張淑芳　常自祎　韋伯龍

摘要 氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)的確定是城市內(nèi)澇氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào)預(yù)警業(yè)務(wù)中的關(guān)鍵技術(shù)問題。本文根據(jù)臨夏市政部門2006—2015年城市內(nèi)澇資料及相應(yīng)時(shí)段臨夏城區(qū)自動(dòng)氣象站逐小時(shí)降雨資料，綜合分析了臨夏城市內(nèi)澇的情況和造成內(nèi)澇的幾大因素，對(duì)內(nèi)澇進(jìn)行了等級(jí)劃分，并研究了積水深度與降雨強(qiáng)度的關(guān)系。結(jié)合單站臨界雨量法和P-Ⅲ型頻率分析法，為城市內(nèi)澇氣象預(yù)報(bào)預(yù)警提供了依據(jù)，并建立了具有科學(xué)性、本地化、指標(biāo)數(shù)量適度、適于量化的反映城市內(nèi)澇的預(yù)警指標(biāo)。

關(guān)鍵詞 城市內(nèi)澇；雨量；預(yù)警指標(biāo)；甘肅臨夏；和政縣

中圖分類號(hào) TU998.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）04-0211-02

Abstract The key technology problem of weather risk forecast warning business is to determine the urban waterlogging weather risk early warning indicators. The situation of the urban waterlogging and several factors causing waterlogging were comprehensively analyzed according to urban waterlogging data during 2006-2015 from the Ministry of Linxia City，and hourly rainfall data from Automatic Meteorological Station of Linxia City. The hierarchical division of waterlogging and the relationship between water depth and rainfall intensity in Linxia City were conducted. Combined with single station critical rainfall method and P-Ⅲ type frequency analysis method，the basis was provided for urban waterlogging forecast warning，a scientific，localized，reasonable，moderate index and quantized early warning indicators reflecting urban waterlogging was set up.

Key words urban waterlogging；rainfall；early warning indicator；Linxia Gansu；Hezheng County

城市內(nèi)澇是指由于強(qiáng)降水或連續(xù)性降水超過城市排水能力致使城市內(nèi)產(chǎn)生積水災(zāi)害的現(xiàn)象[1]。城市范圍內(nèi)地勢比較高的地區(qū)不容易形成積水，而地勢比較低洼的地區(qū)就容易形成內(nèi)澇，過去城市建設(shè)用地面積小，可選擇的區(qū)域比較大，一般都選擇地勢比較高的地區(qū)建設(shè)，而現(xiàn)在城市用地十分緊張，可選擇的余地少[2]。印度計(jì)劃委員會(huì)前委員Gilliat Parikh指出，極端天氣導(dǎo)致的城市內(nèi)澇是中國、印度等新興發(fā)展中國家城市化過程中面臨的問題[3]。城市內(nèi)澇的產(chǎn)生與氣象條件緊密相關(guān)，強(qiáng)降雨是致災(zāi)的關(guān)鍵因素[4-6]。面對(duì)內(nèi)澇問題，德國從政府開始積極對(duì)雨水的“排”與“用”兩方面進(jìn)行控制和推廣[7]。一方面，加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，在地下建設(shè)雨水調(diào)蓄池，對(duì)排水水量進(jìn)行控制；征收雨水排放費(fèi)[8]。近年來，中國氣象局重點(diǎn)強(qiáng)化強(qiáng)對(duì)流天氣的短臨預(yù)報(bào)預(yù)警工作[9]。在此基礎(chǔ)上，本文試圖對(duì)造成臨夏州城市內(nèi)澇的深層次原因進(jìn)行剖析，并建立了具有科學(xué)性、本地化、指標(biāo)數(shù)量適度、適于量化、反映城市內(nèi)澇的預(yù)警指標(biāo)。

1 導(dǎo)致內(nèi)澇的因素

1.1 降水強(qiáng)度

從圖1可以看出，臨夏市、和政縣城年平均降水強(qiáng)度均不是很大，在3.5～4.9 mm/d之間，降水強(qiáng)度大于河西（1.9～3.0 mm/d），但小于隴東（5.0～6.0 mm/d）。

臨夏市、和政縣城降水強(qiáng)度分布自南向北減小，臨夏市降水強(qiáng)度較小，而和政縣降水強(qiáng)度最大。4—9月中，4月降水強(qiáng)度最小，一年最大雨強(qiáng)出現(xiàn)在7—8月。在降水強(qiáng)度最大的7月、8月，是臨夏市、和政縣城大（暴）雨的多發(fā)時(shí)段，降水強(qiáng)度的大小，直接關(guān)系到是否會(huì)發(fā)生城市內(nèi)澇。

1.2 大雨、暴雨出現(xiàn)的頻率

臨夏市、和政縣城大雨日數(shù)平均為1～3 d，出現(xiàn)頻率在1%～3%之間（表1）。臨夏市、和政縣城暴雨日數(shù)出現(xiàn)的頻率最大為0.3%。特大暴雨只有和政縣（2009年8月3日）出現(xiàn)過，其頻率都不超過0.1%。大雨和暴雨除能滿足農(nóng)作物生長需水、緩解和解除旱情及有利于水庫蓄水外，可能帶來較嚴(yán)重的城市內(nèi)澇。

1.3 一日分時(shí)段最大降水量

據(jù)統(tǒng)計(jì)，臨夏市、和政縣10 min降水量在11.1～20.4 mm之間，最大值出現(xiàn)在和政縣（1971年7月10日）。1 h降水量在26.0～48.6 mm之間，最大值出現(xiàn)在臨夏市（1970年8月18日）（表2）。根據(jù)水土保持研究結(jié)果，1.0 mm/min的降水強(qiáng)度即對(duì)土壤有重大的侵蝕性。因此，在降水強(qiáng)度達(dá)到或超過10.0 mm/10 min出現(xiàn)頻率高的區(qū)域，要提前做好預(yù)防城市內(nèi)澇的準(zhǔn)備。

2 城區(qū)內(nèi)澇預(yù)警指標(biāo)閾值

2.1 指標(biāo)分級(jí)及閾值

為了建立具有科學(xué)性、本地化、指標(biāo)數(shù)量適度、適于量化的反映城市內(nèi)澇的預(yù)警指標(biāo)，就需要對(duì)上述提出的城市內(nèi)澇進(jìn)行分級(jí)。按照國家突發(fā)性公共事件四級(jí)響應(yīng)機(jī)制，本文將各個(gè)指標(biāo)分成4級(jí)，分別對(duì)應(yīng)4級(jí)響應(yīng)措施。首先需要確定對(duì)每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行4級(jí)劃分的閾值。針對(duì)上述4個(gè)等級(jí)指標(biāo)，提出如下指標(biāo)分級(jí)閾值。

2.2 3 h累計(jì)降雨、淹沒水深、災(zāi)度指標(biāo)等級(jí)劃分

將3 h累計(jì)降雨（P3h）劃分成4級(jí)，參照國內(nèi)氣象部門目前對(duì)暴雨等級(jí)劃分的方法，對(duì)P3h按如下的標(biāo)準(zhǔn)劃分；在防汛預(yù)警中，淹沒水深（Hn）是一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，與成災(zāi)范圍和災(zāi)情損失密切相關(guān)。本文根據(jù)汛情的嚴(yán)重性和緊急程度、當(dāng)前已造成的和預(yù)計(jì)的影響、引起的損失，根據(jù)災(zāi)度的概念提出如表3所示的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

3 城市內(nèi)澇預(yù)警指標(biāo)的建立

3.1 臨界致災(zāi)雨量的確定

根據(jù)水文部門設(shè)置雨量站歷史資料及各流域暴雨特性、地形地質(zhì)特點(diǎn)等，分析計(jì)算市（縣）歷史城市內(nèi)澇災(zāi)害發(fā)生時(shí)相對(duì)應(yīng)的各時(shí)段降雨量及前期影響降雨量，確定在流域下墊面達(dá)到飽和時(shí)不同路段可能發(fā)生內(nèi)澇災(zāi)害的臨界雨量參考值。

市（縣）級(jí)監(jiān)測到的1、2、3 h或時(shí)段降雨量值連續(xù)大超預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，州氣象臺(tái)發(fā)出暴雨臨近預(yù)報(bào)或暴雨紅色預(yù)警信號(hào)。緊急性預(yù)警，可以采用電話、傳真、喇叭、銅鑼等形式，采用傳真發(fā)送消息的，必須確認(rèn)收達(dá)。緊急性預(yù)警要通知到單位主要負(fù)責(zé)人，一般還要通知到其他基層防汛工作人員（表4）。

3.2 城市內(nèi)澇預(yù)警指標(biāo)的確定

以城市內(nèi)澇流量的4個(gè)重現(xiàn)期分別表征城市內(nèi)澇災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警4個(gè)等級(jí)，即Ⅳ級(jí)（有一定風(fēng)險(xiǎn)）、Ⅲ級(jí)（風(fēng)險(xiǎn)較高）、Ⅱ級(jí)（風(fēng)險(xiǎn)高）、Ⅰ級(jí)（風(fēng)險(xiǎn)很高），依次用藍(lán)色、黃色、橙色、紅色表示（表5）。

3.3 等級(jí)與受災(zāi)程度

根據(jù)內(nèi)澇災(zāi)害對(duì)交通要道、商業(yè)、居民社區(qū)、地上（地下）車庫等易損性承災(zāi)體的影響，將城市內(nèi)澇按積水深度劃分為4個(gè)等級(jí)（表6）：有一定風(fēng)險(xiǎn)、風(fēng)險(xiǎn)較高、風(fēng)險(xiǎn)高、風(fēng)險(xiǎn)（上接第212頁）

很高。根據(jù)此等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)臨夏市、和政縣7個(gè)內(nèi)澇點(diǎn)進(jìn)行等級(jí)劃分，有一定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)點(diǎn)為4個(gè)，占總內(nèi)澇點(diǎn)的57%；風(fēng)險(xiǎn)較高等級(jí)點(diǎn)為2個(gè)，占總內(nèi)澇點(diǎn)的29%；風(fēng)險(xiǎn)高等級(jí)點(diǎn)為1個(gè)，占總內(nèi)澇點(diǎn)的14%；基本無高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)內(nèi)澇發(fā)生[10]。

4 結(jié)論

臨夏市、和政縣城市內(nèi)澇點(diǎn)空間分布不是很均勻；內(nèi)澇點(diǎn)發(fā)生內(nèi)澇頻率最高為41%，最低為18%；7—8月為城市內(nèi)澇發(fā)生高峰期，占年內(nèi)澇總次數(shù)的80%；2：00—5：00、15：00—17：00為城市內(nèi)澇發(fā)生的2個(gè)明顯的高峰時(shí)段。

內(nèi)澇按積水深度劃分為有一定風(fēng)險(xiǎn)、風(fēng)險(xiǎn)較高、風(fēng)險(xiǎn)高、風(fēng)險(xiǎn)很高4個(gè)等級(jí)，其中風(fēng)險(xiǎn)較高等級(jí)為內(nèi)澇發(fā)生的主要等級(jí)，占總內(nèi)澇次數(shù)的75%。

短時(shí)強(qiáng)降水是造成城市積澇的主要原因，1 h和3 h降水量與積水深度具有很高的相關(guān)性，是積水深度的重要影響因素。

5 參考文獻(xiàn)

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