为什么会暴发洪水?
水是地球上最有用的物质之一,可供人饮用、洗浴、清洁以及烹调食物。大多数情况下,水对人类有益或者说是友善的。但是,如果水量足够大,那么它也可能会掀翻汽车、摧毁房屋、夺去很多人的生命。据称,在过去的几百年间,洪水就已经夺去了数以百万计的生命,比其他任何天气现象都要多。
地球上的水循环运动,不断变换形态。当阳光照射在海洋上,液态水蒸发,在空气中形成水蒸气。在阳光的照射下,含有水蒸气的空气变热升空,被风海流带走。当水蒸气向上升腾时会再次冷却,形成液态的水珠(或冰晶),这些水珠或冰晶又会形成云。云层冷却后,更多的水会冷凝形成水珠,这些水珠穿过空气以降水的方式落下。一部分降水被收集在地下水库中,但大部分汇入河流,最终流入大海。这样,水就回到了起点。
由于风海流相当稳定,因此,一些特定区域每年的气候状况大致相同。但就每一天的情况而言,众多的天气因素以无限多的方式组合在一起,就会形成各种各样的天气。
洪水的成因
有时,天气形势的变化导致某一区域在较短时间内出现大量降雨。由于排水沟是在长期实践中逐渐形成的,因此,某一地区排水沟的大小与该地区常规降雨量保持一致。当降雨量较平时猛增时,普通的排水沟会出现溢水,蔓延至周围区域。这就是我们通常所说的洪水:在某一区域内出现的超常规的水流现象。
洪水
洪水通常是由连续降雨所导致的巨大降雨量引发的。一些地区由于常年出现的季节性暴雨(如季节性洪水),每年都会暴发洪水。另一种常见的洪水类型是由特定风海流引发的特殊潮汐运动。同时,当人工堤坝被冲垮时,释放出大量的水,也会引发洪灾。
人们修筑堤坝来调节河水流量,使其更好地适应人类的需求。也就是说,通过堤坝的拦截,一部分河水可以储存在大型水库中。这样,人类无须借助自然之力,就可以随时增加或减少河水的流量。工程师们在修建堤坝时,都会使其有能力拦截可能增加的水量。不过,有时水量的增加会超过工程师们预计的水量,堤坝就会出现坍塌。
尼罗河
提到季节性洪水,最出名的例子莫过于埃及尼罗河每年的河道扩张。过去每到夏天,在尼罗河源头下起的季风雨会使河道适当地扩张。此时,洪水不是一种灾难而是上天赐予的厚礼。在河道扩张时,肥沃的泥沙会留在两侧的河岸;当河水再次变得平静时,河岸两侧的土地就会变成富饶的良田。现在,尼罗河上游的堤坝将河水拦截,通过堤坝收集起来的夏天的雨水可供全年使用。这样,耕作季节得以延长,埃及的农场就可以全年耕作了。
河流和洪水
对我们而言,河流似乎是一道稳定的、不会发生位移的风景线。而事实上,河流是一个活跃的动态实体。随着时间的推移,河道可能会变大,水路会发生巨大变化,甚至流向也会发生改变。因此,河岸周边的区域极易受到洪水的威胁。
不过,河流也往往是文明的天然发祥地。与其他事物不同,河流为我们提供了稳定的水源、肥沃的土壤以及便捷的运输条件。有时,河道一旦发生变更,受灾区的人们就会立刻意识到自己生活的地区原来是如此的不稳定。如果这些区域修建了大规模的建筑群,那么洪水所带来的灾害将是毁灭性的。
洪灾的破坏性
发生洪灾时,60厘米高的洪水就足以卷走一辆汽车,15厘米高的洪水就可以把人掀倒。人们可能会惊讶地发现,洪水竟蕴含着如此巨大的冲击力。毕竟当我们在平静的海面上游泳时,根本就不会出现这种被掀翻的情况。
水从洋面蒸发,成为水蒸气。水蒸气不断升高冷却,最后以降水的形式落到地上。
由于洪水会不断向前移动,因此更为危险。洪灾暴发时,一个地区可能聚集了大量的水,而另一个地区则几乎没有积水。水的自重很大,因此水会迅速移动以便保持水面平稳。某一地区水量的分布越不均匀,水运动时产生的威力就越大。有时,水看起来并不深,因此人们以为并不危险,但直到发现危险时,就为时已晚了。在洪灾中丧生的人中,近一半是由于想要在汹涌的水流中试图驾车而死亡的。
水带来的灾害
1966年,一场大暴雨使流经号称世界艺术之都之一的意大利佛罗伦萨的阿尔诺河泛滥成灾。佛罗伦萨城到处都是水、泥浆和泥渣。这次洪灾不仅造成了人员丧生和建筑物损毁,还对该城的艺术藏品造成了巨大的破坏。人们在地下室和一楼的房间里存放的所有物品几乎都被泥浆和泥渣所覆盖。通过多年的不懈努力,科学家和艺术历史学家们才将大部分被损坏的艺术品恢复到完好的状态。
另一种破坏性较小的灾害是湿气和泥浆。如果水位达到足够的高度,大量的水会渗入房屋,把屋中所有的物品全部浸湿。在水体运动时,会卷起大量的垃圾。在洪水中漂浮的人和物都像掉入了一口巨大的汤锅。当洪水退去后,水位下降,一切恢复干燥,但泥浆和残渣会滞留下来。
另一种洪水带来的灾害是疾病的传播。成群的蚊子在洪水中产卵并传播疾病。而且,当洪水流过某一区域时,会卷起各种各样的化学物质和垃圾,这些都会造成环境污染。因此,如果你身在洪灾区,你只可以饮用瓶装水或煮沸的水,同时要关注其他关于卫生的各项提示,这些都非常重要。
浸泡
洪灾的严重性不仅取决于洪水汇集的多少,还取决于洪水流经的土地自身抵御洪水的能力。下雨时,土壤就像一块海绵。当土地处于饱和状态时,也就是说当土壤吸足水分时,无法吸收的多余水分就会作为径流从土地上流过。
暴洪
暴洪是危害性最大的一种洪水。大量的水突然汇聚在一起,就会引发暴洪。由于一个地区聚集了大量的水,暴洪的冲击力往往很强,洪水会把人、汽车甚至房子统统卷走。
1976年,美国历史上最大规模的暴洪发生在科罗拉多州的大汤普森峡谷。在不到5个小时的时间里,这一地区暴风雨带来的降雨就超过了该区域全年常规降雨量的总和。大汤普森河平时只是一条很浅的、缓慢运动的河流,瞬间变成了无法阻止的滚滚洪流,以88万升/秒的流量把大量的水带入峡谷。当时,上万名露营者聚集在峡谷里庆祝科罗拉多州成立100周年。洪水暴发得如此迅猛,人们根本没时间来发布警报。在这次洪灾中,共有139人丧生。
暴洪来临
一些物质比另一些更容易达到饱和状态。森林中部的土壤像一块优质的海绵,岩石的吸水性较差,而硬质黏土则介于森林土壤与岩石之间。总体来说,耕作过的田地的吸水性不如未耕作过的土地。也正因为如此,耕地比未耕作的土地更容易受到洪水的威胁。
随着文明的发展,人类以多种方式改变着大自然的版图。重大变化之一就是用沥青和混凝土来铺路。很明显,这两种物质并非最佳的吸水物质:在沥青和混凝土路面上汇集的所有雨水几乎都成为了径流。在排水系统不完备的工业区,可能无须太多的降雨就会引发洪灾。
水,到处都是水
为了解决混凝土和沥青带来的问题,一些城市如洛杉矶,建造了混凝土泄洪渠来把径流排出城市之外。当然,在那些没有泄洪渠的地方,还有可能会暴发洪水。事实上,在我们用混凝土和沥青铺路的时候,就会部分地铲除地面天然的吸水层。这就意味着,剩余的吸水层要处理更多的水。
防洪堤,即建在河边用来防洪的高墙,也会出现类似的问题。防洪堤延长了河流天然的堤坝,这样就可以拦截更多的水。这些防洪堤可能能有效地防止水流入某一地区,但对于下游那些没有建防洪堤的地区,它们可能会使问题变得更为严重,受灾地区的洪水可能会向上游漫延。与堤坝一样,防洪堤也存在着倒塌的危险。一旦防洪堤被冲垮,大量的水就会在短时间内涌出。这种情况可能会引发最严重的洪灾。
我们永远也不可能阻止洪水的发生。由于大气中复杂的天气状况,洪水无法避免。不过,通过建设洪水控制体系,如泄洪渠和防洪堤,我们可以努力把洪灾造成的损害降到最低。也许,避免洪灾的最好办法是彻底搬出洪水多发区,远离洪水。