西寧市暴雨內(nèi)澇災害特征和等級分析研究

摘 要：利用西寧市暴雨內(nèi)澇災情、積水深度和降水數(shù)據(jù)資料，采用統(tǒng)計學等分析方法，研究西寧市暴雨內(nèi)澇災害時空分布特征和暴雨內(nèi)澇災害等級，得出以下結論：（1）1986—2022年西寧市共計出現(xiàn)暴雨內(nèi)澇災害106次，出現(xiàn)次數(shù)以1.147次/10年的速度波動增長。西寧市暴雨內(nèi)澇災害的多發(fā)區(qū)是湟中區(qū)，西寧市區(qū)的多發(fā)區(qū)域是城北區(qū)。（2）西寧市嚴重內(nèi)澇氣候臨界降水量閾值為1 h 7.3 mm、3 h 13.4 mm、6 h 18.8 mm、24 h 34.7 mm。采用積水深度的百分位點的數(shù)值0.021、0.055、0.226、0.683 m

將西寧市內(nèi)澇災害劃分為沒有內(nèi)澇、輕度內(nèi)澇、中等內(nèi)澇、較重內(nèi)澇、嚴重內(nèi)澇5級。（3）西寧市易出現(xiàn)嚴重內(nèi)澇的地點為怡心園、鹽莊柴達木上行、市委黨校下行和鹽莊柴達木下行，易出現(xiàn)較重內(nèi)澇的地點為東稍門公交車站、圣銀酒店東南角，易出現(xiàn)中度內(nèi)澇的地點為市委黨校上行、圣銀酒店西南角，易出現(xiàn)輕度內(nèi)澇的地點為天津路。

關鍵詞：內(nèi)澇災害；氣象災害；西寧市；輕度內(nèi)澇

中圖分類號：P426.62 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）10–0-03

近年來，我國城市化快速發(fā)展，而城市排水設施建設落后于城市發(fā)展速度，城市極端洪澇災害發(fā)生的頻次增加，對經(jīng)濟社會造成了嚴重的影響，城市內(nèi)澇災害已經(jīng)成為制約城市發(fā)展的重要因子。氣象工作者對城市內(nèi)澇災害開展了大量研究。周宏等[1]對我國城市內(nèi)澇防治現(xiàn)狀及問題進行了分析；侯精明等[2]對西安市暴雨致澇成因進行了研究；馮嘉寶、張維等[3-4]對廣州城市內(nèi)澇成因進行了分析并提出了防治對策；尤鳳春等[5]深入研究了北京市暴雨積澇風險等級預警方法。對暴雨內(nèi)澇的研究多集中于北京、廣州、西安等發(fā)達城市，而針對西寧市的內(nèi)澇災害研究較少[6-9]。西寧位于青藏高原東北部，夏季強對流天氣頻發(fā)，且其地處黃河支流湟水上游，北、西、南三面環(huán)山，市區(qū)呈十字狀分布在山谷中，若遇強降水天氣，極易造成城市內(nèi)澇。因此，對西寧市內(nèi)澇災害開展研究，為城市管理決策提供數(shù)據(jù)支撐很有必要。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

（1）暴雨內(nèi)澇災情數(shù)據(jù)：通過青海省氣象災情數(shù)據(jù)庫、氣象災害普查數(shù)據(jù)庫、氣象災害大典等收集了西寧市1986—2022年暴雨內(nèi)澇災害信息106次。

（2）氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)：選取2013年1月1日—2022年12月31日西寧市區(qū)31個氣象監(jiān)測站的逐日和逐小時降水資料。

（3）積水深度數(shù)據(jù)：選取2022年5月1日—2023年12月31日西寧市9個積水深度監(jiān)測站的逐日和逐小時積水深度資料。

1.2 方法

（1）采用統(tǒng)計學方法，分析西寧市城市暴雨內(nèi)澇災害的發(fā)生發(fā)展規(guī)律和時空分布特征。

（2）采用百分位數(shù)法，對西寧市城市暴雨內(nèi)澇災害進行等級劃分，并找出不同等級易發(fā)區(qū)域。

2 暴雨內(nèi)澇氣象災害的分布特征

2.1 時間分布特征

2.1.1 年分布特征

由西寧市（包括西寧市區(qū)、大通、湟中、湟源）

1986—2022年暴雨內(nèi)澇災害年分布特征（圖1）可見，西寧市暴雨內(nèi)澇災害出現(xiàn)次數(shù)以1.147次/10年的速度波動增長。37年中暴雨內(nèi)澇災害共出現(xiàn)106次，其中2022年、2007年、2020年最為嚴重，分別出現(xiàn)了9、8和7次，共計占總次數(shù)的22.6%；其次是2018年和2019年；1988年、1990年、1996年、2001年和2014年西寧未出現(xiàn)暴雨內(nèi)澇災害。

圖1" 西寧市暴雨內(nèi)澇災害的年分布特征

2.1.2 月分布特征

西寧市多年平均（1991—2020年）年降水量為480.5 mm，其中月降水量大于50 mm的為5—9月，該時段累計降水量為404.8 mm，占全年總降雨量的84.2%。月降雨量最多的是8月，降水量為99.0 mm；7月93.79 mm次之；6月、9月，降水量均為75.2 mm；5月61.8 mm，為5個月中最少。

由暴雨內(nèi)澇災害月分布特征（圖2）可知，西寧市的暴雨內(nèi)澇災害主要發(fā)生在5—9月，其他月份未出現(xiàn)，這與降水量集中時段有很好的對應關系。8月是暴雨內(nèi)澇災害發(fā)生最為集中的月份，共計出現(xiàn)53次，占暴雨內(nèi)澇災害發(fā)生總次數(shù)的50.0%；其次是7月，出現(xiàn)24次；6月出現(xiàn)15次；5月和9月西寧市暴雨內(nèi)澇災害出現(xiàn)次數(shù)相同，均為7次。從暴雨內(nèi)澇災害的季節(jié)變化統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，西寧市暴雨內(nèi)澇災害主要出現(xiàn)在夏季（6—8月），共出現(xiàn)暴雨內(nèi)澇災害92次，占總次數(shù)的86.8%；其次春季和秋季，共出現(xiàn)14次，占西寧市暴雨內(nèi)澇災害總次數(shù)的13.2%。

圖2" 西寧市暴雨內(nèi)澇災害的月分布特征

2.2 暴雨內(nèi)澇災害的空間分布特征

從1986—2022年西寧市暴雨內(nèi)澇災害空間統(tǒng)計表（表1）可見，暴雨內(nèi)澇災害空間分布極不均勻，西寧市出現(xiàn)的106次災害中，湟中發(fā)生最多，達39次，湟中是西寧市最容易出現(xiàn)暴雨內(nèi)澇災害的地區(qū)；大通次之，為28次；湟源、西寧市區(qū)分別出現(xiàn)21、18次。湟中、湟源和大通暴雨內(nèi)澇災害均在縣城出現(xiàn)得最多，其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)相對分散。在西寧市區(qū)暴雨內(nèi)澇災害中，城北區(qū)出現(xiàn)最多，為7次；城西區(qū)最少，出現(xiàn)了3次。由此可見，城北區(qū)是西寧市區(qū)暴雨內(nèi)澇災害的多發(fā)區(qū)域，城西區(qū)則是相對少發(fā)區(qū)域。

3 暴雨內(nèi)澇氣候的極端降水特征

利用百分位數(shù)法對西寧氣象監(jiān)測站2004—2022年5—9月降水小時數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，將不同百分位對應的降水量作為城市內(nèi)澇指標的臨界值，可將西寧市城市暴雨內(nèi)澇災害的等級設定分為5級：降水量介于60%～80%為漬澇，80%～90%為輕澇，90%～95%為一般內(nèi)澇，95%～99%為較重內(nèi)澇，＞99%為嚴重內(nèi)澇。分析確定西寧市暴雨嚴重內(nèi)澇氣候臨界降水量閾值為1 h7.3 mm、3 h13.4 mm、6 h18.8 mm、24 h34.7 mm。

4 城市暴雨內(nèi)澇災害的等級劃分

根據(jù)西寧市積水深度監(jiān)測站實際情況，選取2022年5月1日—2023年12月31日市委黨校上行、市委黨校下行、圣銀酒店西南角、圣銀酒店東南角、東稍門公交車站、鹽莊柴達木上行、鹽莊柴達木下行、怡心園和天津路9個積水深度監(jiān)測站的逐小時積水深度資料。采用積水深度不同的百分位點的數(shù)值對城市內(nèi)澇災害等級進行劃分（表2），將西寧市城市暴雨內(nèi)澇災害等級劃分為5級，等級分別為沒有內(nèi)澇、輕度內(nèi)澇、中等內(nèi)澇、較重內(nèi)澇、嚴重內(nèi)澇。當積水深度小于

0.021 m，為沒有內(nèi)澇；積水深度在0.021～0.054 m，為輕度內(nèi)澇；積水深度為0.055～0.225 m，為中等內(nèi)澇；積水深度在0.226～0.682 m，為較重內(nèi)澇；積水深度大于0.683 m，為嚴重內(nèi)澇。由于西寧市城市內(nèi)澇災害主要是對城市交通的影響，以上基于積水深度的內(nèi)澇風險等級劃分在本地具有一定的合理性。

5 城市暴雨內(nèi)澇等級的分布特征

依據(jù)西寧市城市暴雨內(nèi)澇等級劃分標準，對市委黨校上行、圣銀酒店西南角等9個積水深度監(jiān)測站積水深度等級進行分析（表3）發(fā)現(xiàn)，西寧市嚴重內(nèi)澇5級共計出現(xiàn)樣本數(shù)258個，占積水深度總樣本的1.32%，主要出現(xiàn)在怡心園、市委黨校下行、鹽莊柴達木下行和鹽莊柴達木上行。較重內(nèi)澇4級共計出現(xiàn)樣本數(shù)946個，占積水深度總樣本的4.82%，在怡心園、市委黨校下行、鹽莊柴達木下行和鹽莊柴達木上行出現(xiàn)頻次較高，東稍門公交車站、圣銀酒店東南角頻次略低。中等內(nèi)澇3級共計出現(xiàn)樣本數(shù)1 303個，占積水深度總樣本的6.64%，按出現(xiàn)次數(shù)從多到少排列依次為市委黨校上行、圣銀酒店西南角、鹽莊柴達木上行、圣銀酒店東南角、東稍門公交車站、怡心園、鹽莊柴達木下行、市委黨校下行。輕度內(nèi)澇2級共計出現(xiàn)樣本數(shù)17 112個，占積水深度總樣本的87.22%，在各監(jiān)測點均有出現(xiàn)。

表2" 西寧市城市暴雨內(nèi)澇災害的等級劃分

內(nèi)澇等級 降水深度h/m 等級含義 預警顏色 居民社區(qū) 車庫 交通影響程度

1 h＜0.021 沒有內(nèi)澇 無 影響居民生活，沒有造成財產(chǎn)損失 對停放車輛排氣管無影響 車輛可以通行，對交通沒有影響。低洼路段沒有積水

2 0.021≤h＜0.055 輕度內(nèi)澇 藍 影響居民生活，不太可能造成財產(chǎn)損失 對停放車輛排氣管幾乎無影響 車輛可以通行，對交通幾乎沒有影響。低洼路段幾乎沒有積水

3 0.055≤h＜0.226 中等內(nèi)澇 黃 影響居民生活，可能造成財產(chǎn)損失 對排氣管較低的車型可能存在影響 車輛通行緩慢，對部分交通有影響。低洼路段積水較淺

4 0.226≤h＜0.683 較重內(nèi)澇 橙 影響居民生活，造成部分財產(chǎn)損失 對發(fā)動機可能有影響，車廂可能進水 車輛通行很慢，對大部分交通有影響。低洼路段積水較深

5 h≥0.683 嚴重內(nèi)澇 紅 嚴重影響居民生活，造成較嚴重財產(chǎn)損失 發(fā)動機進水，車廂浸泡 車輛不能通行，對大部分交通有嚴重影響。低洼路段積水很深

表3" 西寧市城市暴雨內(nèi)澇站點的等級分布

內(nèi)澇點積水名稱 2級 3級 4級 5級 樣本數(shù)

市委黨校上行 2 261 441 4 0 2 706

市委黨校下行 1 841 61 191 64 2 157

圣銀酒店西南角 3 513 215 16 0 3 744

圣銀酒店東南角 5 176 135 54 0 5 365

東稍門公交車站 487 105 87 0 679

鹽莊柴達木上行 440 191 190 57 878

鹽莊柴達木下行 1 841 61 191 64 2 157

怡心園 183 68 212 73 536

天津路 1 370 26 1 0 1 397

合計 17 112 1 303 946 258 19 619

根據(jù)分析結果，將以上站點代表區(qū)域分別劃分為易出現(xiàn)嚴重內(nèi)澇（5級）、較重內(nèi)澇（4級）、中等內(nèi)澇（3級）、輕度內(nèi)澇（2級）的區(qū)域，已在高級別出現(xiàn)的站點，不在低級別中重復出現(xiàn)。西寧市易出現(xiàn)嚴重內(nèi)澇的地點為怡心園、鹽莊柴達木上行、市委黨校下行和鹽莊柴達木下行，易出現(xiàn)較重內(nèi)澇的地點為東稍門公交車站、圣銀酒店東南角，易出現(xiàn)中度內(nèi)澇的地點為市委黨校上行、圣銀酒店西南角，易出現(xiàn)輕度內(nèi)澇的地點為天津路，這些地點易出現(xiàn)內(nèi)澇既有城市建設發(fā)展的原因，還與地處低洼點有關，也與氣象條件密不可分。

6 結論

（1）1986—2022年西寧市共出現(xiàn)暴雨內(nèi)澇災害106次，出現(xiàn)次數(shù)以1.147次/10年的速度波動增長。西寧市暴雨內(nèi)澇災害的多發(fā)區(qū)是湟中區(qū)，西寧市區(qū)的多發(fā)區(qū)域是城北區(qū)。

（2）西寧市嚴重內(nèi)澇氣候臨界降水量閾值為1 h降水7.3 mm、3 h降水13.4 mm、6 h降水18.8 mm、24 h降水34.7 mm。采用積水深度的百分位點的數(shù)值0.021、0.055、0.226、0.683 m將西寧城市內(nèi)澇災害劃分為沒有內(nèi)澇、輕度內(nèi)澇、中等內(nèi)澇、較重內(nèi)澇、嚴重內(nèi)澇5級。

（3）西寧市易出現(xiàn)嚴重內(nèi)澇的地點為怡心園、鹽莊柴達木上行、市委黨校下行和鹽莊柴達木下行，易出現(xiàn)較重內(nèi)澇的地點為東稍門公交車站、圣銀酒店東南角，易出現(xiàn)中度內(nèi)澇的地點為市委黨校上行、圣銀酒店西南角，易出現(xiàn)輕度內(nèi)澇的地點為天津路。

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收稿日期：2024-08-23

基金項目：西寧市科學技術局民生科技專項（2023-M-06）。

作者簡介：李京梅（1981—），女，河南衛(wèi)輝人，高級工程師，研究方向為天氣預報與服務。