漳州市短時強降水致澇研究分析

洪曉湘　莊　煬　孟冰祥　吳建成

漳州市短時強降水致澇研究分析

洪曉湘1莊煬1孟冰祥1吳建成2

（1.福建省漳州市氣象局，福建 漳州 363000；2.福建省龍文區氣象局，福建 漳州 363005）

通過收集漳州市區近兩年內澇情況和降水數據，共收集16次內澇過程共37點次，并對內澇過程進行分析。結果表明2020年內澇較2019年頻繁，其次，內澇主要發生在5月至9月，5月最多、8月次之，5月和8月的內澇范圍也是最大的。內澇主要出現的時間在午后到晚上。空間分布特征表明，漳州市區積水點分布基本各區都有，但是主要集中在市中心、城鄉結合部及低洼路段。統計表明：漳州市區內澇和短時強降水密切相關，發生內澇時周邊平均小時降水量24毫米。將造成漳州城市內澇的大尺度環流形勢分為副高型邊緣型（局地熱對流）、臺風型和暖區降水型。

短時強降水；內澇；漳州

引言

漳州市處于福建東南沿海、臺灣海峽西部，屬于亞熱帶海洋性季風氣候。近年來漳州地區短時強天氣出現頻率上升，并存在強度較大的特點，相關研究指出，這些特征同氣候變暖休戚相關。城市內澇是指一類使城市形成積水災害的現象，城市排水能力的有限是最主要的原因，而強降雨或連續性降雨過程中降雨無法及時通過管道排出。城市內澇現已十分常見，其主要影響因子包括自然因素（降雨、地形等）和人為因素（城市建設等）。內澇對居民出行與交通安全、城市的正常運轉等產生重要影響，且可導致巨大的經濟損失，同時也是城市防洪安全的關鍵。

綜上，研究漳州市短時強降水與內澇的關系具有重要的意義，可為地方政府防災減災工作提供強有力的氣象決策依據。根據歷史降水數據統計，漳州地區各月均有可能有短時強降水，其中，發生短時強降水頻率較高的月份為5月至9月，一般5月份起短時強降水顯著增多，10月份開始發生頻率明顯降低，特別是在12月至次年2月短時強降水很難發生。5月至6月是漳州的雨季，這一時期的降水量約占全年的32%，降水過程一般雨勢強烈，易造成洪澇災害，西南季風爆發促使東亞季風雨帶北跳駐留于華南是導致雨季短時強降水的主要原因。7月至9月降水量占全年雨量的35%左右，晴熱多見，臺風活動頻繁，是臺風暴雨相對多發期，易出現極端降水日。

1　資料選取

選取漳州187個自動氣象站2011年至2020年的小時降水數據，對短時強降水發生時段的物理量場（NCEP再分析資料和環流形勢場）等進行分析，再結合漳州市供給水公司提供的內澇數據進行研究。根據不同時段的累計雨量，把強降水劃為20、30、50等降水強度（單位：毫米/小時），分析雨強的時空變化。

2　漳州市區內澇的時空分布特征

2.1　時間分布

根據內澇監測，2020年內澇次數多于2019年，且2020年發生兩次較大范圍的內澇，分別出現在2020年5月10日（低層切變南壓）和2020年8月15日（副高邊緣）。對內澇發生時間的分布特征來看（圖1），內澇主要發生在5月至9月，表明內澇發生與漳州汛期強降水息息相關；具體分析可知，，5月最多和8月次之，9月最少。從具體時次來看，內澇主要出現的時間在13時至18時，即主要集中在午后到晚上；這個時間與漳州短時強降水頻發時段高度一致。

圖1　漳州市區2019－2020年內澇月變化

2.2　空間分布

通過在地圖中標注積水點具體位置而分析其空間分布特征可知（圖2），積水點主要集中分布在市中心、城鄉結合部和低洼地帶。城市建設程度高的地方降水容易在路面匯集而造成積水，而城鄉結合部因為排澇設施未完善容易造成積水，低洼地帶因為地勢低容易產生積水。對不同行政區積水點進行比較分析可以看出，薌城區多于龍文區。

圖2　漳州市區易澇點分布

2.3　內澇成因分析

結合漳州短時強降水日變化可知（圖3），漳州短時強降水主要發生在午后到晚上，與短時強降水時間一致。經統計，2019－2020年漳州市區發生內澇點周邊自動站點平均小時降水量為24毫米，最大小時雨量為84毫米，最小為11.3毫米，內澇積水點多位于低洼地帶。

圖3　漳州市區易澇點分布

通過對具體內澇時間進行分析發現，R1h≥20.0毫米出現7次，占比43.8%；R3h≥20.0毫米出現11次，占比68.8%。當R1h小于20.0毫米而出現內澇的情況，經常是10分鐘雨量達到10毫米以上。分析表明強降水可能是影響內澇產生的原因之一。

3　漳州市降水空間分布特征

3.1　空間分布

2011－2020年漳州市各市縣大監站的年平均降水量1202.6毫米（東山）～1816.3毫米（華安）（圖4）；全市區域自動站年平均降水量則為858.4毫米（東山冬古）～2716.9毫米（華安沙建）。降水量的空間分布特征具有東南少西北多的特點，受天氣系統和地形、地勢的共同影響，沿海地區雨水較少。全市共有42個雨量站年降水量1800毫米以上，其中華安（馬坑鄉、沙建）、平和（九峰鎮、蘆溪鎮、霞寨鎮、板仔鎮）、南靖（高港）、云霄（和平）和常山開發區年降水量2000毫米以上。

圖4 2011－2020年漳州市年平均降水量（單位：毫米）

2011－2020年漳州全市187個自動站短時強降水站次頻率分布圖顯示（圖5），漳州市短時強降水頻次空間分布東南偏多，西北偏少，空間分布不均。南靖西部、龍海東部、漳浦東北部、詔安南部和云霄中南部是短時強降水高發區，龍海東部和云霄中部為最高（共32站次）；低值區主要分布在南靖中部和華安東部以及平和、詔安、云霄三縣交界。

圖5 2011－2020年漳州市短時強降水站次分布

3.2　降水強度的空間分布

圖6為2011－2020年全市區域自動站R1h≥20.0毫米的頻率分布圖，R1h≥120個的區域主要集中在云霄南部、詔安北部、長泰東北部和平和東部。從強降水中心分布來看，強降水中心主要分布在沿海山脈附近和長泰東北部。市區大值中心集中在市區南部，與內澇出現時位置相符。

（R1h≥20.0毫米；單位：個）

圖7為2011－2020年全市區域自動站R1h≥30.0毫米的頻率分布圖，R1h≥85個的區域自動站主要集中云霄南部、詔安北部、龍海東部、長泰東部、平和東部和漳浦中北部。從強降水中心分布來看，強降水中心主要分布在沿海山脈附近和平和東部、長泰東部。市區大值中心集中在市區南部，與內澇出現時位置相符。

（R1h≥30.0毫米；單位：個）

圖8為2011－2020年全市區域自動站R1h≥50.0毫米的頻率分布圖，R1h≥9個的區域自動站主要集中龍海東部、市區、長泰東部和漳浦中北部。從強降水中心分布來看，強降水中心主要分布在東部縣市區。市區大值中心集中在龍文區，與龍文區容易出現內澇點位置相符。

（R1h≥50.0毫米；單位：個）

4　漳州市容易造成內澇（短時強降水）天氣形勢

4.1　暖區降水型（鋒前和西南急流）

暖區降水型短時強降水主要受大尺度的環流背景場影響，主要出現時間段為4月至6月。從4月開始，環流背景場槽、脊線逐漸明顯。當高空槽加深，且位置偏南，低層容易形成低渦，華南上空850 hPa頻繁出現西南急流（圖9）。

從500 hPa的形勢場上分析，南支槽的槽線位于100°E附近，呈東北－西南走向，漳州上空槽前西南氣流強盛。從850 hPa上分析，低層通常伴隨著切變線，漳州上空主要受切變南側西南急流控制。無明顯地面冷空氣影響，廣東上空維持倒槽，漳州上空為東南氣流。

圖9 暖區降水型

4.2　臺風降水型

臺風降水型短時強降水主要出現在漳州的7～9月。常見的天氣類型有三種：（1）晴熱天氣，主要受副高控制；（2）狂風暴雨天氣，主要在臺風襲擊下產生；（3）局部或區域性雷雨天氣，主要是在是輻合區制約下形成（圖10）。

圖10 臺風降水型

進一步分析臺風降水型的環流表明：588線東退，500 hPa副熱帶高壓脊線在25°N附近徘徊，副高的西脊點位于115°E～120°E。臺風環流控制著高空（500 hPa）到地面，臺風中心距離漳州近。

4.3　副高型邊緣型（局地熱對流型）

7月至9月，正值漳州的臺風季節，漳州本地常常受副熱帶高壓控制，以晴熱天氣為主。隨著588線的移動，副熱帶高壓邊緣移動到漳州上空時，午后易發生對流天氣該階段的短時強降水即為副高型邊緣型，也可稱局地熱對流型。大部分該類型的降水時段出現在午后乃至上半夜。當降水發生時500 hPa副高脊線在閩粵沿海一帶，呈東北-西南走向，福建南部、廣東大部基本處于558線內（圖11），中低層西南氣流強盛。

圖11 局地熱對流型

5　結束語

（1）2020年內澇較2019年頻繁，其次，內澇主要發生在5月至9月，5月最多、8月次之。但是大范圍的內澇過程也出現在5月和8月。內澇主要出現的時間在午后到晚上。內澇發生漳州短時強降水頻發時段一致。

（2）漳州區積水點分布基本各區都有，但是主要集中在市中心、城鄉結合部及低洼路段；發生內澇區域是周邊自動站點平均小時降水量24毫米。

（3）根據造成內澇的天氣環流形勢，通過合成分析，按照500 hPa和850 hPa將造成漳州城市內澇的大尺度環流形勢分為副高型邊緣型（局地熱對流）、臺風型和暖區降水型。

（4）短時強降水和地勢等自然因素導致雨水地表流量大、積流多并存在較多低洼地區形成內澇；或者城市排水系統無法滿足排水需求等人為因素造成雨水管線流量過小造成積水面積過大而形成內澇。

[1] 那仁滿都拉，宮凌旭，張虎貴，等. 城市內澇的時空分布特征及其成因分析——以呼和浩特市區為例[J]. 災害學，2021，36(4): 1-7.

[2] 薛瑩瑩，賀山峰，王欣. 城市居民內澇災害風險感知調查研究——以鄭州市為例[J]. 河南科學，2019，37(5): 854-860.

[3] 張輝，許新宜，張磊，等. 2000-2010 年我國洪澇災害損失綜合評估及其成因分析[J]. 水利經濟，2011，29(5): 5-9.

[4] 彭芳，吳古會，杜小玲. 貴州省汛期短時強降水時空特征分析[J]. 氣象. 2012，38(3): 307-313.

[5] 侯淑敏，盛春巖，萬文龍，等. 山東省極端強降水天氣概念模型研究[J]. 大氣科學學報. 2014，37(2): 163-174.

Research and Analysis on Waterlogging Caused by Short-Term Heavy Precipitation in Zhangzhou City

Based on the collected data of 16 waterlogging processes in Zhangzhou in the past two years, a total of 37 points, combined with precipitation data, the waterlogging process was analyzed. The results show that: firstly, the waterlogging in 2020 was more frequent than that in 2019. Secondly, the waterlogging mainly occurred in May to September, with the most in May and the second in August. And the range of waterlogging in May and August is largest. Waterlogging mainly occurs in the afternoon to evening. The spatial distribution characteristics show that there are water accumulation points in all districts, mainly concentrated in the downtown area, urban-rural junction and low-lying road sections. Statistics show that the occurrence of waterlogging in Zhangzhou urban area is closely related to short-term heavy precipitation. The average hourly precipitation in the surrounding area is 24 mm when waterlogging occurred. The large-scale circulation patterns that cause urban waterlogging in Zhangzhou can be divided into sub-high edge type (local thermal convection), typhoon type and warm section precipitation type.

short-term heavy precipitation; waterlogging; Zhangzhou

P49

A

1008-1151(2022)06-0022-04

2022-01-25

漳州市科技計劃項目（ZZ2021J31）；閩西南區域協同發展氣象科技專項課題（2020MXN07）。

洪曉湘（1981－），男，福建廈門人，福建省漳州市氣象局高級工程師，從事天氣預報預警工作。