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黄南州公路交通气象灾害特征及服务分析

2024-02-19应忠敏郭安欣宋仙芳李雯婧

农业灾害研究 2024年11期
关键词:时空分布气象灾害公路交通

摘 要:利用2020—2024年黄南州境内主要公路交通阻断信息,结合公路沿线气候背景,分析了国道G213、G573线黄南州辖区公路气象灾害的时空分布特征。结果表明:(1)影响黄南州主要公路的气象灾害主要有暴雨、积雪、道路结冰,以及泥石流、滑坡等次生灾害;(2)气象灾害在不同路段有明显的区域分布特征和季节性特征;(3)由于特殊的地理环境,G213隆务峡段是辖区受气象灾害最严重的路段。在此基础上,根据黄南州交通气象服务发展现状,提出了灾害防御对策。

关键词:公路交通;气象灾害;时空分布

中图分类号:P429 文献标志码:B 文章编号:2095–3305(2024)11–0-03

随着社会经济的高质量发展,公路交通运输能力和效率不断提高,气象条件对其影响日益明显。近年来,极端灾害性天气频发,给交通行业带来了较大压力[1-3]。公路交通气象灾害方面的研究越来越重要,郭春燕[4]明确了内蒙古高速公路易发的多种气象灾害;德庆卓嘎等[5]分析研究了西藏高速公路气象灾害隐患点的空间分布特征,并提出了一套适合西藏高速公路的气象灾害预警服务方法。研究利用2020—2024年黄南州境内主要公路交通阻断信息,结合公路沿线气候背景,确定黄南州主要公路交通气象灾害隐患点(段)主要灾害类型和致灾气象因子,并有针对性地提出防御对策。

1 资料与方法

1.1 公路选择

选取G213、G573线黄南州辖区内路段为基本对象。

G213线黄南辖区内基本信息:在黄南州辖区途径主要地区有尖扎黄河大桥—隆务黄河大桥—才塘水电站—同仁迎宾大道—唯哇—扎毛乡—麦秀林场—麦秀山南—多禾茂—泽库县城—河南县城—赛尔龙。

G573线黄南辖区内基本信息:在黄南州辖区内途径主要地区有泽库县城—王家乡岔口—和日镇岔口—宁秀镇—宁秀镇三岔路口。

1.2 资料来源

2020—2024年公路交通阻断数据由黄南州交管部门提供,数据包含阻断开始时间与恢复时间、影响路段、灾害类型和详细阻断情况说明。主要利用同仁站、尖扎站、泽库站、河南站常规气象观测资料,计算月、季、年的气温、降水、积雪、大雨暴雨日数等气象要素的空间分布和时间序列,得出影响交通的气候背景。

1.3 数据处理方法

基于现有的交通阻断数据,结合同期气象历史数据,采用统计分析法,筛选出因气象因素造成的公路交通管制、公路阻断、封控数据等数据,确定黄南州主要公路交通气象灾害隐患点(段)主要灾害类型和致灾气象因子。

2 黄南州主要公路气象灾害特征和致灾因子

2.1 公路气象灾害特征

2.1.1 公路气象灾害空间分布特征

降雨造成的交通阻断主要发生在尖扎至隆务峡段和麦秀山段,路段沿途山势陡峭,石块突露悬坠,常年日晒风化严重,部分山坡土质疏松勾勒汇集,若出现强降水或持续降水,易出现落石、滑坡、泥石流等灾害。此外,由于上游降水增多,下游沿路河水上涨冲毁道路出现塌方等而阻塞交通。

降雪天气影响路段主要在麦秀山至河南、泽库县城至宁秀镇一带,降雪会造成低能见度和道路摩擦系数减少,同时,大雪和暴雪还往往与大幅度降温相伴发生,当降雪天气结束后,由于气温下降,在路面形成积雪或冰冻层,从而不具备通行条件。泽库、河南地区由于地势较高,冬季气温较低,加之大部分是山区公路,弯道多、坡路多,高海拔路段上的积雪深度有可能比测站的积雪深度大很多,路面积雪对交通的影响较大,且持续时间较长。

2.1.2 公路气象灾害时间分布特征

从季节来看,黄南州公路交通因气象因素阻断、封控的现象主要发生在冬季和夏季。通过近5年的交通管制情况来看,夏季因受强降水天气影响,突发泥石流、路面漫水导致交通阻断的情况最多,尤其北部尖扎、同仁两县多于南部泽库、河南。其次是在冬季,受降雪影响,路面积雪严重,导致道路交通不具备通行条件,南部泽库、河南两县多于北部尖扎、同仁。

2.2 公路气象致灾因子特征

利用黄南州交管部门和养路段等部门收集的相关交通阻断资料,对G213、G573线黄南州境内路段气象灾害数据进行分析得出,影响黄南州主要道路交通的灾害有滑坡、泥石流、积雪结冰,主要道路气象致灾因子为暴雨、暴雪、低温,气象灾害在不同路段上有明显的区域分布特征。

2.2.1 暴雨时空分布特征

从图1来看,暴雨日数在1~16 d,平均5.6 d/年,长期变化呈上升趋势。全年暴雨日数出现在4—10月,从多年平均情况来看,4—10月各月暴雨日数为0.03~2.30 d,呈单峰分布,以8月最多、7月次之,与其多年平均的月降水量变化较为一致。随着极端天气的频发,加之每年暴雨日数增多,对黄南州公路交通构成了一定的影响。

从图2来看,河南暴雨日数最多,为54 d,其次是尖扎地区,为44 d,同仁地区暴雨日数最少,为32 d。8月是全州暴雨天气的高发期,其次为7月。虽然河南为全州暴雨日数最多,但由于河南多以广袤的草原为主,暴雨天气可能导致路基水毁,但总体对公路交通的影响较小。分析并整理近年的交通管制信息未发现河南因暴雨而导致交通中断。

尖扎为暴雨日数第二多,尤其7、8月强对流天气频发,尖扎公路沿线山势陡峭,地质环境脆弱,遇到连续性降水或短时强降水后,形成大量地表径流迅速汇集于沟谷,为地质灾害提供了动力和物源,同时降雨入渗使坡体自重增大,增大下滑力,坡脚浸润软化,极易引发滑坡、崩塌地质灾害。公路另一侧为河流,上游降水量增多将导致下游河水上涨,尤其是隆务峡沿线地势较低,河水上涨冲击会使路基塌陷或出现水毁。据统计,G213尖扎至隆务峡路段是因暴雨导致交通阻断次数最多的路段,今后在7—8月相关人员需加强关注此路段的降水情况。

2.2.2 降雪时空分布特征

因黄南州南北地区气候差异较大,北部地区出现暴雪的概率较小,因此,通过冬季降雪分布特征分析降雪天气对黄南州公路交通的影响。

公路沿线累计降雪量显著增加:冬季累计降雪量近30年(1994—2023年)平均为8.6 mm,呈显著增加趋势,增幅为1.5 mm/10年,进入21世纪后降雪量减少,但2010年后降雪量又明显增多。从空间分布来看,河南是降雪量高值区,冬季年平均降雪量为14.6 mm,泽库降雪量达9.2 mm,同仁降雪量达7.3 mm,尖扎降雪量较低,为2.3 mm。

公路沿线积雪日数呈减少趋势:冬季平均积雪日数为15 d,呈减少趋势,较少速率为1.2 d/10年。从空间分布来看,黄南州平均积雪日数在4~26 d,其中,河南积雪日数最多,为26 d;其次是泽库,为22 d,同仁平均积雪日数为9 d,尖扎平均积雪日数较低,为4 d。

公路沿线积雪深度呈减少趋势:冬季平均积雪深度为1.9 cm,呈弱减少趋势,自2010年开始,平均积雪深度持续减少。从空间分布来看,黄南州平均积雪深度在1.4~2.4 cm,其中,河南平均积雪深度最大,为2.4 cm,其次为泽库1.9 cm,同仁1.8 cm,尖扎1.3 cm,河南为积雪深度最大的地区。

从公路沿线降雪分析可知,河南、泽库是降雪天气的高发期,且对应积雪日数、积雪深度也是大值区,因此,冬季G213线麦秀山底至河南县城一带及G573线泽库县城至唐德一带需加强防范道路积雪结冰。

2.2.3 低温特征

最低气温和降雪量是道路积雪形成的重要因子,从图3来看,1994—2023年黄南州冬季平均最低气温为-12.8 ℃,呈升高趋势,升高幅度为0.9 ℃/10年。从空间分布来看,各地平均最低气温在-17.7~-5.6 ℃,其中,北部尖扎、同仁在-7.3~-5.6 ℃,南部河南、泽库均低于-15℃。虽然随着气候变暖全州平均最低气温在升高,积雪日数在减少、积雪深度也在减少,但降雪量在增加,表明在气候变暖的情况下极端性、反常性天气出现得更加频繁。

当强降温和寒潮天气使公路表面最低温度≤0 ℃,或日最低气温≤0 ℃,空气相对湿度>70%,近地层空气近饱和状态时,会出现道路结冰现象。黄南州公路沿线每年的11月至翌年2月最低气温均在0 ℃以下,受大陆冷高压的控制,天气干燥寒冷,降水天气少,期间若出现有效降雪天气易出现道路结冰。3、4、10月大部时日在0 ℃以下,此时低温形成主要原因是强降温和寒潮的暴发,随着冷暖空气频繁交汇,降水天气增多,也是道路结冰的多发时期。一般全年1月最冷,7月最热。正常情况下,一天中14:00 ~15:00气温最高,地表及路面最高温度一般出现在气温最高时段稍前一点,日出前温度最低。黄南州主要公路的地面平均最高温度、最低温度和环境温度的月际变化趋势基本一致,一般以6—8月为最高,12月至翌年2月最低,因此,冬季各地需加强防范道路积雪结冰对公路交通的不利影响。

3 黄南州公路交通气象服务现状

近年来,极端天气事件的频发,导致气象灾害及其造成的次生灾害对黄南州公路交通的影响较大。当前,黄南州气象部门针对公路交通气象服务只能提供出行路段的温度、降水、能见度、大风等气象要素的实况观测和预报值产品,未能给出预期天气状况对交通出行产生的影响,未提供细化至具体路段、不同时间段的详细预警信息,导致服务效果和用户体验不佳。现代交通安全运营越来越依赖于气象,黄南交通气象服务仍处于起步阶段,后期还需加强建立服务人才队伍、开发服务产品等。

近年来,黄南州、县气象部门加强与交管部门之间的合作,气象部门组织召开“路警气企”联席工作座谈会、县气象局与县交通局签订公路气象合作协议;建立州、县级公路养护气象服务微信群,提供日常气象服务,开展高速公路日常养护巡查工作,共同开展智慧交通气象专业服务工作。双方切实发挥各自优势,及时共享交通、气象信息,共同守护黄南州交通安全。黄南州气象部门积极推进公路灾害性天气预报和预警服务发展,逐步加强对强对流天气、积雪、道路结冰、低能见度等恶劣天气的防范应对措施。及时在降雪天气前、低能见度发生时发布相应温馨提示及预警信息。

4 提高黄南州公路交通气象服务水平的对策

4.1 加密交通气象观测站网建设

通过多方调研与普查,针对各地不同的风险隐患点,设立专业的交通气象观测站,进一步优化公路气象观测站网布局,使其更加科学、合理,不仅使观测站数据利用率高,还能确保驾乘人员及时获取准确的气象信息。

4.2 提高公路交通气象服务的针对性和精细化

分析气象要素对公路交通的影响,通过各行各业开展公路交通气象服务调研,有针对性地开发公路交通气象服务产品。例如,春、夏季,加强提供北部尖扎、同仁旅游交通路线和南部虫草采挖季交通气象服务;冬季,加强关注高海拔易积雪结冰路段的交通气象服务;每周五、周日下午是人员往返程高峰期,针对此时间段开展交通气象服务等,使服务更具针对性和精细化,从而有效提高黄南州公路交通气象服务能力。

4.3 结合本地化实际情况强化“双语”气象服务

由于黄南州是多民族聚集区,语言文字上存在差异。如何让气象信息“收得到、看得懂、用得上”,气象部门还需不断针对当地少数民族群众服务需求,提供内容丰富、易读易懂的“双语”交通服务信息,逐步研发藏汉双语预警信息发布系统等,满足当地公众的服务需求。

5 结束语

影响黄南州主要公路的气象灾害有暴雨、积雪、道路结冰,以及泥石流、滑坡等次生灾害;气象灾害在不同路段有明显的区域分布特征和季节性特征;由于特殊的地理环境,G213隆务峡段是辖区受气象灾害最严重的路段。因此,相关人员在7—8月需加强关注G213尖扎至隆务峡路段的降水情况,在冬季各地需加强防范道路积雪结冰对公路交通的不利影响,提高黄南州公路交通气象服务能力,满足当地公众的服务需求。

参考文献

[1] 吴彦,陈春艳,路光辉.沿天山高速公路冰雪灾害分析及其对交通安全的影响[J].沙漠与绿洲气象,2013,7(5):66-70.

[2] 朱保林,彭艳秋,黎成超,等.云南省高速公路气象灾害风险特征分析与应对[J].公路,2021,66(3):231-236.

[3] 白永清,何明琼,刘静,等.高速公路交通事故与气象条件的关系研究[J].气象与环境科学,2015,38(2):66-71.

[4] 郭春燕.内蒙古公路交通气象灾害及服务分析[J].内蒙古气象,2015(3):39-43.

[5] 德庆卓嘎,尼玛卓嘎,次仁,等.西藏高速公路气象灾害预警服务研究[J].高原科学研究,2024,8(1):49-56.

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