新南威尔士州目前正在经历严重的洪水事件，在周末的强降雨后，该州东海岸的几个地区发布了洪水和疏散警告和公告。
在悉尼地区，极端降雨导致Hawkesbury和Nepean河水位上涨，容纳城市主要饮用水供应的Warragamba大坝溢出。
快速事实:新南威尔士州洪水泛滥
- 瓦拉甘巴水坝位于悉尼以西约65公里处，为该市提供了80%的饮用水。
- 上一次大坝严重溢出是在1990年8月。
- 据报道，3月20日星期六，大坝的容量达到了99.2%，然后在周六到周日的24小时内遭遇了超过150毫米的降雨，降雨还在继续。
- 大坝现在正在泛滥，导致河流系统洪水泛滥。
- 新南威尔士州水务公司(WaterNSW)报道说，瓦拉甘巴大坝每天泄漏约500亿升水，大约相当于悉尼港的容量。也是尼亚加拉瀑布日平均流量的两倍，维多利亚瀑布日平均流量的五倍。
最大的威胁来自Hawkesbury-Nepean山谷，这里正经历着1961年以来最严重的洪水，预计峰值将达到15米。由于房屋和财产被洪水淹没，成千上万的人已经被疏散，一些人被淹到了屋顶;到目前为止，紧急救援人员已经回应了8000多个求助电话。
新南威尔士州SES周一表示:“水、电、污水、电信和天然气的大规模中断预计将持续数周或数月。”
新南威尔士州大学的水利工程师斯图尔特·可汗说:“这大约是50年一遇的洪水。”“我们期待他们的到来，我们以前也遇到过，我们当然知道我们还会遇到。”
宇宙我采访了汗和来自风险领域了解当前的洪水，它们是否可以被预防，以及如何在气候变化的情况下管理洪水事件。
为什么新南威尔士州会洪水泛滥?
悉尼地势低洼，被三条河流环绕:北部是Hawkesbury，西部是Nepean，南部是Georges (Nepean是Hawkesbury的一条支流)。
降雨沿着河流进入海洋，但在大降雨期间，河流很难应对径流量。当水试图通过河流提供的相对较小的堵漏孔流出时，这个区域就会像浴缸一样被填满。
很长一段时间以来，霍克斯伯里-尼普河谷特别容易发生洪水。
来自澳大利亚国立大学(ANU)芬纳环境与社会学院的杰米·皮托克(Jamie Pittock)说:“自从两个多世纪前英国占领的最初几年，这个山谷就有极端洪水的记录。”
上周末的强降雨是由几个大型相互作用的天气系统引起的。新南威尔士州沿海的低压槽和来自澳大利亚西北部的云带相互作用，给新南威尔士州带来大量降水。另一个位于南塔斯曼海的静止高压系统也在新南威尔士州海岸吹了一周的岸风，保持了低压槽的位置。
天气预报员预测星期二降雨将会减弱。与周末相比，降雨量已经有所减少，但仍在下降的是已经饱和的地面，这是La Niña比平均水平更潮湿的夏季的结束。
像这样的洪水事件有多罕见?气候变化如何影响其频率和严重性?
Andrew Gissing是森林火灾和自然灾害中心的一名应急管理专家，同时也是“风险前沿恢复力”的总经理。他说，这并不是一次创纪录的洪水。
“有记录的洪水发生在1867年，在温莎达到了19.7米的峰值，”他说。“然而，这次洪水可能是人们记忆中最严重的洪水之一。”
尽管如此，仍有许多人说，这场洪水是一代人一次的事件。
来自“风险前沿”(Risk Frontiers)的托马斯•莫特洛克(Thomas Mortlock)表示，“100年一次”这样的说法可能会误导人。
“这表明，这种类型的事件在100年里只会发生一次，当它发生时，我们将再等100年，直到再次经历这种程度的洪水，”专门研究沿海灾害建模的莫特洛克说。“这两种说法都不是真的。”
他说，洪水事件实际上是在时间上聚集的，因为像La Niña这样的振荡增加了洪水的季节性概率。
而且在灾难性的黑色夏季森林大火一年后，洪水又来袭，这也毫无价值。2020年1月是澳大利亚有记录以来最热的一个月，新南威尔士州的平均气温飙升至比上个世纪的“正常”温度高出6摄氏度。
尽管受La Niña天气周期的影响，2021年更凉爽、更潮湿，但这并不意味着自然灾害的缓解，因为变暖的气温增加了暴雨和洪水的可能性。
莫特洛克说:“更温暖的大气层也有可能保持更多的水分。”“目前的预测是，在未来一个世纪，澳大利亚的平均降雨条件将普遍干燥，极端降雨事件可能会增加。”
澳大利亚最新的2020年气候状况报告证实了我们已经看到了强降雨事件强度的增加。
墨尔本大学地球科学学院(University of Melbourne School of Earth Sciences)教授托德·莱恩(Todd Lane)提出了一种平衡的观点。
他说:“这是一个重大事件，与从塔斯曼海输送水分的东风气流有关，它与内陆槽相互作用，产生了大量的降雨。”
“就降雨积累而言，这是不寻常的，但我们应该谨慎地将这一事件与气候变化联系起来。对于新南威尔士州地区未来的降雨量仍然存在很大的不确定性，气候模型在预估降雨量和极端降雨趋势方面显示出有限的一致性。
“重要的是，我们对这种天气事件的频率如何随着全球变暖而变化知之甚少。
“我们所知道的是，在一个更温暖的世界中，大气可以保持更多的水分，所以随着气候持续变暖，像这样的事件发生时，有可能产生更多的降雨。”
新南威尔士州的洪水可以预防吗?
人们对瓦拉甘巴大坝的高水位以及是否应该降低水位以防止溢出的担忧已经上升。
然而，正如可汗解释的那样:“瓦拉甘巴大坝是作为饮用水供应而建的。(它)在缓解洪水方面没有任何作用……没有人会因为不这样操作而犯错。”
WaterNSW是没有授权根据天气预报放水。无论如何，为了有足够的能力来捕捉这种天气事件带来的流入，瓦拉甘巴大坝必须将其水位降低到25%。相比之下，最低的是2004年的38.8%，那是千年干旱时期。
汗解释说,其他大坝在澳大利亚,比如同维文霍的大坝,从布里斯班市中心约80公里,“设计和运营部分存在大量水坝,在那里他们保持大量的空空气空间在大坝能够捕捉那些大洪水时慢慢释放”。
他一直警告邦政府至少从2015年开始就认为瓦拉格曼巴应该以类似的方式运营;也就是说，它不应该被允许填满——它应该为在长时间的暴雨中缓解洪水保留空间。
然而，值得注意的是，只有大约一半的洪水是由瓦拉格甘巴的溢出水造成的。另一半来自流入霍克斯伯里-尼伯恩水系的其他河流，包括科罗拉多河、格罗斯河和麦克唐纳河。
莫特洛克提出的观点是，城市化可能也在洪水的严重程度中发挥了作用:“城市地区不透水表面的增加会导致更多的径流流入小溪和河流。”
但他补充说，洪水的真正严重性是由于持续了许多天的普遍比平均水平更湿的情况，不允许流域排水。
随着世界变暖，我们能做些什么来预防和管理未来的洪水?
正如可汗所说，瓦拉甘巴大坝的部分容量可以用来缓解洪水，但这也会影响到悉尼饮用水的供应和安全。
Khan说:“对于饮用水供应，我们应该考虑如何尽可能多地纳入与气候无关的水供应——诸如循环利用和脱盐等不太容易受到干旱影响的东西。”
他说，如果我们不是依赖一个大坝，而是依赖多个水源，“你就能更好地灵活应对，根据可能出现的困难来管理水资源，从而在继续提供高质量饮用水方面有更大的弹性。”
一个有争议的解决方案是增加Warragamba的容量。新南威尔士州政府有雄心抬高堤坝宽14米，可以在大坝中容纳额外的1000 GL。但溢出仍然会发生:Khan说，模型预测，在这种情况下，500 GL仍会溢出下游。
他解释说:“这一切都取决于时间，是否恰好与来自其他支流的水的峰值重合。”“如果真的发生了，你最终还是会遇到同样的洪峰，同样的洪峰——只是推迟了几天而已。”
因此，提高大坝的堤坝并不是解决方案，但可能是提供更多洪水安全的几种选择之一。
另一个是让人们远离危险。在Hawkesbury-Nepean山谷，大约有5000所房子建在100年1次洪水线以下，大约9万人住在洪泛区，而且人口还会增加。
可汗说:“我们可以考虑采取另一种方式，让人们离开泛滥平原，保留那些土地用于农业、娱乐和林业。”“这样，当洪水发生时，我们就不会像以往那样出现紧急情况。”
其他的选择包括修建水道，为河水提供更好的排泄途径，因为目前河流的瓶颈限制了其排泄能力。
Khan说:“我们在考虑工程解决方案。”“我们可能在讨论修建一条通道，或许可以穿过萨克维尔周围瓶颈最糟糕的部分，然后……让水流短路，流入霍克斯伯里河。”
Gissing对此表示赞同，并指出“提高大坝将有助于缓解洪水，但这需要成为综合方法的一部分，该方法包括加强基于风险的土地使用规划、维护洪水预警系统、社区教育活动、维护疏散路线能力和应急管理能力以及规划”。
他说，这些都是我们必须面对的重要问题，因为“澳大利亚和新南威尔士州的洪水比森林大火更具致命性和破坏性”。
参见:
最初发布的宇宙作为宇宙问答:新南威尔士州洪水泛滥
劳伦Fuge
Lauren Fuge是《宇宙》杂志的科学记者。她拥有阿德莱德大学(University of Adelaide)物理学学士学位，弗林德斯大学(Flinders University)英语和创意写作学士学位。
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