重要，本文针对该景区最为突出的暴雨山洪特征进行分析，探索其防御对策。

1 神农谷景区暴雨山洪特征

1.1 地形特征

神农谷位于湘赣边境的万阳山北段西北坡，介于N263230～264000和E1140245～1140730之间，境内最低点海拔400m左右，最高点海拔1884m（万阳山），大多为1000m以上的中山地貌，切割深度一般为300～400m，部分500～700m，地势险峻，岭谷交错起伏，有山有水，有石有林，这一特定的地理环境导致了独特的气候。

从地形大环境看，神农谷景区处于罗霄山脉的中段西侧，南接八面山、万阳山，北抵武功山。神农谷景区正处于一个开口向西的口袋状地形之中，东面地势明显偏低，以丘陵和小山为主，海拔高度400～700m，其他3面被高大山体所包围，海拔高度1400m以上。从地形小环境看，神农谷景区内群山林立，山体高耸，坡陡谷深，坡度很大，溪流遍布，奇崖险石，山谷2侧山头海拔高度1000m，而谷底仅海拔高度400m左右。溪流坡降大，河段落差大，故水流十分湍急，在溪水猛烈冲刷下，深潭多，溪中奇石丛生。地形环境如图1、图2所示。

1.2 气候特点

炎陵的气候既具亚热带季风湿润气候特征，又有立体的山地小气候的特点。炎陵县低温寒冷期短，春早回暖快，四季分明，昼夜温差大。不同海拔和不同区域，气温、降水、日照等气象要素差异明显。据炎陵县气象台资料统计，炎陵县年平均气温为17.7℃，日照时数为1560.0h，年平均降雨量1590.4mm，为湖南省降雨中心之一。

神农谷气候垂直变化大，具有典型的山地气候特征。据炎陵县山区气候考察站资料统计，神农谷年平均气温14.4℃，1月最冷，月平均气温为3.9℃，7月最热，月平均气温为23.8℃。年降雨量1968.1mm，除10月、11月、12月平均降水量不足100mm外，其他各月平均降水量均在100mm以上，其中3—9月均接近或超过200mm，暴雨日数多，平均比炎陵县多1倍，是炎陵县的降雨中心。

1.3 暴雨山洪的成因浅析

神农谷景区出现的暴雨可分为系统性大范围暴雨和局地性短时暴雨。

系统性的大范围暴雨，绝大多数是大尺度天气系统和明显中尺度天气系统产生，其造成的强降水，有时雨强大，但更多的是过程雨量大、持续时间长，也正是由于天气尺度大，天气形势明显，气象部门很容易监测到，这个类型的暴雨基本上少有漏报，至少会引起关注和跟踪监测，预见期相对较长，景区及管理部门、游客只要关注天气和气象预警，及时采取措施，能较好地防范到位。

局地性短時暴雨则恰恰相反，这类暴雨具有突发性强、雨势猛、时间短等特点，常常晴天急转强降水，再急转晴天，让人难以提防，由于空间尺度很小、突发性强、持续时间短，难以被气象部门的自动雨量站监测到，更别说预警预报，由于前文所述的景区地形特点原因，雨强达到一定程度，在短时间即可引发山洪，给景区安全造成很大的威胁。

每年汛期或梅雨季节，孟加拉湾上空的西南气流源源不断地给湖南提供充足的水汽，当北方有冷空气南下影响炎陵的时候，冷暖空气往往在湖南南部交汇，形成南岭静止峰，与地面静止锋相配合的系统经常有切变与气旋发展，这种背景下容易造成炎陵出现强降水。之后随着副热带高压的北跳，炎陵转受西太平洋副热带高压南侧的偏东南气流影响，东南气流从太平洋洋面上或从南海洋面上同样带来充足的水汽来源，一旦有扰动和触发机制，往往能在炎陵形成大范围和长时间降水过程。

神农谷景区局地性短时暴雨，主要是对流作用和地形作用。

对流产生的局地性短时强降水，春夏两季在炎陵县全境较普遍，尤其是包括神农谷在内的东部到南部沿线山区。从炎陵县常见的强对流天气产生的局地强降水现象来看，其原因分析认为：跟炎陵所处的地理位置有关，炎陵处在中低纬度地带，具有明显的季风湿润气候特点，往炎陵输送水汽的通道有2条，西南气流把孟加拉湾的暖湿水汽向华中一带输送，西太平洋洋面上的水汽沿东南季风通道进行输送。这种气候特点使炎陵具备热量丰富，水汽充沛的气候条件，接受的太阳辐射较强，近地面温度白天升温快；与炎陵山地地形地貌有关，炎陵具备中山山地占主要地形的特点，使炎陵大气温度与湿度在垂直方向上存在明显的差异，由于山区气温随海拔升高呈下降的特点非常明显，春夏两季近地面层空气受热明显，导致近地面层温度快速升高，气流上升运动显著，上升到2000m左右的山顶时，与山顶气温较低且湿润的空气相遇，水汽迅速冷却凝结，就会形成对流雨，如图3所示。因此，地形对大气所产生的热力作用是引起炎陵局地对流天气现象的原因之一。

从神农谷景区本身的特殊地形来看，这种特殊地形对降水的影响也是极为重要的。神农谷景区处在罗宵山脉的西麓，无论是从孟加拉湾上空输送的水汽还是从太平洋洋面或南海洋面上沿东南气流输送的水汽，在与北方来的冷空气相遇的时候，神农谷景区都处在一个迎风坡，迎风坡地形的动力抬升和辐合作用，使得大气的上升运动更加显著，从而导致景区强降水的异常明显。因此，地形的动力抬升和辐合作用是引起炎陵局地强降水的重要因素，如图4所示。

神农谷景区由于独特的地形地貌和原始森林植被等因素，形成了一个完整的生态环境系统，对气候影响十分显著。景区总面积10000hm2，森林覆盖率高达98.75%，境内有我国华南、华中、华东交汇区系仅存的6667hm2原始森林，是一个不可多得的物种“基因库”，保存着一个完整的生态系统。神农谷景区内山体高而大，峡谷坡度大，溪流多，空气湿度大，云雾多，晴热天气时，景区内大量潮湿水气加热爬升超过1000m，在空中遇冷凝结，容易行云布雨，这是地形影响的造雨过程。从神农谷景区及周边地形等高线图（图5）可以看出，景区处于一个开口朝西的口袋状地形之中，西面地势低，也正是西南暖湿气流的来向，而景区的其他三面则是高耸的大山，暖湿气流经过景区，此地地形对过山气流进行抬升，坡度陡，吹向山脉的风速大，气流上升速度快，造成大量水汽凝结，产生地形对降水增幅作用。神农谷景区春夏经常出现的小范围、短历时强降水，正是这种地形和环境条件，神农谷景区具备独立生成局地性短时暴雨和增强雨量的能力。

1.4 神农谷景区暴雨致洪的预警阈值探讨

神农谷景区的山高坡陡的特定地形，加之前文所述强降水多，特别是短历时的小范围强降水春夏常见，导致景区常常出现突发性山洪。景区内森林覆盖，但含水量高，加之山体以石居多，雨强大的降水，大多快速由山体汇集到溪流，而溪流河床狭窄，导致溪流水位上涨十分迅猛，形成山洪，对溪流边游道上的游客安全产生威胁，特别是个别游客违反规定私自下到溪流中游玩，十分危险，一旦山洪爆发，来不及撤离，将出现险情，甚至安全事故。在山洪爆发前及时作出决策，做好人员转移，是防御暴雨山洪灾害、保证游客安全的有效途径，这就需要充分运用降水观测资料和雨势预测情况进行快速判断，所以，对神农谷景区的降水强度和降水量进行实时监测，及时发布预警信息十分重要。频繁的空发预警，容易给景区运营造成不利影响，而漏发预警可能导致旅游安全事故，所以还需解决多大强度的降水可能导致山洪这个问题，即暴雨致洪的降水预警阈值，或称临界值。

经过统计神农谷降水资料，结合景区受灾历史资料调查，对降水预警阈值进行初步判断。近2a来，气象部门与景区管理部门合作，由景区工作人员监测、记录山洪时间和水位等情况，再根据自动雨量站数据收集，综合分析，认为神农谷景区致洪降水，应重点分析雨强和持续时间。统计发现，均匀的小强度降水，即使时间长，也难以致洪，而雨强大的降水，短时间也能致洪。经过认真统计、分析，反复斟酌，建议不同时间尺度，采用不同的降水量作为致洪降水预警阈值：30min降水量超过20mm；1h降水量超过30mm；3h降水量超过50mm；6h降水量超过70mm；12h降水量超过80mm；24h降水量超过100mm。降水预警阈值投入业务运行1a来，对神农谷景区暴雨山洪气象预警业务有一定的指导意义。需要说明的是，神农谷景区短历时强降水引发的山洪，来得快、去得也快，突发性强，预见期短，防范压力大，所以在实际业务应用中，短历时的预警阈值，其指导意义明显大于长历时的预警阈值。

2 防御對策

神农谷景区受暴雨山洪影响的设施以路基、护栏为主，其防御可以忽略不计，防御重点是游客的生命财产安全。建议防御措施如下。

气象部门与神农谷景区管理部门密切合作，联合绘制暴雨山洪风险隐患分布图，加强景区防御暴雨山洪的气象监测设施建设，在重点部位和关键溪流增建自动气象站和水文水位站，强化暴雨山洪预警基础数据的收集，气象部门应根据最新数据资料，不断加强景区暴雨山洪的气象分析、研究和预警，持续修正暴雨致洪降水预警阈值，进一步提升气象预警水平。

气象部门应建立神农谷景区暴雨山洪预警业务流程，充分运用气象雷达图、自动雨量水位监测站、卫星云图等先进的气象现代化装备和成果，加强景区的降水和水位监测，分析研判雨量雨势，加强与景区管理人员沟通联系，及时发布暴雨山洪气象预警信息。

神农谷景区管理部门应强化对暴雨山洪气象预警信息的应急处置和传播，及时把预警信息和防御措施告知游客；加大预警设施建设投入，在人员集中处、主要路口路段、重点防御点建设喇叭、电子显示屏、提示警示牌等，让游客实时、多渠道接收预警信息，知晓注意事项。

景区管理部门应开展气象灾害应急准备认证工作，制定并落实防御暴雨山洪预案，把以避为主作为当前景区防御方案的首选措施，明确转移路线，落实安置地点，加强制度建设和防御暴雨山洪的基础设施建设；把暴雨山洪预警信息接收和处置责任落实到具体的景区各工作人员上，确保责任上肩，应急处置到位，避免游客遭受暴雨山洪袭击。

作者简介：杨昌顺（1979-），男，苗族，本科，大气探测工程师，长期从事大气探测和气象服务工作。