貴陽市花溪城區暴雨內澇災害分析

汪圣洪 甘孝明 張杰

摘要 [目的]分析貴陽市花溪城區暴雨內澇災害。[方法]從1981—2015年花溪區連續自記雨量記錄中挑選降雨歷時為5、10、15、20、30、45、60、90、120 min每個時段的年最大雨量記錄，作為花溪區暴雨強度公式的計算樣本，利用暴雨強度公式計算得出花溪區暴雨強度和降水量曲線圖，分析花溪區降水特征和城市內澇災害。[結果]暴雨強度公式是依據中華人民共和國國家標準《室外排水設計規范》（GB50014—2006）推薦的方法，計算過程規范，計算結果誤差滿足規范要求。花溪區歷時5、10、15、20、30、45、60、90、120 min降水不同重現期下的降水強度和降水量不同。[結論]該研究可為花溪區各級政府和職能部門制定決策服務提供科學依據。

關鍵詞 暴雨；內澇災害；暴雨強度公式；降水特征；花溪城區

中圖分類號 S422 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）28-0182-02

Abstract [Objective] The research aimed to analysis the rainstorm waterlogging disaster in Huaxi urban area of Guiyang City. [Method] The annual maximum rainfall record for each period was recorded as a continuous rainfall record of 5，10，15，20，30，45，60，90，120 min in Huaxi District from 1981 to 2015， which was used as the calculation sample of the rainstorm intensity formula in Huaxi District， and the curve of rainfall intensity and the precipitation in Huaxi District were calculated. The precipitation characteristics and waterlogging disasters in Huaxi District were analyzed.[Result]Rainstorm intensity formula was based on the People's Republic of China national standard Outdoor Drainage Design Code （GB50014-2006） recommended method，the calculation process was normative and the calculation result error satisfied the specification requirement. The precipitation intensity and precipitation were different at 5， 10， 15， 20， 30， 45， 60， 90 and 120 min in Huaxi District.[Conclusion]The study provides scientific basis for making decision services at all levels of government and functional departments in Huaxi District.

Key words Rainstorm；Waterlogging disaster；Rainstorm intensity formula；Precipitation characteristics；Huaxi urban area

城市內澇是指由于強降水或連續性降水超過城市排水能力致使城市內產生積水災害的現象[1]。造成內澇的客觀原因是降雨強度大，范圍集中[2]。降雨特別急的地方可能形成積水，降雨強度比較大、時間比較長也有可能形成積水[3]。花溪區處于長江、珠江分水嶺和南明河上游，有巨細河道55條、總長390 km，松柏山水庫、花溪水庫兩座中型水庫，總庫容達7 140萬m3，是貴陽市的飲用水源。城區遇暴雨時易發生城市內澇。內澇災害發生時，交通受阻、房屋進水，嚴重影響市民的生活和工作[4]。開展花溪城區城市內澇災害分析，對合理制定城市排澇減災及發展規劃具有重要的參考作用。

在全球氣候變化與城市化過程耦合效應下，各種自然災害頻發，城市安全設防問題日益突出并已引起國際社會和國內外學者的高度關注，城市自然災害風險研究已成為當前國際災害研究領域的前沿與熱點問題[5]。筆者結合花溪實際，采用花溪區降水資料，利用暴雨強度公式計算得出花溪區暴雨強度和花溪區降水量曲線圖，分析花溪區降水特征和城市內澇災害，為花溪區各級政府和職能部門制定決策服務提供科學依據。

1 資料與方法

1.1 花溪地形地貌特征

花溪地處黔中高原，長江與珠江水系的分水嶺——苗嶺橫貫全境，地面海拔1 100～1 300 m。受南北向褶皺構造控制，山嶺、谷地均呈南北向延伸，東南部高坡場背斜坡地勢較高，海拔為1 400～1 500 m，大云頂山峰最高，達1 622 m（圖1a）。阿哈水庫、紅楓湖、百花湖的重要流域也在花溪區，因此花溪成為貴陽市重要的水源保護區。一旦出現較強降水時，降水在極短時間內匯集于這些河流、水庫內極易造成洪澇災害。花溪區的滑坡點、山洪點和泥石流點等均有不同程度存在（圖1b）。

1.2 資料選取

資料來源于貴陽市花溪區氣象局提供的1981—2015年的降水資料。從1981—2015年連續自記雨量記錄中挑選降雨歷時為5、10、15、20、30、45、60、90、120 min每個時段的年最大雨量記錄，作為花溪區暴雨強度公式的計算樣本。

1.3 暴雨強度公式

2 結果與分析

2.1 花溪區降水特征

花溪區屬于亞熱帶季風濕潤氣候，受西南季風和東南季風的共同影響，年降水量為1 178.3 mm；≥0.1 mm的降雨日數177.9 d，最多年日數190 d，出現在1972年；最少年日數162 d，出現在1971年。春夏之際，水汽充沛，對流旺盛，常有暴雨和特大暴雨發生，且其發生發展具有突發性、來勢猛、強度大和局地性強的特點。≥50.0 mm的暴雨日數多年平均為3.0 d；最多年6 d，出現在1979年；最少年1 d，出現在1972年；>100.0 mm的暴雨日數多年平均為0.2 d。日最大降水量231.6 mm，出現在1996年7月2日。最長連續降水日數27 d（1979年6月15日—7月11日），降水量382.4 mm。最長連續無降水日數25 d （1963年8月25日—9月8日）。當遇到強降雨時，河水暴漲，匯集至下游城區，造成洪澇災害。

應用暴雨強度公式（3）計算得出重現期2～20年暴雨強度平均絕對均方誤差為0.021 mm/min，相對均方誤差1.42%，滿足《室外排水設計規范》（GB50014—2006）提出的精度要求。通過計算可以得出花溪區暴雨強度曲線（圖2a），便于與通常用的降水量單位進行統一，將花溪區暴雨強度再轉化為降水量，得到花溪區降水曲線（圖2b）。從圖2可以看出，花溪歷時5、10、15、20、30、45、60、90、120 min降水不同重現期下的降水強度和降水量不同。如10年一遇60 min降水強度可達164 L/（s·hm2）、降水量為59 mm，90 min降水強度可達128 L/（s·hm2）、降水量為64 mm；20年一遇60 min降水強度為188 L/（s·hm2）、降水量為68 mm，90 min降水強度可達141 L/（s·hm2）、降水量為76 mm。

2.2 花溪城市暴雨內澇災害

花溪區的暴雨次數雖然少，但短歷時、突發性的局地暴雨過程時有發生，暴雨強度往往較大，偶有在幾小時產生100.0 mm以上的大暴雨。花溪區的排水能力為915 m3/s，在短歷時暴雨的情況下，排水系統來不及快速排掉大量積水，從而形成內澇災害。近年來，花溪多條道路如甲秀南路、花溪大道、貴慧大道等多條道路有很多下拉槽，這些下拉槽的排水能力相對低，基本上短歷時暴雨的情況下均會發生內澇，影響車輛通過。

3 小結與討論

（1）暴雨強度公式是依據中華人民共和國國家標準《室外排水設計規范》（GB50014—2006）推薦的方法，計算過程規范，計算結果誤差滿足規范要求。

（2）在氣候變化的背景下，各地極端降水特點不斷變化，建議每隔10年對花溪區暴雨強度公式進行修編。

（3）該研究只單一從花溪降水強度和歷史頻次等進行計算和分析，還有待于深化研究，可以將花溪城市狀況、城市下墊面特性、地面徑流特征等加以考慮，進一步分析城市暴雨內澇災害。

參考文獻

[1] 高維英，李明，李菁.西安城市內澇分布特征及其與降水量的關系[J].陜西氣象，2014（2）：17-20.

[2] 解以揚，韓素芹，由立宏，等.天津市暴雨內澇災害風險分析[J].氣象科學，2004，24（3）：342-349.

[3] 葉斌，盛代林，門小瑜.城市內澇的成因及其對策[J].水利經濟，2010，28（4）：62-65.

[4] 莊紅波，高瑞泉，饒華炎.城市內澇監測技術的應用研究[J].氣象科技，2013，41（2）：378-383.

[5] 張維，歐陽里程.廣州城市內澇成因及防治對策[J].廣東氣象，2011，33（3）：49-50.

[6] 張東海，段瑩，周文鈺，等.貴陽市暴雨強度公式推求[J].城市道橋與防洪，2016（1）：95-99.