陳驥 - 氣候變化環境下 香港的極端水災（下）｜科研創新
發佈時間：12:11 2023-12-05
在今年9月的世紀暴雨中，媒體再三引述暴雨為「500年一遇」，在坊間引起不少誤解。前文跟大家談過這個多少年一遇背後的定義，是指某一特定降雨強度在未來出現的機率。我們也簡單談了暴雨與洪水這兩個概念的分別，今次跟大家再深入一點談談洪水，且以我們在荔枝窩進行的案例研究作為介入點。
極端降雨和洪水強度的相關性
小流域內往往沒有河流徑流觀測資料，甚至也沒有降雨觀測資料，被稱為無資料地區。無資料地區的極端降雨和洪水強度的相關性研究，一直是水文氣象領域的一大挑戰。我們科研團隊為此進行了探索，在這一領域獲得豐盛的成果。
香港荔枝窩流域在2014年前，是一個典型的無資料地區。2014年5月11日，該流域遭遇了一次大暴雨，並出現洪水淹沒農田的災情。為評估該事件的嚴重程度，我們收集了流域周邊地區的降雨資料，並通過實地收集荔枝窩流域降雨資料和測量河流徑流，建立荔枝窩流域數值模型來模擬水流過程。從而構建了流域降雨頻率曲線和河流洪水頻率曲線。
由此，我們推算出2014年5月11日的暴雨，在時間長度為30分鐘或1小時的重現期分別為2.4年及1.9年，24小時降雨重現期為9.6年。相應水災的重現期為7.0年，數值介乎於半小時、1小時和1天的降雨重現期之間。進一步研究發現，降雨與洪水事件的嚴重程度並不完全一致，前期1天和3天的降雨量，則對洪水災害程度有顯著影響。
「海綿城市」防洪功能欠奉
在香港，亦有研究「海綿城市」對防洪的作用。內地提出「海綿城市」建設的目的，是解決城市缺水問題，用於「提升城市排水系統時優先考慮把有限的雨水留下來，優先考慮更多利用自然力量排水，建設自然積存、自然滲透、自然淨化」。所以，「海綿城市」建設往往通過增加城市綠地，能夠更快地下滲地面積水，可以將雨水資源化，促進局部水循環，提供更好的城市生活環境。
「海綿城市」工程能否在極端水災發生時起到防洪作用？答案是否定的。建設「海綿城市」，在應對強度不大的降雨時能起到顯著效果。但在大暴雨發生的情況下，這些設施建設，就無法發揮防洪減災的作用。如果用「海綿城市」建設，來替代防洪體系的完善，更將是本末倒置。防洪體系的完善，一定是在對降雨和洪水充分認識的基礎上，建設相配套的防洪設施、管道系統，再與地上地下的儲水設施建設結合起來，加之相應的應急救災減災措施體系的完善。
隨着全球不斷變暖，氣候變化有可能帶來的極端天氣事件勢將增加，並已引起人類的重視。9月7日晚上至8日破紀錄的世紀暴雨，是否與氣候變化有關，還需要科學研究核實。但是，在全球氣候變化的背景下，這類極端強降雨出現的機率可能會增加。另外，重新做頻率分析時，在加入新增加的極端降雨資料後，降雨頻率曲線會有調整。新的頻率曲線必將對香港的防洪規劃和設計產生深遠影響。
如何應對氣候變化
科學家們一直在探索氣候變化與極端天氣之間的關係，希望能夠更好地預測和應對這些極端天氣帶來的挑戰。然而，在當前的科研技術下，極端降雨的預報預測仍然具有很大的不確定性。另外，香港洪水災害的形成，具有高度的複雜性，需要加強研究。這就意味着我們需要加大科研投入，為應對極端天氣及相應的災害時做好充分的認知研究。尤其是，在未來1至6小時之內的短臨強降雨預報（或稱臨近強降雨預報）的科學研究上，應結合數值模擬、地面觀測和人工智能技術，推動香港在應急救災方面的能力提升，減少極端天氣可能帶來的災害，為社會經濟生活提供更有力的保障。
文：香港大學土木工程系教授香港海外學人聯合會理事陳驥
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文章刊於《星島日報》2023年12月5日教育版專欄「大學之道」
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