2021 中國山西省洪災

中國山西省位處於黃土高原的東邊，為典型黃土廣泛覆蓋的山地高原，地勢東北高西南低，山地、丘陵面積占全省總面積的80.1% (圖1)。山西屬於中緯度地區，在氣候類型上為溫帶大陸性季風氣候，具有四季分明、光照充足、南北氣候差異顯著、冬夏氣溫懸殊、晝夜溫差大的特點。山西省各地年平均氣溫介於4.2-14.2℃之間，全省各地年降水量介於358-621毫米之間，6-9月降雨相對集中，約占全年總降水量的60%，降雨分布受地形影響較大。汾河是山西省內最大的河流，也是黃河的第二大支流，全長約713公里。山西是工業經濟發達的省份，礦產資源豐富，因此，山西省空氣污染、水污染、水資源破壞問題很嚴重，與其他省份的經濟發展速度相比，山西屬於中等發展速度省份，經濟總量居全國中等水平。山西省也是中華民族的發祥地之一，擁有豐厚的歷史文化遺產，早在舊石器時代就已經有人類在此活動的紀錄，全省共有3處世界文化遺產(平遙古城、雲岡石窟、五台山)，452處全國重點文物保護單位，為全中國最多的省份[1]。

圖1. 山西省地形圖。(底圖來源：google map)

山西省主要降雨為每年的6-9月，10月山西全省平均降雨僅為31.1mm。此次事件從10月2日夜間開始，強降雨持續至少5天，最強降雨出現在4日及5日，連續兩天在山西中部出現區域性的暴雨，10月5日的降雨為氣候值的3倍以上，部分地區更是氣候值5倍以上(圖2)，從10月2日20時至10月7日8時，山西省平均降雨量達119.5mm，另外全省有18個縣市降雨超過200mm，有51個縣市降雨在100~200mm之間，主要降雨區為山西省的中部地區，此次最大累積降雨量達285.2mm(如圖3)。山西省共有59個國家氣象觀測站的日降雨量和63個國家氣象觀測站的累積降雨量超過同時期的歷史紀錄。此次強降雨過程，前期降雨伴有雷電，局部地區出現時雨量20-30mm的短延時強降雨，後期(4日至6日)的降雨主要是穩定性降雨，時雨量維持在10mm以下，氣溫方面在降雨後期則持續走低，受到冷空氣的影響，7日至11日，山西大部分地區平均溫度下降8-10度，在10/11日最低溫降至1度左右，更增加了救災的難度[2]。

圖2. 9月27日8時至10月7日8時降雨距平百分比。(資料來源：中國中央氣象台[3])

圖3. 9月27日8時至10月7日8時累積降雨圖(大圖為全中國、小圖為山西省)。(資料來源：中國中央氣象台[3])

此次降雨事件的主要原因是偏強的太平洋副熱帶高壓，往年10月副熱帶高壓已東退到太平洋海面上，今年10月初太平洋高壓卻異常偏北、偏西及偏強，且穩定維持在華中以南地區。此外，來自海洋的水氣則沿著副熱帶高壓的西側往北輸送到山西的中南部地區，與北方的乾冷空氣相遇後，形成鋒面降雨。

圖4. 10月4日大氣環境示意圖，黃色為太平副熱帶高壓區域，藍色為700百帕水氣。(資料來源：美國NCEP[4]，重製：災防科技中心)

這次的受災區域則是跟山西的地形有關，山西地勢兩側為高山、中間為盆地(如圖1)，此次鋒面長時間停留經過山西中部地區，在山區迎風面造成大量降雨，雨水最終隨著地表逕流等匯聚到盆地當中，因此本次受災最嚴重的區域也集中在盆地地區。

10月2日至7日，山西出現有氣象記錄以來的最強秋汛，許多地區遭遇到時間久且強度大的降雨，造成多處傳出坡地崩塌、河堤潰堤、淹水、道路中斷等災情。受到黃河北幹流水量升高的影響，黃河中游的潼關水文站在5日晚上11點，流量達到每秒5,090立方公尺，中國水利部宣布為黃河2021年第3號洪水[註1][1][5]。

山西省政府於防汛救災新聞發布會上表示[6]，截至10月12日上午，山西省內有37條河流發生洪患，高速公路、國省幹線、鐵路運行等都受到一定程度的影響。另外，山西也是全國文物最多的省份之一，受豪雨影響，山西全省截至10日有1,763處文物出現了不同程度的屋頂漏雨、牆體開裂坍塌、地基塌陷、建築倒塌等災情。其中，屬中國觀光景點5A最高等級的平遙古城城牆受損和局部坍塌，引起各界關注。山西省內11個市76個縣（市、區）共226個村莊淹水，175.71萬人受災，因災死亡15人，3人失蹤，緊急轉移安置12.01萬人，農作物受災面積357.69萬畝，倒塌房屋1.95萬間，嚴重損壞1.82萬間，超過33萬戶停電，直接經濟損失約50.29億人民幣，公路累計受損6,523.36公里，因災受損阻斷3347處，臨時關閉的風景區共167處[7]。

山西省重點災害事件描述如下：

（一）河堤潰堤釀災

由於持續性的強降雨，使烏馬河清徐段、汾河新絳段、磁窯河汾陽段與孝義段等多處發生河堤潰堤，以下針對汾河和烏馬河的部分作較詳細的描述：

1.烏馬河

烏馬河為汾河的區域性支流，是一條季節河[註2][2]，在烏馬河進入清徐縣境內後，因地勢增高，成為一條懸河[註3][3]，高出周圍平地數米，平時乾涸無水。因連日強降雨，加上上游水庫洩洪，5日上午烏馬河河槽形成洪水，使設計條件為每秒20立方米流量的堤壩受到衝擊。從5日下午開始，烏馬河水量迅速增加，由每秒40立方米的流量迅速增長到每秒100立方米，洪水開始漫過河堤。隨著洪水繼續迅速增長，流量高達每秒130多立方米，部分地段堤防出現管湧等現象，並有潰堤的危險。當地政府迅速組織群眾撤離受到洪水威脅的村莊，包含小武村、孟封村等8個村莊，約15,000居民連夜撤離至安全地帶。10月7日降雨仍在繼續，烏馬河清徐縣、祁縣段已出現4處河堤潰口，當地組織全力投入救援[8]。

圖5. 烏馬河清徐縣小武村與汾河新絳縣橋東村潰堤淹水位置圖。(底圖來源：google earth)

2.汾河

汾河是山西省內最大的河流，也是黃河的第二大支流，根據水文資料顯示，汾河流域並無特別嚴重的水災紀錄，反而常因水流不足出現斷流的現象，最嚴重的斷流紀錄曾達一年內320天。然而在10月7日汾河新絳段的流量洪峰值達到每秒1,125立方米，是日常水流量的30倍，使汾河下游運城市內新降段遇到近40年來最大的洪峰流量。位於上游的新絳縣橋東村汾河北段發生潰堤(圖5、6)，潰口長度約20公尺，近2萬人被緊急撤離，經當地組織的緊急搶救，潰口於10月8日16時左右修復，但已對新絳縣的房屋與建設造成傷害[9][10]。

圖6. 汾河潰堤後，洪水沖入新絳縣橋東村。（圖片來源：界面新聞[10]）

（二）平遙古城

位於山西省中部平遙縣的平遙古城，距今約有2,800年的歷史，為世界文化遺產之一，也是國家重點文物保護單位之一。受到持續性強降雨的影響，10月5日凌晨平遙古城的城牆內部發生了崩塌的現象。由於整個城牆內側都是由夯土製成的，暴雨造成6公里長的城牆內有51段牆體受損，包括16處的內牆夯土坍塌(圖7)，最嚴重的城牆坍塌部分長約25公尺，高約10公尺，所幸未造成人員傷亡，已於第一時間進行搶修程序[11][12]。中國文化遺產研究院認為主要的問題出在建材，中國北方的建築為了保溫，需墊一層乾土層，一旦滲水會失去強度且會變重而容易崩塌，另外在古城牆的保存上，也缺乏對強降雨的防護規劃[13]。

圖7. 10月8日所拍攝的平遙古城城牆坍塌處理情形。(照片來源:新華社[12])

（三）鐵路地基掏空

10月6日，因受強降雨影響，祁縣境內昌源河水位上漲，洪水沖毀路基，南同蒲線在祁縣內的昌源河大橋上的橋台被衝垮，造成鐵軌懸空(圖8)，一列貨運列車緊急停在懸空的鐵軌上，所幸並未造成人員傷亡，截至6日晚上11時，中國鐵路太原局集團有限公司、晉中市縣政府已開始全力搶修[14]。

圖8. 鐵路地基遭淘空，僅剩鐵軌在半空中(紅框處)。（圖片來源：新華社[15]）

（四）蒲縣荊坡村山崩

強降雨導致山西省西南部臨汾市蒲縣內的荊坡村於10月5日晚間11點發生山崩事件，從當地居民近距離所拍攝的影片中可見(圖9)，當崩塌發生當下，下方道路不但有多台車輛停放，甚至有車子正從下方駛過，大量的崩塌塊體造成5人被埋在底下受困，導致4名交通警察死亡、1人受傷治療[16]。

圖9. 蒲縣荊坡村山崩過程，大量土石掩埋下方多台車輛。(圖片來源：截圖至中新視頻[17])

[註1]黃河洪水編號標準：上游唐乃亥水文站或蘭州水文站流量達到每秒2500立方公尺；中游龍門水文站或潼關水文站流量達到每秒5,000立方公尺；下游花園口水文站流量達到每秒4000立方公尺；複式洪水：上游洪水時間間隔48小時或中下游洪水時間間隔達24小時。

[註2]季節河：又稱為間歇性河流，意旨河流在枯水期呈現斷流，豐水期才形成流水。

[註3]懸河：又稱為地上河，即河床高出兩岸地面的河流。

透過中國的海絲一號衛星[註4][1]以及歐洲太空總署Sentinel-1衛星的最新雷達影像，可以從接近七百公里的高空更全面了解本次洪水的影響情況。利用9月30日還沒有受到強降雨侵襲的烏馬河流域雷達衛星影像，與10月7日烏馬河河堤潰堤後海絲一號所獲取的雷達衛星影像作比對，可以獲得烏馬河潰堤後所造成的淹水區域如圖10所示，圖10的底圖使用的是高分衛星所拍攝的光學影像，圖中顯示洪水不僅淹沒了大面積的農田，同時也漫延到民宅，對當地居民造成衝擊與影響[18]。

圖10. 利用10月7日海絲一號所拍攝之雷達影像判釋烏馬河潰堤導致的淹水影響範圍。(資料來源: 北京日報客戶端；製圖單位：北京佳格天地科技有限公司[18])

國家災害防救科技中心則透過Sentinel-1衛星於2021年9月23日、10月5日、10月12日、10月17日所拍攝的雷達影像，來分析新絳縣橋東村汾河北段潰堤所造成的淹水狀況，皆以9月23日作為事件前的影像，其他三個時間的影像相對於9月23日進行比對，結果如圖11所示，深藍色的區域表示相對於事件前影像所增加的水體範圍，黃色區域代表當下的影像相對於事件前影像有較強的反射訊號，但並不是水體的訊號。汾河潰堤發生於10月7日，因此5日的成果顯示僅有少數地區因大雨而有積淹水現象，從12日結果可見汾河和水流量明顯增加，潰堤5天後橋東村仍有許多地方受淹水影響，至17日才逐漸復原。

圖11. 利用不同時期的Sentinel-1雷達影像，分析新絳縣橋東村汾河北段潰堤的淹水影響範圍。

[註4]搭載合成孔徑雷達的衛星，於2020年12月22日發射，可全天候對陸地、海洋、海岸進行觀測，為中國海洋環境、災害監測、土地利用等提供服務。

（一）應變

山西省防汛抗旱指揮部於10月4日12時啟動省級防汛Ⅳ級應急響應[註5]，而中國國家減災委員會應急管理部也於10月9日12時，啟動國家IV級救災應急響應，並出動工作組至災區協助，主要工作項目包括瞭解災民安置與災民的基本生活保障情況，並實地踏勘房屋毀損、基礎設施受損與農作物損失情形。自10月2日災情發生以來，山西省消防救援隊伍共出動889人次、消防車1210輛次、舟艇51艘次，搶救受困民眾共196人[6]。

在災民安置方面，據山西省應急管理廳發佈之新聞稿提到，政府針對老幼病族群提供專門照顧，緊急改造體育場館、學校宿舍作為災民的臨時安置地點，針對低溫天氣，臨時調配取暖設施，災情較嚴重的介休市，則集中安置在旅店，而汾西縣等地以投靠親友為主，整體而言，旅店安置的配套措施較為完善[19]。

在物資援助方面，山西省財政廳針對受災地區採購開啟「綠色通道」，保持緊急採購的暢通，在防汛救災期間，各單位採購防汛救災、應急救援和古建築保護等緊急性、搶救性事項相關貨物、工程和服務，可不依照政府採購的法定程序，但仍須有完善的緊急採購內部控制與管理機制[20]。為防止洪患後出現大規模疫情，山西組織疾控中心等50多名專家至災區展開災害衛生防疫工作，完成蓄洪區、安置點、垃圾點等區域的消毒，並進行生活飲用水、食品安全監測[19]。

（二）復原

按照《山西省防汛抗旱應急預案》有關規定，山西省防汛抗旱指揮部經會商後於10月15日16時終止省級防汛Ⅳ級應急響應，之後的復原工作會在春節前全面恢復基礎設施的正常運作，並對損毀房屋進行安全鑑定與修繕重建。山西省因洪災停課的學校也於10月20日全部恢復正常上課，教育廳將對學校的受損情形進行全面的調查，除加快硬體設施的重建外，也要求特別是沿河（溝）道、地質災害易發區和地處水庫下游的學校，修訂完善防汛防災應變方案，設置防汛應變避難處所，做好各項防災工作[21]。

（三）對煤礦開採的影響

山西省為中國產煤量最高的省分，共有682座煤礦，原煤產量10.63億公噸，約佔全國的四分之一[22]。自2021年夏天以來多個省分出現用電荒的問題，原本於10月8日召開國務院常務會議中，決議擬透過煤礦增產解決[23]，恐受洪患影響，延長限電時間。據山西省應急管理廳資料顯示，10月1日至7日，共有60座煤礦停產，雖可能短暫影響煤炭的產量，但不影響後續增產[7]，煤礦的價錢從八月開始就有向上漲的趨勢，11月又稍調降回來[24]。然而暴雨使得山西向河北運煤的公路中斷，許多公路發生崩塌，鐵路也暫停營運，對煤礦運輸及下游產業有相當程度的衝擊，運煤車供應吃緊也導致運費暴漲，增加煤炭發電的成本[25]。

表1. 臨汾焦煤市場價格變化(數據來源:焦聯網[24]，災防科技中心製表)

（四）農業衝擊

此次山西洪患造成農作物受災面積達357.69萬公畝，由於正值山西三秋（秋收、秋耕、秋種）生產之際，為避免農業損失擴大，山西提出「減災減損搶收搶種」雙減雙搶作為，召集專家制訂作物減損減災增收的技術要點，並動員3,000多名專家至各村，以「技術二傳手」培訓、跨區域農機作業等辦法減少損失[19]，截至10月17日，山西秋糧收穫2,028.3萬畝，進度52%；秋播面積95.8萬畝，進度11.9%。此外，山西亦針對積水嚴重地塊，制定排水降漬方案，盡快排除積水；統籌調度農機作業，搶時收穫播種；加強秋種技術指導，確保應播盡播[26]。

[註5]IV級救災應急響應啟動條件:數省(區、市)同時發生一般洪水；數省(區、市)同時發生輕度乾旱；大江大河主流堤防出現險情；大中型水庫出現險情；多座大型以上城市同時因旱影響正常供水。

隨著氣候的變遷，發生極端降雨事件的機率越來越高，此次的山西省洪患，主要受到長時間且超過歷史紀錄的強降雨影響，造成多處傳出災情。山西省防汛抗旱指揮部於10月4日啟動省級防汛Ⅳ級應急響應，開始一連串的救災與復原，在10月15日終止省級防汛Ⅳ級應急響應，預計基礎設施的運作會在春節前全面恢復，後續將修訂完善防汛防災應變方案，設置防汛應變避難處所，以降低未來的受災風險與衝擊。2014年底Sentinel衛星發射後，每6-12天提供一張免費的合成孔徑雷達影像，因此在時間條件符合的情況下，透過遙測雷達影像的分析處理，可以更容易且大範圍的判斷淹水的影響範圍，將會是未來災情評估與救災規劃的重要工具。