摘 要:選取昆明市呈貢區(qū)2015—2022年汛期內(nèi)澇點積水?dāng)?shù)據(jù)及區(qū)域氣象站雨量數(shù)據(jù),分析短時強降水與積水的線性關(guān)系和影響,為提高城市防汛排澇氣象保障服務(wù)水平提供參考依據(jù)。結(jié)果表明:呈貢區(qū)短時強降水主要出現(xiàn)在6—8月,其中8月降水頻次最高,短時強降水日變化特征明顯;短時強降水是造成城市積澇的主要原因,1 h和2 h降水量是影響積水深度的重要因素,但積水深度還受人為等因素的影響。
關(guān)鍵詞:內(nèi)澇特征;降雨量;線性相關(guān);城市內(nèi)澇
中圖分類號:P426.616 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B 文章編號:2095–3305(2024)07–0-03
城市內(nèi)澇是指由于強降水或連續(xù)性降水超過城市排水能力致使城市內(nèi)產(chǎn)生積水災(zāi)害的現(xiàn)象[1-2]。以云南省昆明市為例,昆明市城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快,人口劇增,城區(qū)擴(kuò)大,高層建筑林立,下墊面變化,造成城市化“熱島效應(yīng)”,導(dǎo)致暴雨頻發(fā)。地面硬化造成產(chǎn)流量加大,匯流速度加快,而城市防洪排澇基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對滯后,形成洪澇災(zāi)害隱患。
昆明市呈貢區(qū)實施了防洪體系及河道治理工程建設(shè),完成了小(2)型以上水庫除險加固工程,對馬料河、洛龍河、撈魚河、梁王河、南沖河水環(huán)境進(jìn)行了綜合治理,提高了河道的防洪能力,降低了城市防洪風(fēng)險。但由于城市化的快速發(fā)展,地貌發(fā)生改變,原有水系發(fā)生變化,城市排水排洪工程尚未形成完善的體系,部分河段防洪標(biāo)準(zhǔn)不達(dá)標(biāo),城市內(nèi)澇問題依然影響城市發(fā)展[3-4]。
1 城市內(nèi)澇背景因素
1.1 社會經(jīng)濟(jì)
截至2020年,昆明市呈貢區(qū)共7個街道(龍城街道、斗南街道、吳家營街道、洛龍街道、烏龍街道、雨花街道、馬金鋪街道)42個社區(qū),實管面積約268.5 km2。
根據(jù)第7次人口普查數(shù)據(jù),全區(qū)常住人口58.2萬人,城鎮(zhèn)化率達(dá)到89.6%。2019年,呈貢區(qū)全年實現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值4 767 852萬元,人均地區(qū)生產(chǎn)總值131 672元。
1.2 地理概況
昆明市呈貢區(qū)位于云南省滇東高原腹地,地跨東經(jīng)102°45′~103°00′,北緯24°42′~25°00′,其東南、東北方向都為高山,東部和西部為陽宗海和滇池,地勢東高西低,海拔在820~1775 m之間。
1.3 河流水系概況
1.3.1 河道
呈貢境內(nèi)東界位于長江水系和珠江水系分水嶺地帶,主要有馬料河、洛龍河、撈魚河、梁王河、南沖河5條河流,其中洛龍河、馬料河為常流水河道,其他3條為季節(jié)性河道,均屬長江水系普渡河支流滇池匯水區(qū)域,由東北向西南分割呈貢區(qū),承擔(dān)呈貢區(qū)洪水的排泄任務(wù)。
1.3.2 湖泊及水庫
呈貢區(qū)湖泊主要為滇池,屬官渡區(qū)、呈貢區(qū)、晉寧區(qū)、西山區(qū)所共有。滇池具有工農(nóng)業(yè)用水、調(diào)蓄、防洪、旅游、航運、水產(chǎn)養(yǎng)殖、調(diào)節(jié)氣候等功能,是昆明地區(qū)調(diào)蓄、灌溉及工業(yè)供水的主體。呈貢區(qū)管轄區(qū)7個街道內(nèi)建有22座中小型水庫及多座小壩塘,總庫容為4 857萬m3。
1.4 內(nèi)澇災(zāi)害個例
呈貢區(qū)發(fā)生的氣象災(zāi)害以暴雨洪澇災(zāi)害為主,近年來,大暴雨中心出現(xiàn)在城區(qū)的頻次明顯增多,以單點暴雨為主,具有歷時短、強度大、集中程度高的特點。呈貢區(qū)內(nèi)有河流流經(jīng),且地處老城區(qū),暴雨洪澇會導(dǎo)致城內(nèi)河流漫堤,使得沿河一帶出現(xiàn)淹積水現(xiàn)象,對商業(yè)、農(nóng)業(yè)、花卉等方面造成嚴(yán)重影響。
2010年8月16日02:00~14:00,呈貢區(qū)遭遇特大暴雨,累計降水量達(dá)168.6 mm,全區(qū)受災(zāi)人數(shù)7萬余人、農(nóng)田受災(zāi)面積18 284×666.67 m2、房屋倒塌19間、危房265戶、房屋進(jìn)水4 800戶、緊急疏散轉(zhuǎn)移群眾264戶、車輛被淹6輛、區(qū)城商鋪進(jìn)水200余戶、160戶群眾的房屋開裂、區(qū)鄉(xiāng)村三級道路4處塌方。
2014年8月11日23:00—12日08:00,呈貢區(qū)最大降水量出現(xiàn)在昆明市政府會議中心,為90.2 mm。暴雨造成6個街道、15個社區(qū)受災(zāi),農(nóng)房及商鋪共1 447間淹積水,8戶17間農(nóng)房倒塌,農(nóng)田受淹面積5 545×666.67 m2,經(jīng)濟(jì)損失估算1 479.2萬元。
2018年8月3日凌晨,昆明突降暴雨,呈貢區(qū)雨勢較大,道路淹積水嚴(yán)重。因降水比較集中,呈貢區(qū)洛龍河河水漫堤,導(dǎo)致呈貢區(qū)沿河兩岸道路積水嚴(yán)重,多處綜合商場淹積水嚴(yán)重,積水深度為0.4~0.5 m。
2022年9月16日07:30,呈貢區(qū),出現(xiàn)強降雨,累計2 h降水量達(dá)50 mm以上,行政中心至烏龍片區(qū)降水量為65~70 mm。全區(qū)內(nèi)澇嚴(yán)重,蔬菜受災(zāi)面積1 032×666.67 m2、花卉受災(zāi)面積338×666.67 m2、水果種植受災(zāi)面積1 250×666.67 m2。
1.5 氣候背景
呈貢區(qū)屬亞熱帶低緯高原季風(fēng)氣候,夏秋季主要受來自印度洋孟加拉灣的西南暖濕氣流及北部灣的東南暖濕氣流控制,每年5—10月為雨季,濕熱、多雨,該時期降水量占全年降水總量的83%~89%。低壓輻合切變(兩高輻合)天氣形勢影響昆明市區(qū)域的主要天氣系統(tǒng)。
7月中旬以前,鋒面切變和低壓輻合切變是強降水頻次和強度陡增的主要影響系統(tǒng)。7月下旬至8月下旬,強降水強度不具穩(wěn)定性,降水頻次顯著減少,天氣系統(tǒng)由大陸系統(tǒng)逐漸轉(zhuǎn)為受熱帶系統(tǒng)(低壓輻合切變和臺風(fēng)中尺度雨帶)影響,熱帶系統(tǒng)(臺風(fēng)中尺度雨帶)的降水效率較高,臺風(fēng)登陸后會分散為多個對流云團(tuán),造成降水空間分布不均勻,在降水頻次顯著減少的情況下,降水強度沒有出現(xiàn)顯著減弱的趨勢。9月上旬,由于北方冷空氣開始活躍,主要影響系統(tǒng)為鋒面切變和低壓輻合切變,即受熱帶系統(tǒng)影響的同時,冷空氣也在影響呈貢區(qū),使得9月上旬的強降水強度和降水頻次出現(xiàn)小幅度躍增。
2 呈貢區(qū)短時強降水特征
對呈貢區(qū)2012—2021年1 h降水量20 mm以上頻次進(jìn)行分析,可知呈貢區(qū)短時強降水主要出現(xiàn)在6—8月,其中,7、8月降水頻次最高。6月,短時強降水高發(fā)時段集中在17:00~翌日01:00,峰值在18:00,短時強降水出現(xiàn)次數(shù)較少的時段為05:00~13:00;7月,短時強降水高發(fā)時段集中在17:00~22:00、02:00~08:00,峰值出現(xiàn)在17:00~19:00,短時強降水出現(xiàn)次數(shù)較少的時段為09:00~10:00、12:00~13:00;8月,短時強降水高發(fā)時段集中在13:00~20:00、22:00~翌日05:00,峰值出現(xiàn)在15:00~19:00、00:00~03:00,短時強降水出現(xiàn)次數(shù)較少的時段為06:00~12:00、21:00~22:00。
如圖1所示,呈貢區(qū)的短時強降水日變化特征明顯,具體時段上存在明顯差異。同時,短時強降水站均頻次呈雙峰結(jié)構(gòu),第一峰主要出現(xiàn)在14:00~20:00,第二峰主要出現(xiàn)在23:00~翌日03:00,谷值集中出現(xiàn)在09:00~12:00。另外,呈貢區(qū)短時強降水空間分布不均,單點性、局地性特征明顯,強降水區(qū)域與迎風(fēng)坡地形和滇池水體密切相關(guān)。
3 汛期降水量與積水關(guān)系
3.1 方法和資料
通過將積水次數(shù)、積水深度分別與呈貢區(qū)各淹積水站點代表自動站(單點)1 h最大降水量、2 h最大降水量、3 h最大降水量、6 h最大降水量做Pearson相關(guān)性分析,獲取聯(lián)大立交下層西北側(cè)積水點(輕度)、祥園街與誼康北路交叉口積水點(中度)、洛龍立交橋下穿道路(中度)、320國道蔴莪村段(中度)、學(xué)海路雨花村段積水點(中度)、沿河路區(qū)自然資源局段(重度)、駝峰街積水點(重度)7個淹積水點積水深度與降水量之間的關(guān)系。
3.2 主要結(jié)論
3.2.1 積水次數(shù)與降水量相關(guān)性
聯(lián)大立交下層西北側(cè)積水次數(shù)與1 h最大降水量、2 h最大降水量、3 h最大降水量呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)>0.52;祥園街與誼康北路交叉口積水次數(shù)與1 h最大降水量呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.53。2個積水點均未通過顯著性檢驗,這表明聯(lián)大立交下層西北側(cè)積水次數(shù)與3 h最大降水量存在一定關(guān)系,祥園街與誼康北路交叉口積水次數(shù)與1 h最大降水量存在一定關(guān)系,但相關(guān)性不明顯。其余站點的積水次數(shù)與6 h最大降水量無明顯相關(guān)關(guān)系。
3.2.2 積水深度與降水量相關(guān)性
第一,祥園街和誼康北路交叉路口的積水深度與該點的1 h最大降水量、2 h最大降水量呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)>0.66,通過了95%的顯著性檢驗;洛龍立交橋下穿道路積水深度與1 h最大降水量相關(guān)性較好,相關(guān)系數(shù)為0.525,通過了95%的顯著性檢驗。這表明2個淹積水點的積水深度與1 h最大降水量、2 h最大降水量的關(guān)聯(lián)性較好,并且2 h內(nèi)最大降水量是造成上述2個站點出現(xiàn)淹積水的主要因素。
第二,聯(lián)大立交下層西北側(cè)積水點的積水深度與該點的1 h最大降水量、2 h最大降水量、3 h最大降水量呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)>0.5,但未通過顯著性檢驗。320國道蔴莪村段積水點的積水深度與該點的1 h時最大降水量、2 h最大降水量、3 h最大降水量呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)>0.7,但未通過顯著性檢驗。這表明這2個積水點的積水深度與3 h內(nèi)的最大降水量有一定關(guān)系,但相關(guān)性不明顯,還受到其他因素影響。
第三,學(xué)海路淹積水點的積水深度與6 h最大降水量呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.644,未通過顯著性檢驗。該積水點2 h最大降水量、3 h最大降水量、6 h最大降水量相關(guān)系數(shù)分別為0.454、0.466、0.644,表明該站點需要一定時間的雨量匯集才可能造成淹積水,但降雨量只是次要影響因素之一,積水深度還受其他因素影響。
第四,沿河路和駝峰街2個站點的積水深度與6 h以內(nèi)的最大降雨量相關(guān)性均不明顯,相關(guān)系數(shù)均低于0.5。經(jīng)分析,沿河路積水點地處老城區(qū)東大河(洛龍河)邊,駝峰街內(nèi)澇點緊鄰牛屎溝,上游洪峰量較大時會導(dǎo)致河水漫堤、溝水漫溢,加之2個積水點的排水管網(wǎng)不健全、地勢低等因素,易造成嚴(yán)重積水現(xiàn)象。同時,2個積水點均為重度積水等級內(nèi)澇設(shè)防點,防汛指揮部在強降水天氣過程均提前布置排水車輛和大型抽排設(shè)備,淹積水得到快速有效處置,這給積水深度與雨量相關(guān)性研究造成了較大的人為因素影響。
4 城市內(nèi)澇防治對策
近年來,呈貢區(qū)初步形成了上游高蓄為主、東部面山腳以截洪、削峰為主,中游以河道堤防泄洪、排澇工程相結(jié)合,下游以泄為主的防洪工程體系。但是,尚未形成系統(tǒng)化的城市防洪體系,缺少高標(biāo)準(zhǔn)的城市防洪框架和排澇設(shè)施。同時,受特定的地理位置、地形、氣候與水文條件,以及復(fù)雜的河流水系綜合影響,流經(jīng)主城區(qū)干支流洪澇災(zāi)害從未間斷且有逐年遞增趨勢,防洪問題依舊突出。因此,政府應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況作出相應(yīng)的、具體的和可操作的預(yù)案、防洪排澇專項規(guī)劃及城市防汛排澇“一點一策”方案,強化應(yīng)急救援能力建設(shè),健全洪澇災(zāi)害應(yīng)急救援機(jī)制,依法、科學(xué)、高效、有序地組織開展洪澇災(zāi)害應(yīng)急防范與處置工作十分必要。
4.1 建立健全的防洪工程體系
相關(guān)部門應(yīng)建立完整的與城市發(fā)展相適應(yīng)的城市“高蓄、上截、中疏、下泄”防洪工程體系,盡快開展呈貢區(qū)域內(nèi)的排水工程建設(shè),按照輕重緩急原則,優(yōu)先解決城市突出內(nèi)澇問題及主要積水點問題。通過對不滿足防洪要求的洛龍河及撈魚河部分河段、南沖河整條,按洪水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行整治,并新開排洪通道新開河,使呈貢區(qū)各片區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到設(shè)防要求[5]。
針對易積水點,通過增加雨水口、排水箱涵及排水管數(shù)量,使其滿足相應(yīng)的排水標(biāo)準(zhǔn)及要求。針對呈貢城市防洪排澇最薄弱環(huán)節(jié),以排水體系優(yōu)化、面山洪水截留、河道整治等工程措施為主,結(jié)合防洪非工程措施,通過系統(tǒng)治理,保障呈貢區(qū)城市防洪排澇安全。
4.2 完善城市內(nèi)澇監(jiān)測系統(tǒng)
相關(guān)部門應(yīng)建立科學(xué)的“智慧水務(wù)”“突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布中心”等綜合平臺和城市內(nèi)澇監(jiān)測系統(tǒng),規(guī)范洪澇災(zāi)害應(yīng)急救援指揮體系,指揮系統(tǒng)根據(jù)區(qū)防汛防旱指揮機(jī)構(gòu)的職能和任務(wù),準(zhǔn)確了解所轄區(qū)域的雨情、水情、工情及災(zāi)情,對防汛防旱形勢做出正確分析,對其發(fā)展趨勢作出調(diào)度決策,下達(dá)調(diào)度和指揮搶險的命令,并監(jiān)督命令的執(zhí)行情況、效果。同時,建立完善的社會防范體系,加大社會層面的避險自救宣傳力度[6-7]。
4.3 建立災(zāi)害預(yù)警機(jī)制,提高應(yīng)急管理水平
相關(guān)部門要建立內(nèi)澇災(zāi)害的預(yù)報、預(yù)警機(jī)制,提高政府、社區(qū)等各級組織的應(yīng)急管理水平。氣象部門要筑牢氣象防災(zāi)減災(zāi)第一道防線作用,嚴(yán)格落實“1262”精細(xì)化預(yù)報與響應(yīng)聯(lián)動機(jī)制,做到提前12 h預(yù)報強降水(降水量>50 mm)落區(qū)精細(xì)到縣,提前6 h、提前
2 h預(yù)報強降水(降水量>50 mm)落區(qū)精細(xì)到街道的氣象服務(wù)產(chǎn)品,并根據(jù)與防辦部門提前商定的渠道及時發(fā)送。
5 結(jié)束語
解決城市內(nèi)澇問題并非一蹴而就,相關(guān)部門應(yīng)聚焦解決城市防洪排澇問題,推進(jìn)治水理念從“末端治理”向“源頭減排、過程控制、系統(tǒng)治理”轉(zhuǎn)變,治水措施從“以工程措施為主”向“生態(tài)措施與工程措施相融合”轉(zhuǎn)變,系統(tǒng)謀劃、全域推進(jìn)海綿城市建設(shè)。
參考文獻(xiàn)
[1] 姜曉岑,莫偉強,尹淑嫻.2017—2019年東莞城區(qū)內(nèi)澇特征及與降雨關(guān)系分析[J].廣東氣象,2021,43(1):28-32.
[2] 柏平,劉業(yè)森,劉舒,等.極端大暴雨對昆明市城市洪澇防御的警示和思考[J].中國防汛抗旱,2021,31(9):25-29.
[3] 欒清華,秦志宇,王東,等.城市暴雨道路積水監(jiān)測技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)展[J].水資源保護(hù),2022,38(1):106-116,140.
[4] 王倩,潘蓉,郭崇文,等.杭州市主城區(qū)暴雨內(nèi)澇災(zāi)害風(fēng)險評估研究[J].安全,2024,45(2):32-39.
[5] 陳凌.城市規(guī)劃視閾下的城市內(nèi)澇現(xiàn)狀與防治體系建構(gòu)策略[J].建材發(fā)展導(dǎo)向,2023,21(24):78-80.
[6] 李海燕,吳曉絢,王婷,等.廣州城市暴雨內(nèi)澇模型模擬效果評估[J].熱帶氣象學(xué)報,2023,39(5):689-696.
[7] 竇本洋,高霏霏,傅峰,等.皖南地區(qū)城市內(nèi)澇防治技術(shù)研究:以宣城市為例[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2023,22(20):39-40.