宋川, 王琳, 王浩程, 薛董波, 楊久力

(中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院, 青島 266100)

自然災(zāi)害給人類社會(huì)帶來了嚴(yán)重的生命威脅和巨大的經(jīng)濟(jì)損失,洪澇災(zāi)害是全球發(fā)生次數(shù)最多、嚴(yán)重影響國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的自然災(zāi)害[1-3]。洪澇風(fēng)險(xiǎn)評估是識別高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域、減輕洪澇災(zāi)害的重要技術(shù)手段,同時(shí)也是評估減災(zāi)措施和洪澇風(fēng)險(xiǎn)管理的有效手段[4-6]。洪澇災(zāi)害成因復(fù)雜,各地區(qū)面臨的具體情況有所差異,一般與降雨、地形、管網(wǎng)和下墊面布設(shè)情況等有關(guān)[7]。降雨作為洪澇最主要、最直接的驅(qū)動(dòng)因素[8],不同特點(diǎn)的降雨過程是導(dǎo)致洪澇危險(xiǎn)等級不同和空間分布差異的主要影響因素。針對降雨對洪澇風(fēng)險(xiǎn)的影響,目前已有大量的研究。如葉陳雷等[7]基于InfoWorks ICM模型和洪水風(fēng)險(xiǎn)率危險(xiǎn)分析法對福州市白馬河片區(qū)在重現(xiàn)期10、20、50和100 a降雨下的洪水危險(xiǎn)性進(jìn)行了量化和分析。李國一等[9]基于TELEMAC-2D模型模擬的流速和積水深度數(shù)據(jù)評估了深圳河流域在降雨歷時(shí)30、60、90和120 min 4種情景下的內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)。

水文水動(dòng)力模型是模擬洪澇的核心技術(shù)[10]。常用的模型包括SWMM、WCA2D、TELEMAC-2D等開源或部分開源模型,以及MIKE、InfoWorks ICM、PCSWMM、HEC-RAS等非開源模型[11-12]。MIKE系列模型發(fā)展成熟,功能全面,且所需參數(shù)少,在大量實(shí)際應(yīng)用中受到廣泛認(rèn)可[13]。如胡彩虹等[14]基于MIKE FLOOD模型對鄭州市金水區(qū)南部對不同設(shè)計(jì)降雨進(jìn)行了內(nèi)澇過程場景推演,從淹沒總量、淹沒面積、淹沒深度等方面分析了城市內(nèi)澇淹沒情況。查斌等[1]基于MIKE FLOOD構(gòu)建了洛陽市中心城區(qū)的一維河道-一維管網(wǎng)-二維地表耦合城市洪澇仿真模型,模擬分析了不同歷時(shí)和重現(xiàn)期下的淹沒情況。在降雨歷時(shí)和重現(xiàn)期對洪澇風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果影響分析研究中,多集中于洪澇風(fēng)險(xiǎn)圖譜的展示和洪澇風(fēng)險(xiǎn)面積對變量變化的趨勢分析。如施露等[15]以積水深度量化了中小河流域洪澇風(fēng)險(xiǎn),研究結(jié)果表明隨著重現(xiàn)期的增大,洪澇風(fēng)險(xiǎn)面積不斷向外擴(kuò)張,內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)主要出現(xiàn)在低洼區(qū)域。葉陳雷等[16]基于洪水深度和洪水流速量化了福州市主城區(qū)某街區(qū)的洪澇風(fēng)險(xiǎn),研究結(jié)果表明淹沒面積隨著重現(xiàn)期的增大而增大,并給出了洪澇危險(xiǎn)性空間分布圖。

洪澇風(fēng)險(xiǎn)具有等級性,不同等級的洪澇風(fēng)險(xiǎn)的危害不一樣[17-18]?，F(xiàn)有研究多集中于單一降雨強(qiáng)度下洪澇風(fēng)險(xiǎn)等級的分布,忽略了不同降雨歷時(shí)和重現(xiàn)期下洪澇風(fēng)險(xiǎn)等級的變化規(guī)律和轉(zhuǎn)移情況。同時(shí),降雨過程不是單一的過程,不同重現(xiàn)期和降雨歷時(shí)的降雨雨型所造成的洪澇風(fēng)險(xiǎn)程度也有所不同[19-20]。因此,現(xiàn)以大寺河流域起步區(qū)段大橋分區(qū)為研究對象,采用芝加哥降雨雨型,以降雨歷時(shí)和重現(xiàn)期為研究變量,結(jié)合MIKE軟件進(jìn)行水力模擬分析,將大寺河一維河流模型和二維地表漫流動(dòng)態(tài)耦合,模擬從降雨開始到內(nèi)澇產(chǎn)生、演進(jìn)的全過程。系統(tǒng)分析研究變量對不同風(fēng)險(xiǎn)等級的敏感性和轉(zhuǎn)移變化。認(rèn)識和掌握洪澇風(fēng)險(xiǎn)等級對降雨歷時(shí)和重現(xiàn)期的敏感性和轉(zhuǎn)移變化規(guī)律可加快洪澇災(zāi)害預(yù)警和防治理論體系建設(shè),為雨洪管理提供參考,給該地區(qū)防災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)支撐。

1 研究區(qū)域與研究數(shù)據(jù)

1.1 研究區(qū)域概況

大寺河流域起步區(qū)段大橋分區(qū)(圖1)位于濟(jì)南市中部,屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候,多年平均氣溫14.9 ℃,最高氣溫42 ℃,最低溫-19 ℃;年平均降雨量782.33 mm,年內(nèi)降雨分布不均勻,主要集中在夏季;區(qū)域內(nèi)整體地勢西高東低,坡度較小。面積為44.52 km2,最高海拔28.81 m,最低海拔22.54 m;大寺河貫穿研究區(qū)南北,無支流匯入和匯出。土地利用現(xiàn)狀(圖2)主要為耕地、綠地、空地和林地,分別占總用地的46.87%、16.28%、13.60%和10.00%,綜合徑流系數(shù)為0.27。

圖1 研究區(qū)地理位置Fig.1 Geographical location of the study area

圖2 研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀Fig.2 Current situation of land use in the study area

1.2 數(shù)據(jù)來源

現(xiàn)有的數(shù)字高程模型(digital elevation model,DEM)信息和大寺河斷面數(shù)據(jù)由濟(jì)南新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換起步區(qū)建設(shè)管理部提供,其中DEM分辨率為10 m。用地類型、河流等矢量數(shù)據(jù)來源于對像素分辨率為0.12 m的柵格衛(wèi)圖的提取;降雨量數(shù)據(jù)為研究區(qū)附近(36.683°N,116.983°E)水文站點(diǎn)的時(shí)降雨量數(shù)據(jù)。2007年7月18日特大暴雨的積水深度資料由實(shí)地調(diào)研和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)媒體、新聞報(bào)道獲得。

1.3 設(shè)計(jì)暴雨雨型

鑒于研究區(qū)目前無自編的暴雨強(qiáng)度公式,采用氣候氣象類似的濟(jì)南市最新修編的暴雨強(qiáng)度公式(芝加哥法)生成所需降雨歷時(shí)曲線;濟(jì)南市暴雨強(qiáng)度公式[21]為

(1)

式(1)中:q為降雨強(qiáng)度,mm/min;P為重現(xiàn)期,a;t為降雨歷時(shí),min。計(jì)算重現(xiàn)期分別為1、3、5、10、20、50、100 a,當(dāng)降雨歷時(shí)為1 h時(shí),降雨量分別為38.40、55.48、63.42、74.20、84.98、99.22、110.00 mm;當(dāng)降雨歷時(shí)為2 h時(shí),降雨量分別為51.55、74.48、85.14、99.61、114.07、133.20、147.66 mm;當(dāng)降雨歷時(shí)為3 h時(shí),降雨量分別為60.86、87.92、100.50、117.58、134.66、157.22、174.30 mm。雨峰系數(shù)取值為0.347,21種不同的典型降雨情景如圖3所示。

圖3 不同降雨歷時(shí)和重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)降雨過程Fig.3 Design rainfall processes for different rainfall durations and return periods

2 研究方法

2.1 DEM修正

研究區(qū)的DEM數(shù)據(jù)是通過GIS克里金插值工具對提取研究區(qū)規(guī)劃節(jié)點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)插值得到的,規(guī)劃節(jié)點(diǎn)的高程忽略了房屋的高度和未在大寺河河道設(shè)點(diǎn),不能反映居住區(qū)建設(shè)用地和大寺河河底的真實(shí)高程;此外,因DEM分辨率較高,在進(jìn)行克里金插值時(shí)減小了道路與馬路路肩微小的高度差,使得道路與馬路路肩邊界不明顯。為了更好地凸顯建筑物的阻水能力和道路的行洪能力,在地形圖中對建筑物拔高10.00 m,即將建筑物拔高至積水深度不太可能到達(dá)的高度;為凸顯道路的行洪能力,由于道路的馬路路肩一般高0.15 m,此處將道路用地降低0.15 m處理。通過對比地形圖中多處大寺河河底高程和多處實(shí)測高程數(shù)據(jù),地形圖中大寺河河底高程平均比實(shí)測大寺河河底高程高1.50 m,因此,將大寺河降低1.50 m進(jìn)行處理。經(jīng)上述處理后的地形數(shù)據(jù)將更加接近實(shí)際情況,最終得到的二維地形數(shù)據(jù)如圖4所示。

圖4 研究區(qū)修正DEMFig.4 Study area correction DEM

2.2 洪澇等級分析方法

洪水風(fēng)險(xiǎn)性分析是對致災(zāi)因子的特征進(jìn)行分析,獲取洪澇的淹沒范圍、淹沒水深、流速和淹沒歷時(shí)等屬性,可為下一步暴露性、脆弱性分析做準(zhǔn)備[16]。其中淹沒深度是最常用的屬性,結(jié)合北京2022年7月21日發(fā)布的《北京城市積水洪澇風(fēng)險(xiǎn)底圖》通知和相關(guān)文獻(xiàn)資料[18,22],風(fēng)險(xiǎn)等級表如表1所示。將積水深度等于15 cm作為下限,當(dāng)積水深度大于15 cm時(shí),行人和汽車駕駛員難以辨別地面情況和車道位置,具有安全隱患;當(dāng)積水深度大于27 cm時(shí),車輛會(huì)因積水淹沒排氣管造成車輛熄火,造成交通擁堵;當(dāng)積水深度大于40 cm時(shí),可能造成部分一層建筑進(jìn)水;當(dāng)積水深度大于60 cm時(shí),會(huì)造成成年人難以站穩(wěn)、汽車進(jìn)氣口進(jìn)水等嚴(yán)重人身和財(cái)產(chǎn)威脅。綜上,將風(fēng)險(xiǎn)等級判斷閾值水深定為15、27、40和60 cm。

表1 基于積水深度的洪澇等級劃分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Flood level classification standard based on the depth of ponding

3 模型的建立與耦合

3.1 一維河流模型

研究區(qū)大寺河總長8 248.00 m,河道斷面數(shù)據(jù)來源濟(jì)南新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換起步區(qū)建設(shè)管理部提供的樁號文件;整體上,大寺河斷面從下游(大寺河流向?yàn)橛赡系奖?到上游成擴(kuò)寬狀態(tài),比降在0.000 2～0.000 5,最小上口寬最大為57.90 m,最小為26.00 m。下雨時(shí),下游有臨域雨水和河水匯入,設(shè)為流量-時(shí)間(Q-t)開邊界,下游為自由出流,設(shè)為流量-水位(Q-H)開邊界;河道的初始水位設(shè)為22.80 m,河道初始基流為10.00 m3/s,曼寧系數(shù)為30.00 m1/3/s。至此,研究區(qū)一維河流模型建立完成,可對其進(jìn)行模擬計(jì)算得到任意里程河道斷面的水位和流量變化的結(jié)果文件。

3.2 二維地表漫流模型

導(dǎo)入修正的DEM數(shù)據(jù)作為模型地面的基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù),將研究區(qū)以外的高程值設(shè)置為一個(gè)大于研究區(qū)高程最高值的值,作為模型識別的陸地值以關(guān)閉邊界,以此剔除研究區(qū)以外的區(qū)域。二維模型的參數(shù)設(shè)置參考實(shí)測資料,初始水位設(shè)置為0.00 m,干水深和淹沒水深分別設(shè)置為2.00 mm和3.00 mm,模擬時(shí)間間隔為1.00s,區(qū)域內(nèi)無任何源的匯入和匯出,曼寧系數(shù)為40.00 m1/3/s。降雨條件均施加在二維地表漫流模型中。

3.3 耦合模型

一維河流模型和二維地表漫流模型建立完成后,利用MIKE FLOOD模型將MIKE 11一維河流模型與MIKE 21二維地表漫流模型進(jìn)行耦合,將研究區(qū)的河道以左右岸的形式連接到地形文件中實(shí)現(xiàn)一維河流模型與二維地表漫流模型的耦合,耦合節(jié)點(diǎn)共2 102個(gè)。

4 模擬結(jié)果與分析

4.1 模擬結(jié)果驗(yàn)證

在研究洪澇問題時(shí),缺乏充分的觀測數(shù)據(jù)是模擬中一個(gè)廣泛存在的問題[23],該問題在研究中也同樣存在。為驗(yàn)證模型各參數(shù)的合理性,選取濟(jì)南市2007年“7·18”暴雨個(gè)例下的內(nèi)澇積水模擬結(jié)果進(jìn)行評估。如圖5所示,在路店村大寺河人行橋區(qū)域,模型識別出較高的淹沒水深,通過對路店村居民走訪調(diào)查,大多數(shù)居民回復(fù)到“當(dāng)年,水面溢過路店村大寺河人行橋橋面,并超過人的腳踝”,同時(shí)通過對路店村大寺河人行橋高度及過流水位等測量,與模擬得到的最大淹沒水深基本吻合,相對誤差不超過20%,具有較高的可靠度;對于其他淹沒水深較大的區(qū)域,進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),該區(qū)域地勢較低,與周圍環(huán)境形成低洼,可以認(rèn)為存在較大的淹沒水深,同時(shí)通過調(diào)研資料、媒體、新聞等報(bào)道信息核實(shí),與歷史洪澇情況也基本吻合;模型中顯示的其他可能產(chǎn)生積水的區(qū)域,而調(diào)研資料中沒有記錄,主要是這些區(qū)域的積水深度較淺,不致引發(fā)洪澇。同時(shí)經(jīng)過情景模擬結(jié)果進(jìn)行合理性分析表明,所構(gòu)建的模型徑流系數(shù)、徑流過程等也處于合理范圍內(nèi),總體來說,模擬結(jié)果與統(tǒng)計(jì)資料基本吻合,可用于研究區(qū)洪澇問題的研究。

圖5 濟(jì)南市起步區(qū)段大橋分區(qū)“7·18”暴雨(2007年)最大淹沒水深模擬及評估Fig.5 Simulation and assessment of maximum submergence depth of “7·18” rainstorm (2007) in the Qibu District of Jinan

4.2 洪澇等級空間分布

為了凸顯各洪澇等級在影像圖的分布情況,將洪澇等級中的5級中積水深度在0.10 m以下的區(qū)域視為無風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域,不進(jìn)行展示。由圖6可知,在同一降雨歷時(shí)下,風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域隨著降雨重現(xiàn)期的增大不斷增大,在同一重現(xiàn)期下,隨著降雨歷時(shí)的增大而增大;結(jié)合圖2,1風(fēng)險(xiǎn)級主要出現(xiàn)在城鎮(zhèn)道路上,并隨著重現(xiàn)期和降雨歷時(shí)的增大向四周蔓延,5風(fēng)險(xiǎn)級主要分布于耕地、綠地和林地等徑流系數(shù)較低的用地處,且隨著重現(xiàn)期和降雨歷時(shí)的增大,也不斷向周圍蔓延。結(jié)合圖4,研究區(qū)內(nèi)各風(fēng)險(xiǎn)等級以低洼處為中心向四周呈遞增的趨勢,并隨著重現(xiàn)期和降雨歷時(shí)的增加,各風(fēng)險(xiǎn)等級向四周呈逐級“吞并”蔓延。

圖6 不同降雨情況下各洪澇等級的空間分布Fig.6 Spatial distribution of flood levels under different rainfall conditions

4.3 風(fēng)險(xiǎn)等級積水總量峰值

積水總量峰值表征區(qū)域積水總量達(dá)到最大時(shí)刻的地表積水總量情況,不同降雨歷時(shí)和重現(xiàn)期下區(qū)域積水總量峰值統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖7所示。

圖7 不同降雨歷時(shí)和重現(xiàn)期下各洪澇等級積水總量峰值Fig.7 Peak value of total accumulated water at each flood level under different rainfall duration and return period

由圖7可知,相同的降雨歷時(shí)條件下,積水總量峰值隨著重現(xiàn)期的增大而增大;以降雨歷時(shí)3 h為例,在相同的降雨歷時(shí)下,1 a一遇、3 a一遇、5 a一遇、10 a一遇、20 a一遇、50 a一遇和100 a一遇積水總量峰值最大差值占比(兩者之差除以最大值以表征兩者差異程度)分別為76.32%、64.09%、57.12%、45.42%、30.65%、12.16%、0.00%;同時(shí)各風(fēng)險(xiǎn)等級對應(yīng)的積水總量峰值也隨重現(xiàn)期逐漸遞增,但增速隨著重現(xiàn)期的增加逐漸變緩,且風(fēng)險(xiǎn)等級越高,增速越大。在相同的重現(xiàn)期條件下,各風(fēng)險(xiǎn)等級積水總量峰值隨著降雨歷時(shí)增加而增加,但增幅隨著降雨歷時(shí)增加而減小。2、3、4、5風(fēng)險(xiǎn)級和平均水深隨降雨歷時(shí)和重現(xiàn)期變化不明顯,平均水深分別為0.46、0.32、0.20、0.12和0.19 m,1風(fēng)險(xiǎn)級在不同重現(xiàn)期下對應(yīng)的平均水深波動(dòng)性較強(qiáng),但總體隨重現(xiàn)期的增大而增大。

上述結(jié)果表明,各風(fēng)險(xiǎn)級積水總量峰值和積水總峰值均隨著降雨歷時(shí)和降雨重現(xiàn)期的增加而增加,且對低重現(xiàn)期和短降雨歷時(shí)更為敏感;除1風(fēng)險(xiǎn)級水位隨重現(xiàn)期變化明顯外,其余風(fēng)險(xiǎn)等級和平均水深均對降雨歷時(shí)和重現(xiàn)期不敏感。

4.4 風(fēng)險(xiǎn)等級積水面積峰值

積水面積峰值表征區(qū)域積水總量達(dá)到最大值時(shí)刻的地表積水面積情況。不同降雨歷時(shí)和重現(xiàn)期下區(qū)域積水面積峰值統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。

表2 設(shè)計(jì)降雨情景下各洪澇等級的積水面積峰值Table 2 Peak water accumulation area of each flood level under the design rainfall scenario

由表2分析可知,在同一降雨歷時(shí)下,各洪澇等級的積水峰值面積隨等級的增大逐漸增大,同時(shí),1、2、3、4風(fēng)險(xiǎn)級的積水面積峰值隨降雨重現(xiàn)期的增大不斷增大,5風(fēng)險(xiǎn)級積水面積峰值隨重現(xiàn)期的增大呈減少的趨勢,均由低水位漫流所致,但各風(fēng)險(xiǎn)級的單位重現(xiàn)期積水面積增幅隨重現(xiàn)期的增大而減小。在相同的重現(xiàn)期下,各洪澇等級的積水面積峰值均隨降雨歷時(shí)增加而增加,增幅整體上為增長趨勢。當(dāng)降雨歷時(shí)為3 h時(shí),1、2、3、4、5風(fēng)險(xiǎn)級的積水面積對應(yīng)的平均增幅分別為29.61%、45.76%、33.46%、26.71%、17.28%,表明2風(fēng)險(xiǎn)級的積水峰值面積對重現(xiàn)期的變化敏感性最強(qiáng),5風(fēng)險(xiǎn)級的積水峰值面積對重現(xiàn)期的變化敏感性最低。以50 a一遇到100 a一遇的各風(fēng)險(xiǎn)等級增幅變化為例,1、2、3、4、5風(fēng)險(xiǎn)級降雨歷時(shí)1 h到降雨歷時(shí)2 h與降雨歷時(shí)2 h到降雨歷時(shí)3 h的積水面積增幅差值分別為8.10%、11.30%、-15.10%、-14.94%和-6.36%,表明1、2風(fēng)險(xiǎn)級的積水面積峰值對短降雨歷時(shí)更敏感,3、4、5風(fēng)險(xiǎn)級的積水面積峰值對長降雨歷時(shí)更敏感。

4.5 洪澇等級積水面積峰值轉(zhuǎn)移

洪澇等級積水面積峰值轉(zhuǎn)移表征了在不同的重現(xiàn)期下洪澇風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移過程,是區(qū)域提供洪澇預(yù)警預(yù)報(bào)、災(zāi)害救援工作的重要的手段;降雨歷時(shí)1、2、3 h的各洪澇等級轉(zhuǎn)移過程如圖8所示。

圖8 各降雨歷時(shí)下洪澇等級轉(zhuǎn)移過程Fig.8 Flood level transfer process under various rainfall durations

由圖8可知,當(dāng)降雨歷時(shí)相同時(shí),隨著重現(xiàn)期的增加,只發(fā)生無風(fēng)險(xiǎn)等級向有風(fēng)險(xiǎn)等級和從高風(fēng)險(xiǎn)等級向低風(fēng)險(xiǎn)等級轉(zhuǎn)移的過程。以降雨歷時(shí)3 h為例,降雨重現(xiàn)期從1 a到3 a的過程中,洪澇等級積水面積峰值轉(zhuǎn)移主要有無風(fēng)險(xiǎn)到5級、5級到4級、無風(fēng)險(xiǎn)到4級、4級到3級和3級到2級,對應(yīng)的單位重現(xiàn)期積水面積峰值轉(zhuǎn)移分別為63.13、27.05、10.25、7.47和1.42 ha/a;降雨重現(xiàn)期從50 a到100 a的過程中,洪澇等級積水面積峰值主要有5級到4級、無風(fēng)險(xiǎn)到5級和4級到3級,對應(yīng)的單位重現(xiàn)期積水面積峰值轉(zhuǎn)移分別為1.44、1.42和0.98 ha/a,表明隨著降雨重現(xiàn)期的增大,研究區(qū)主要發(fā)生無風(fēng)險(xiǎn)到5級、5級到4級兩個(gè)轉(zhuǎn)移過程,且對于低重現(xiàn)期的變化更敏感。以降雨重現(xiàn)期1 a到3 a的積水面積峰值轉(zhuǎn)移為例,發(fā)生的轉(zhuǎn)移過程均主要為無風(fēng)險(xiǎn)到5級、5級到4級、無風(fēng)險(xiǎn)到4級、4級到3級和3級到2級,通過分析,對應(yīng)的降雨歷時(shí)2 h到降雨歷時(shí)1 h與降雨歷時(shí)3 h到降雨歷時(shí)2 h的單位歷時(shí)積水面積峰值轉(zhuǎn)移差值分別為-14.29、0.16、7.23、4.64和1.37 ha/h,表明無風(fēng)險(xiǎn)到5級對低降雨歷時(shí)更敏感,5級到4級、無風(fēng)險(xiǎn)到4級、4級到3級和3級到2級對長降雨歷時(shí)更敏感。

5 結(jié)論

(1)1風(fēng)險(xiǎn)級區(qū)主要位于城鎮(zhèn)道路,并隨著重現(xiàn)期和降雨歷時(shí)的增大向四周蔓延,5風(fēng)險(xiǎn)級主要分布于耕地、綠地和林地等徑流系數(shù)較低的用地處,且隨著重現(xiàn)期和降雨歷時(shí)的增大,不斷向周圍蔓延。研究區(qū)內(nèi)各風(fēng)險(xiǎn)等級以低洼處為中心向四周呈遞增的趨勢,并隨著重現(xiàn)期和降雨歷時(shí)的增加,各風(fēng)險(xiǎn)等級向四周成逐級“吞并”蔓延。

(2)各風(fēng)險(xiǎn)級積水總量峰值和積水總峰值均隨著降雨歷時(shí)和降雨重現(xiàn)期的增加而增加,且對低重現(xiàn)期和短降雨歷時(shí)更敏感;除1風(fēng)險(xiǎn)級平均水深隨重現(xiàn)期變化明顯外,其余風(fēng)險(xiǎn)等級和平均水深均對降雨歷時(shí)和重現(xiàn)期不敏感。

(3)在同一降雨歷時(shí)下,各洪澇等級的積水峰值面積隨等級的增大逐漸增大,同時(shí),1、2、3、4風(fēng)險(xiǎn)級的積水面積峰值隨降雨重現(xiàn)期的增大不斷增大,5風(fēng)險(xiǎn)級積水面積峰值隨重現(xiàn)期的增大呈減少的趨勢。在相同的重現(xiàn)期下,各洪澇等級的積水面積峰值均隨降雨歷時(shí)增加而增加,增幅整體上為增長趨勢。2風(fēng)險(xiǎn)級的積水峰值面積對重現(xiàn)期的變化敏感性最強(qiáng),5風(fēng)險(xiǎn)級的積水峰值面積對重現(xiàn)期的變化敏感性最低。1、2風(fēng)險(xiǎn)級的積水面積峰值對短降雨歷時(shí)更敏感,3、4、5風(fēng)險(xiǎn)級的積水面積峰值對長降雨歷時(shí)更敏感。

(4)當(dāng)降雨歷時(shí)相同時(shí),隨著重現(xiàn)期的增加,只發(fā)生無風(fēng)險(xiǎn)等級向有風(fēng)險(xiǎn)等級和從高等級向低等級轉(zhuǎn)移的過程。隨著降雨重現(xiàn)期的增大,研究區(qū)主要發(fā)生無風(fēng)險(xiǎn)到5級、5級到4級兩個(gè)轉(zhuǎn)移過程,且對于低重現(xiàn)期的變化更敏感。無風(fēng)險(xiǎn)到5級對低降雨歷時(shí)更敏感,5級到4級、無風(fēng)險(xiǎn)到4級、4級到3級和3級到2級對長降雨歷時(shí)更敏感。