西寧市暴雨內澇災害特征和等級分析研究

摘 要：利用西寧市暴雨內澇災情、積水深度和降水數據資料，采用統計學等分析方法，研究西寧市暴雨內澇災害時空分布特征和暴雨內澇災害等級，得出以下結論：（1）1986—2022年西寧市共計出現暴雨內澇災害106次，出現次數以1.147次/10年的速度波動增長。西寧市暴雨內澇災害的多發區是湟中區，西寧市區的多發區域是城北區。（2）西寧市嚴重內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值0.021、0.055、0.226、0.683 m

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

關鍵詞：內澇災害；氣象災害；西寧市；輕度內澇

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，我國城市化快速發展，而城市排水設施建設落后于城市發展速度，城市極端洪澇災害發生的頻次增加，對經濟社會造成了嚴重的影響，城市內澇災害已經成為制約城市發展的重要因子。氣象工作者對城市內澇災害開展了大量研究。周宏等[1]對我國城市內澇防治現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。對暴雨內澇的研究多集中于北京、廣州、西安等發達城市，而針對西寧市的內澇災害研究較少[6-9]。西寧位于青藏高原東北部，夏季強對流天氣頻發，且其地處黃河支流湟水上游，北、西、南三面環山，市區呈十字狀分布在山谷中，若遇強降水天氣，極易造成城市內澇。因此，對西寧市內澇災害開展研究，為城市管理決策提供數據支撐很有必要。

1 資料與方法

1.1 數據來源

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

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

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

1.2 方法

（1）采用統計學方法，分析西寧市城市暴雨內澇災害的發生發展規律和時空分布特征。

（2）采用百分位數法，對西寧市城市暴雨內澇災害進行等級劃分，并找出不同等級易發區域。

2 暴雨內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、大通、湟中、湟源）

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

圖1" 西寧市暴雨內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。

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

圖2" 西寧市暴雨內澇災害的月分布特征

2.2 暴雨內澇災害的空間分布特征

從1986—2022年西寧市暴雨內澇災害空間統計表（表1）可見，暴雨內澇災害空間分布極不均勻，西寧市出現的106次災害中，湟中發生最多，達39次，湟中是西寧市最容易出現暴雨內澇災害的地區；大通次之，為28次；湟源、西寧市區分別出現21、18次。湟中、湟源和大通暴雨內澇災害均在縣城出現得最多，其他鄉鎮相對分散。在西寧市區暴雨內澇災害中，城北區出現最多，為7次；城西區最少，出現了3次。由此可見，城北區是西寧市區暴雨內澇災害的多發區域，城西區則是相對少發區域。

3 暴雨內澇氣候的極端降水特征

利用百分位數法對西寧氣象監測站2004—2022年5—9月降水小時數據進行統計分析，將不同百分位對應的降水量作為城市內澇指標的臨界值，可將西寧市城市暴雨內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%為一般內澇，95%～99%為較重內澇，＞99%為嚴重內澇。分析確定西寧市暴雨嚴重內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 城市暴雨內澇災害的等級劃分

根據西寧市積水深度監測站實際情況，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值對城市內澇災害等級進行劃分（表2），將西寧市城市暴雨內澇災害等級劃分為5級，等級分別為沒有內澇、輕度內澇、中等內澇、較重內澇、嚴重內澇。當積水深度小于

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

5 城市暴雨內澇等級的分布特征

依據西寧市城市暴雨內澇等級劃分標準，對市委黨校上行、圣銀酒店西南角等9個積水深度監測站積水深度等級進行分析（表3）發現，西寧市嚴重內澇5級共計出現樣本數258個，占積水深度總樣本的1.32%，主要出現在怡心園、市委黨校下行、鹽莊柴達木下行和鹽莊柴達木上行。較重內澇4級共計出現樣本數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。中等內澇3級共計出現樣本數1 303個，占積水深度總樣本的6.64%，按出現次數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。輕度內澇2級共計出現樣本數17 112個，占積水深度總樣本的87.22%，在各監測點均有出現。

表2" 西寧市城市暴雨內澇災害的等級劃分

內澇等級 降水深度h/m 等級含義 預警顏色 居民社區 車庫 交通影響程度

1 h＜0.021 沒有內澇 無 影響居民生活，沒有造成財產損失 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 輕度內澇 藍 影響居民生活，不太可能造成財產損失 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 中等內澇 黃 影響居民生活，可能造成財產損失 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 較重內澇 橙 影響居民生活，造成部分財產損失 對發動機可能有影響，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 嚴重內澇 紅 嚴重影響居民生活，造成較嚴重財產損失 發動機進水，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" 西寧市城市暴雨內澇站點的等級分布

內澇點積水名稱 2級 3級 4級 5級 樣本數

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

根據分析結果，將以上站點代表區域分別劃分為易出現嚴重內澇（5級）、較重內澇（4級）、中等內澇（3級）、輕度內澇（2級）的區域，已在高級別出現的站點，不在低級別中重復出現。西寧市易出現嚴重內澇的地點為怡心園、鹽莊柴達木上行、市委黨校下行和鹽莊柴達木下行，易出現較重內澇的地點為東稍門公交車站、圣銀酒店東南角，易出現中度內澇的地點為市委黨校上行、圣銀酒店西南角，易出現輕度內澇的地點為天津路，這些地點易出現內澇既有城市建設發展的原因，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年西寧市共出現暴雨內澇災害106次，出現次數以1.147次/10年的速度波動增長。西寧市暴雨內澇災害的多發區是湟中區，西寧市區的多發區域是城北區。

（2）西寧市嚴重內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值0.021、0.055、0.226、0.683 m將西寧城市內澇災害劃分為沒有內澇、輕度內澇、中等內澇、較重內澇、嚴重內澇5級。

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

參考文獻

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[9] 袁馮.北京市暴雨分布規律與洪澇災害風險評估研究[D].北京：北京建筑大學，2020.

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，河南衛輝人，高級工程師，研究方向為天氣預報與服務。