張浩文
摘要 對于≥97.4 mm的單日降水量致災性更強;對于連續性降水,降水過程超過200 mm致災性更強,尤其是長歷時的降水過后,單日雨量超過50 mm易致災;24 h內雨量超過162.7 mm發生內澇概論大,1 h超過30~40 mm,地勢較低地區可形成積水。在目前的實際業務中以持續出現30 min的0.5 mm/min或10 min的1 mm/min以上降水且降水加強或持續作為內澇的提醒業務條件,后期將進行再次校驗和修訂。
關鍵詞 暴雨;洪澇災害;統計;內澇
中圖分類號:P333.2 文獻標識碼:B 文章編號:2095–3305(2023)07–0157-03
根據《蓮花縣縣城防洪治澇規劃報告》《蓮花縣城市超標準洪水防御預案》《蓮花縣氣象災害防御規劃》《蓮花縣排水(雨水)防澇綜合規劃》和蓮花縣歷史暴雨洪澇災情個例分析,進行具體的分析與總結。
1 流域氣候和歷史災情個例基本情況
1.1 流域情況
蓮花縣境內水系發達,河溪密布,控制流域面積在10 km2以上的河溪有48條,總面積為481.6 km2,平均河網密度為0.454 km/km2,流域總面積為1 075.65 km2(含縣外13.59 km2)。主河流文匯江是贛江支流禾水的源頭之一,發源于境內東北的高天巖,由北至南而下,河流蜿蜒曲折,流經縣城至升坊江口拐向礱山口匯入永新禾水,沿途有大沙洲水、鳧水、下坊水、南嶺水、邑田水、峙垅水6條支流匯入,全長69.4 km,流域面積為901.5 km2,約占全縣流域面積的85%,全程落差1 084 m,蘊藏著十分可觀的水力資源。此外,還有大塘水流域面積49.9 km2,流入湖南淥水,閃石、路口部分小溪流域面積為49.9 km2,注入安福瀘水,六市西坑小溪流域面積為18.23 km2,注入湖南攸縣,神泉小溪流域面積10.3 km2,注入湖南茶陵。
1.2 氣候情況
蓮花縣地處亞熱帶季風氣候區,根據近30年氣候資料統計,年降水量為1 665.5 mm,降水較集中期為3—8月,為1 195.7 mm占全年降水量的71.79%[1-3]。
自有氣象數據統計以來(1956年開始),蓮花縣發生特大暴雨(≥250 mm)1 d,大暴雨日數(≥100 mm)24 d,暴雨日數(≥50 mm)253 d,大雨日數(≥25 mm)886 d,中雨日數(≥10 mm)886 d。
1.3 歷史災情
分析近10年以來蓮花主要暴雨洪澇災害個例,可將暴雨洪澇災害主要分成3種情況。
1.3.1 單日雨量致災 (1)2015年7月2日降水量為157.4 mm;(2)2016年6月15日降水量為105.6 mm;(3)2019年5月19日降水量為146.4 mm;(4)2020年6月25日降水量為83.9 mm;(5)2020年7月10日降水量為117.7 mm。
1.3.2 連續降水致災 由表1可知,2014年5月15—25日連續降水,過程降水量為212.4 mm。
由表2可知,2015年6月8—14日、6月18—21日2次連續降水過程,過程雨量分別為166.2、80.8 mm。
由表3可知,2019年4月13—27日連續降水過程,過程降水量為220.4 mm。
由表4可知,2020年5月29日至6月5日連續降水過程,過程降水量為213.4 mm。
1.3.3 單日與連續降水疊加致災 由表5可知,2019年6月6—23日,過程降水量為393.4 mm,其中6月9日降水量為133 mm。
由表6可知,2019年7月5—13日,過程降水量為350.1 mm,7月7日降水量為70.2 mm,7月13日降水量為56.8 mm。
由表7可知,2017年6月21日至7月2日,過程雨量為456.9 mm,6月25日降水量為73.6 mm、6月28日97.4 mm、7月2日77.0 mm。
2 暴雨洪水情況分析
2.1 超標準洪水
根據蓮花縣縣超標準洪水防御預案,禾水蓮花水文站監測斷面50年一遇洪水位168.05 m,洪峰流量達1 314 m3/s,對應主城區淹沒面積為36.45 km2;100年一遇洪水時,蓮花水文站水位168.52 m,洪峰流量達1 531 m3/s,對應主城區淹沒面積40.83 km2。將影響蓮花縣的良坊鎮、琴亭鎮、神泉鄉、升坊鎮等4個鄉鎮范圍內禾水、下坊水、鳧水、神泉水兩岸。
對應雨量閾值數據為局部范圍24 h降雨量超過278 mm(或6 h降雨量超過192 mm、3 h降雨量超過145 mm、1 h降雨量超過93 mm)(50年一遇),且降雨仍在持續;或較大范圍24 h降雨量超過228 mm(或6 h降雨量超過158 mm、3 h降雨量超過121 mm、1 h降雨量超過80 mm)(20年一遇),且降雨仍在持續。
2004—2021年蓮花縣達到上述標準的降水情況有2次,分別為24 h降水量250.1 mm(1995年6月30日),1 h降水量90.5 mm(2020年7月10日02:17)。
其他時次有記錄以來尚未達到標準,接近值為6 h最大降水量為115.5 mm(2020年7月10日00:17開始),3 h最大降水量為115.3 mm(2020年7月10日02:17開始)。
2.2 致災暴雨
根據蓮花縣縣城防洪治澇規劃報告,使用P-Ⅲ型線型適線的方法統計的設計暴雨成果見表8。
1957—2021年(圖1),日降水量≥97.4 mm為47次,≥127.3 mm為14次,≥155.7 mm為7次,≥183.2 mm為2次。
分析圖2可知,三日降水量≥145 mm為42次,≥187.4 mm為14次,≥226.0 mm為7次,≥263.6 mm為2次。
對于設計暴雨洪水成果基本可信,對于≥97.4 mm的單日降水量致災性更強,對于連續性降水,降水過程超過200 mm致災性更強,尤其是長歷時的降水過后,單日雨量超過50 mm易致災。
3 城市內澇情況分析
參照萍鄉市中心城區新修訂的暴雨強度公式和《蓮花縣排水(雨水)防澇綜合規劃》。針對蓮花縣的實際情況,出現內澇主要有2種形式:
(1)河水倒灌,即出現大范圍致災暴雨,可參照超標準洪水和致災暴雨。
(2)高強度的降水超過城市排水能力,長歷時降水標準根據蓮花縣排水(雨水)防澇綜合規劃為24 h時內雨量超過162.7 mm。短歷時降水標準,參考萍鄉市暴雨強度公式與個例分析,普遍數據為1 h超過30~40 mm,地勢較低地區可形成積水[4-9]。
在實際工作中,建議以分鐘降水強度進行內澇預警和防御,由于缺少前期城市內澇的歷史數據,針對2021年8月14日(圖3)造成內澇影響和2022年4月23日(圖4)、4月26日(圖5)未造成內澇影響進行對比分析。
根據實際觀測2022年4月23日02:00~03:00,當分鐘降水量超過0.5 mm,約25 min地面可發現明顯積水,但后續雨強變小后,水流迅速消散;2022年4月25日23:00—26日01:00,在有降水基礎的情況下,出現分鐘雨強超過1 mm/min約5 min后,出現明顯地面積水,降水停歇后迅速消散。2021年8月14日降水一直持續,且強度在0.5 mm/min以上的降水持續接近50 min,且有前后2次強降水時段,造成城區積水。因此,在目前的實際業務中以持續出現30 min的0.5 mm/min或10 min的1 mm/min以上降水且降水加強或持續開始內澇的提醒業務,后期將進行再次校驗和修訂。
4 地質災害隱患
根據《萍鄉市蓮花縣山洪災害調查評價報告》(吉安市水文局,2015年12月),確定蓮花縣境內山洪災害防治區,對20個重點防治區(按情況綜合成17個對象進行評價),均進行了計算預警指標。
(1)當土壤含水量為一般時,1 h立即轉移預警指標范圍為60~80 mm(平均70 mm),神泉鄉范圍為60~75 mm(平均68 mm),琴亭鎮、良坊鎮、升坊鎮分別為60 mm。
(2)當土壤含水量為一般時,3 h立即轉移預警指標范圍為80~115 mm(平均98 mm),神泉鄉范圍為90~105 mm(平均98 mm),琴亭鎮為95 mm,良坊鎮為85 mm,升坊鎮為90 mm。
(3)當土壤含水量為一般時,6 h立即轉移預警指標范圍為115~185 mm(平均150 mm),神泉鄉范圍為125~135 mm(平均120 mm),琴亭鎮為125 mm,良坊鎮為115 mm,升坊鎮為120 mm。
參考文獻
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Analysis of Rainstorm and Flood Disaster in Lianhua County
Zhang Hao-wen (Lianhua Meteorological Bureau, Lianhua, Jiangxi 337000)
Abstract For daily precipitation ≥ 97.4 mm, it was more likely to cause disasters; For continuous precipitation, the precipitation process exceeding 200 mm is more likely to cause disasters, especially after a long period of precipitation, when the daily rainfall exceeds 50 mm, it was likely to cause disasters; In 24 hours, if the rainfall exceeds 162.7 mm, waterlogging will occur. In one hour, if the rainfall exceeds 30~40 mm, waterlogging can form in areas with low terrain. In the current actual business, continuous precipitation of 0.5 mm/minute for 30 minutes or 1 mm/minute or more for 10 minutes, with enhanced or continuous precipitation, will be used as a warning condition for waterlogging, and will be validated and revised again in the future.
Key words Rainstorm; Flood disasters; Statistics; Waterlogging